INTRODUCCIÓN

En un sistema básico de refrigeración conformado por el compresor, condensador, válvula de expansión y evaporador ocurren varios fenómenos físico – químicos, esta primera actividad se dedicará a la comprensión de ellos.

FINALIDAD

Conocer los principios básicos que intervienen en un sistema de refrigeración

JUSTIFICACIÓN

El área de la refrigeración comprende una gama amplia de temas que involucran diferentes campos de la ciencia pero también de la vida cotidiana. Los fenómenos cíclicos de calentamiento y enfriamiento que fácilmente vemos en la naturaleza, en nuestras casas y en la industria obedecen a principios bajo los cuales no sólo funciona sino también se estudia la refrigeración.

Entonces resulta apenas comprensible que se estudien los conceptos de la física que permitirán aproximarse con más propiedad a una rama del conocimiento de tanta aplicabilidad y uso en el comercio y la industria.

ENERGÍA

La energía se define como la capacidad de efectuar un trabajo, se mide en kilovatios hora ( Kwh) o Julios ( Jul) Se manifiesta de diferentes formas como la energía calórica, lumínica, química, mecánica, cinética, potencial y eléctrica.

CALOR

Es una forma de energía contenida en la materia, que se transmite de un cuerpo o espacio a otro a causa de una diferencia de temperatura. Según la teoría molecular, el mayor o menor nivel de calor depende del mayor o menor nivel de vibración de las moléculas de la sustancia. La principal fuente de calor es el Sol.

FRÍO

Es la ausencia de calor que experimenta el cuerpo humano; no existe como magnitud en la física. Sólo se entiende el concepto del frío como una sensación del cuerpo que ha perdido su calor normal.

REFRIGERACIÓN

Es el proceso por el que se reduce la temperatura de un cuerpo o espacio determinado para diferentes fines como el enfriamiento de bebidas y alimentos, la obtención de un mejor sabor, retardar descomposición, conservar determinadas sustancias por largo tiempo sin deterioro o conseguir un ambiente placentero.

REFRIGERANTES

Son sustancias químicas que le ayudan al sistema de refrigeración a absorber el calor de los cuerpos o espacios determinados transportándolo a un lugar.

ESTADOS DE LA MATERIA

Toda la materia conocida se presenta en tres formas o estados: sólido, líquido o gaseoso. ( La palabra ESTADO que comúnmente se utiliza, hace referencia a lo que técnicamente debe llamarse FASE ).

Fase Sólida: estado de la materia que tiene forma y peso definidos.

Fase Líquida: La materia aquí tiene peso y volumen, pero su forma depende del recipiente que la contiene.

Fase Gaseosa: A veces es llamada “vapor”, no tiene dimensiones propias, depende de un recipiente para ello. Los gases se expanden libremente hasta llenar el recipiente que los contienen, y su densidad es mucho menor que la de los líquidos y sólidos. Difícilmente es captada por nuestros sentidos.

Aunque estas diferencias específicas existen en las tres fases de la materia, con mucha frecuencia, al cambiar de condiciones de presión y temperatura, la misma sustancia puede existir en cualquiera de ellas.Por ejemplo el agua existe como sólido: hielo, como líquido: agua o como gas: vapor.

CONVERSIÓN DE TEMPERATURA

Las unidades de temperatura con las cuales se va a trabajar en este manual son, los grados Centígrados (ºC) y grados Fahrenheit (ºF) Para cambiar las unidades de temperatura se pueden utilizar las siguientes fórmulas:

De grados centígrados a Fahrenheit:

De Fahrenheit a centígrados:

PUNTO CERO

Aquel donde se cree que todo movimiento molecular cesay se encuentra a – 460ºF o – 273ºC

PUNTO DE EBULLICIÓN DEL AGUA

12

PUNTO DE CONGELACIÓN DEL AGUA

CALOR ESPECÍFICO

El calor específico de una sustancia es la cantidad de calor en Btu, necesaria para cambiar la temperatura de una libra de sustancia 1 grado Farenheit. El calor específico de una sustancia cambia cuando cambia el estado de la misma.

