Manual Capacitacion Refrigerantes

7/28/2019 Manual Capacitacion Refrigerantes

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MANUAL DE CAPACITACIN

BUENAS PRACTICAS EN SISTEMAS DEREFRIGERACIN

Preparado por: Luis Coloma Rodrguez

CHILE
http://www.maquinariaspesadas.org/


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PrologoEl presente manual tiene como objetivo brindar los conocimientos adecuados para el buen manejo de los

refrigerantes utilizados en el campo de las refrigeracin y aire acondicionado domestico, comercial e industrial.

De tal manera que se utilicen los mtodos y procedimientos adecuados que ayuden a evitar la rotura de la

Capa de Ozono causada por la emisin de diferentes sustancias a la atmsfera, siendo una de las principales

los refrigerantes que utilizamos todos aquellos que estamos relacionados con el campo de la refrigeracin y el

aire acondicionado.

Tambin es necesario resaltar el dao que se esta produciendo debido a los agujeros presentados en la Capa

de Ozono y que cada da se incrementan debido a las sustancias presentes actualmente en nuestra atmsfera

y que adems todava no se produce el efecto total de estas emisiones pues muchas de estas sustancias no

llegan al nivel donde se encuentra la Capa de Ozono. Por lo tanto pensando en lo que nuestros hijos

heredaran es que se hace necesario trabajar hoy para que el futuro sea mejor.

La Comisin Nacional del Medio Ambiente CONAMA, mediante el Programa de Proteccin de la Capa de

Ozono, ha elaborado el Programa de Capacitacin en Buenas Practicas en Sistemas de Refrigeracin, el

cual tiene por objetivo capacitar a los entrenadores o instructores de centros de formacin tcnica en

refrigeracin en buenas procedimientos en refrigeracin, a la vez de dotar a estos centros de enseanza de

maquinas, tanto de recuperacin, como tambin de reciclaje de refrigerante. Luego de esta primera fase, los

instructores ya capacitados, por los consultores nacionales, dictaran los cursos a los tcnicos, con lo cual se

lograr un efecto multiplicador.

Este manual es el primero de su tipo en nuestro pas, especialmente elaborado para la capacitacin de

tcnicos de todos los niveles; se ha tomado como base los manuales publicados por PNUMA; habiendo sido

completado con los conocimientos docente y experiencia profesional personal.

Ing. Luis Antonio Coloma RodrguezDocente rea de Refrigeracin y Climatizacin Industrial

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CAPTULO IV: COMPONENTES DE UN SISTEMA DEREFRIGERACIN 40EVAPORADORES 40EVAPORADOR DE TUBO DESCUBIERTO 40EVAPORADOR DE PLACA 41

EVAPORADOR DE TUBO Y ALETAS 41COMPRESORES DE REFRIGERACION 42COMPRESOR DEL TIPO ABIERTO 44COMPRESOR HERMETICOS 45COMPRESOR SEMIHERMETICO 46COMPRESOR ROTATIVO 47COMPRESOR HELICIODAL O TORNILLO 48COMPRESOR CENTRIFUGO 49LUBRICACION DE COMPRESORES 50

CONDENSADORES 51CONDENSADOR ENFRIADO POR AIRE 51CONDENSADOR ENFRIADO POR AGUA 52CONDENSADOR EVAPORATIVO 53

DISPOSITIVOS DE EXPANSION 54VALVULA DE EXPANSION TERMOSTATICA 55TUBO CAPILAR 58SISTEMA DE DESHIELOS 60ELEMENTOS SECUNDARIOS EN LOS SISTEMS DE REFRIGERACIN 60RECIBIDOR DE LQUIDO, 60INTERCAMBIADOR DE CALOR, ACUMULADOR DE SUCCIN, 61SEPARADOR DE ACEITE, DESHIDRATADOR, 62FILTROS ELIMINADORES DE VIBRACIN, COLADORES INDICADOR DE HUMEDAD, 63CALEFACTORES DE CARTER 64CIRCUITO TIPICO DE REFRIGERACIN 65