CAMBIOS DE FASE

Ya podemos pasar a describir los cinco cambios principales de estado:

Solidificación: es el cambio de líquido a sólido. Licuefacción: es el cambio de sólido a líquido Vaporización: es el cambio de líquido a vapor. Condensación: es el cambio de vapor a líquido. Sublimación: es el cambio de sólido a vapor, sin pasar por

líquido. Sublimación Reversiva: es el cambio de vapor a sólido sin pasar por

líquido.

PUNTO DE FUSIÓN

La temperatura a la cual una sustancia sólida al recibir calor se licua.

CALOR SENSIBLE

Aquel que se puede sentir o medir. El que provoca cambio de temperatura en una sustancia pero no cambia su fase.

CALOR LATENTE

El que cambia la fase de una sustancia, sin alterar su temperatura.

PRESIÓN ABSOLUTA

Es la suma de la presión atmosférica y la presión manométrica. Cuando hay gases dentro de un recipiente, separados de la atmósfera, como por ejemplo en la unidad de refrigeración, es necesario tener en la cuenta la presión atmosférica y los cálculos matemáticos que se deben hacer en términos de la presión absoluta de que se trate.

PUNTO DE EBULLICIÓN

Es el punto donde una sustancia cambia de fase líquida a fase gaseosa ( hierve) Básicamente, el sistema de refrigeración trabaja mediante el “control del punto de ebullición”. El punto de ebullición cambia en el mismo sentido que la presión a la que está sujeta el fluido. Podemos disminuir el punto de ebullición disminuyendo la temperatura, esto hace que el

13

refrigerante absorba calor y se evaporice o “hierva”, y al revés, si se eleva el punto de ebullición subiendo la presión, el vapor cede su calor latente y se condensa.

TEMPERATURA DE CONDENSACIÓN

La temperatura de condensación se da cuando un vapor pasa a fase líquida. Si se elimina energía térmica del vapor hasta el punto en que la temperatura trate de descender del punto de la temperatura de condensación del vapor, este se licuará o condensará.

El punto de ebullición y de la temperatura de condensación son los mismos para una sustancia. La única diferencia es el fenómeno que se lleva a cabo. En cada caso, la temperatura a la cual se efectúa el cambio varía de acuerdo con la presión a la cual están sujetos. Si la presión disminuye, el punto de condensación o el punto de ebullición disminuye. Si se eleva la presión, se eleva el punto de ebullición o de condensación.

PUNTO DE FUSIÓN

Es la temperatura a la cual se lleva a cabo la solidificación de un líquido o la fusión de un sólido. También afecta la presión a la que se sujeta el sólido. Si se eleva el punto de fusión de un sólido aumentando la presión hasta cuando el punto de fusión sea igual a la temperatura sensible del sólido, cualquier intento posterior de elevar el punto de fusión hará que el sólido se licue o funda.

TEMPERATURA DE SATURACIÓN

El punto de ebullición y la temperatura de condensación a determinada presión son iguales. Esto quiere decir que el líquido ha alcanzado el punto en el que contiene toda energía térmica que es capaz, sin pasar al estado de vapor. A este estado se le llama “líquido saturado”, lo cual quiere decir que si se le agrega cualquier cantidad más de calor el líquido hervirá.

SOBRECALENTAMIENTO

El sobrecalentamiento es el calor que se agrega a un vapor después de alcanzar esta fase. Es sencillamente un aumento de la temperatura del vapor con respecto a su punto de ebullición.

SUBENFRIAMIENTO

Cuando el líquido se encuentra a una temperatura menor que su punto de ebullición, se dice que está “subenfriado”.

CAUDAL

14

Es la velocidad de circulación de un refrigerante a través de la sección de una tubería.

La unidad de medida en el Sistema Internacional es m3/seg. También se puede dar en lt/min. El instrumento de medición es el ROTÁMETRO.

.