CAPTULO V: SISTEMAS DE REFRIGERACIN 66REFRIGERACIN EN DISTINTAS APLICACIONES 66REFRIGERACIN EN CASCADA 66REFRIGERACIN EN DOS ETAPAS 66REFRIGERACIN DE ENFRIAMIENTO INTERMEDIO 67REFRIGERACIN SISTEMA INUNDADO 67REFRIGERACIN SISTEMA RECIRCULADO 68

CAPTULO VI: RESPONSABILIDAD DE UN OPERADOR 69CAPTULO VII: OPERACIN EFICIENTE 70CAPTULO VIII: SEGURIDAD 72CAPTULO IX: PRIMEROS AUXILIOS 74CAPTULO X: NUEVOS REFRIGERANTES 76TABLA DE REMPLAZO DE REFRIGERANTES 78TABLAS DE ACIETES PARA LOS NUEVOS REFRIGERANTES 79

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TABLA DE TEMPERATURAS ESTIMADAS, DE OPERACIN DESPUS DE RECONVERSIN 81CAPTULO XII: RECUPERACIN Y RECICLAMIENTO DEREFRIGERANTES 82 COMO IMPEDIR LA LIBERACION INNESESARIA DE REFRIGERANTE AL AMBIENTE 82 DEFINICION DE RECUPERACION, RECICLAJE Y REGENERACION 83 RECUPERACION DE REFRIGERANTES 85 RECIPIENTES DE REFRIGERANTES DESECHABLES Y, QUE SE PUEDEN DEVOLVER 86 TECNOLOGAS DE RECUPERACIN 87

LISTADO DE MONITORES LISTADO DE PARTICIPANTRES (MONITORES) 1 CURSO 91 LISTADO DE PARTICIPANTRES (MONITORES) 2 CURSO 92 LISTADO DE PARTICIPANTRES (MONITORES) 3 CURSO 93

ESTUDIO DEL CONTACTOR

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CAPTULO I / EL AGOTAMIENTO DEL OZONO

CAUSAS DEL AGOTAMIENTO.El agotamiento del ozonoLa presencia de ozono en la troposfera, esto es a niveles muy bajos de la atmsfera es perjudicial pues

puede causar daos en el tejido pulmonar de los animales y en las plantas. La presencia de ozono en la

estratosfera, sobre los 20 Km. de altitud es necesaria, ya que en esta regin nos protege de la radiacin de

los rayos ultravioletas (UV) del sol. La estratosfera contiene el 90% del ozono de la atmsfera.

Existe evidencia actualmente de que el espesor de la capa de ozono esta relacionado con el incremento en

el nivel de radiacin sobre la superficie de la tierra y de que esta capa es destruida por los cloratos que se

producen en la superficie terrestre. La mayor parte de estos cloratos provienen de actividades humanas y

principalmente en procesos de refrigeracin, como se representa a continuacin:

Destruccin de la capa de ozono

EFECTOS DEL AGOTAMIENTO DEL OZONO.Efectos de la destruccin

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El ozono es una capa protectora de la atmsfera que ha permitido preservar la vida sobre la tierra durantemilenios, dicha capa que esta compuesta de tres tomos de oxigeno en vez de dos habituales. Sin embargo el


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tomo adicional convierte al ozono en veneno para los humanos, es por este motivo que a nivel de superficie(troposfera) es perjudicial para nosotros y otros seres vivos.Por otra parte, a una mayor altura (estratosfera) absorbe la mayor parte de la radiacin ultra violeta B (UV-B)del sol, este tipo de radiacin constituye una de las causas principales del cncer de la piel maligno cutneo ylesiones oculares en los seres humanos, principalmente cataratas. Igualmente este tipo de radiacin provoca

daos en las plantas y la vida acutica.Las molculas de ozono se crean y destruyen de manera natural en la estratosfera gracias a la mismaradiacin, esta radiacin descompone las molculas de oxigeno en tomos que seguidamente se combinan enotras molculas de oxigeno para luego formar el ozono .El ozono es un gas estable y es particularmentevulnerable a la destruccin por los compuestos que contengan hidrogeno, nitrgeno y cloro. El ozono forma unfrgil escudo, pero notablemente eficaz.

Sin embargo, este filtro tan fino protege eficientemente de casi todos los peligros de la radiacin ultravioletaproveniente del sol; la capa de ozono absorbe la mayor parte de la peligrosa radiacin UV-B (la radiacin UV-A que pasa a travs y UV-C que es capturada principalmente por el oxigeno). Todo dao que se produzca a lacapa de ozono dar lugar al aumento de la radiacin UV-B en zonas donde se ha acrecentado el deterioro dela capa.

La exposicin a una mayor radiacin tambin suprime la accin del sistema inmunitario del organismo, y estainmunosupresion ocurre sea cual sea la pigmentacin de la piel humana. Estos efectos podran exacerbar lassituaciones de salubridad deficiente en muchos pases en desarrollo. Por otra parte los materiales expuestos ala radiacin en las construcciones, pinturas y envolturas u otras sustancias, podran degradarse rpidamentepor un aumento de la radiacin.

Hay una teora de que el cloro que contienen las sustancias qumicas artificiales liberadas en la atmsfera sonlas principales responsables de la extincin de la capa de ozono en la estratosfera. Una gran parte de estoscompuestos estn constituidos porCFC (clorofluorocarbono) y halones (agentes de extincin de incendios).Los primeros han sido utilizados por aos como refrigerantes, disolventes o agentes espumantes.

Cabe mencionar que la estructura tan estable de estos productos qumicos artificiales, tan tiles en la tierra,les permite atacar a la capa de ozono sin sufrir alteraciones.

Los mas peligrosos de estos elementos tienen larga vida, por ejemplo el CFC R-11 dura un promedio de50aos en la atmsfera, el CFC R-12 un promedio de 102 aos y el CFC R-113 un promedio de 85 aos, espor este motivo que las sustancias qumicas influirn en el proceso de agotamiento por muchos aos.

Se ha comprobado tambin que los CFC EL CLORO constituye la causa principal del fenmeno masdramtico de que se ha constatado en lo que atae el agotamiento de la capa de ozono. Cada primavera, enel hemisferio sur, aparece un agujero en la capa de ozono sobre la antrtica, tan grande como la superficiede los estados unidos. El agujero no es en realidad un agujero sino una regin que contiene unaconcentracin muy baja de ozono. En invierno, la atmsfera sobre la antrtica queda aislada del resto delmundo por una circulacin natural de vientos llamada remolino polar. Durante el invierno, con el fro y laoscuridad, se forman en la estratosfera las nubes estratosferitas polares (PSC). El cloro inactivo en la

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superficie de estas nubes se convierte en formas que pueden agotar la capa de ozono por reaccionesqumicas con la accin de la radiacin solar.El resultado final es que en cada primavera, cuando aparece el sol en la antrtica, el ozono se destruyerpidamente. El agujero desaparece nuevamente cuando la estratosfera en la antrtica se calienta losuficiente para dispersar las PSC y disolver los vientos que la aslan del resto del mundo. Un aire rico en

ozono fluye entonces para reaprovisionar la capa de ozono sobre la antrtica. La circulacin del aire aportaratambin hacia el norte masas con menos ozono, mezclndolas con las concentraciones de ozono de otroslugares y diluyndolas. Estos fenmenos, pueden afectar a grandes zonas del hemisferio sur.

Las reducciones de la capa de ozono del hemisferio norte no son menos angustiantes que la de la reginantrtica, aun cuando no se han formado agujeros debidos, principalmente, aciertos factores meteorolgicos.no obstante en enero de 1993, la cantidad de ozono situada entre los 45 N y 65 N de latitud , era entre un12 % a 15% inferior de lo normal. En el periodo comprendido entre febrero y junio de1993, se produjo unareduccin mxima de 25% tanto sobre el hemisferio norte como el hemisferio sur. Es por eso que el problemaexige soluciones mundiales.

efectos del calentamiento de la atmsferaSin duda otro gran problema de actualidad, es el calentamiento de la atmsfera recordemos que latemperatura de la tierra se mantiene gracias a un equilibrio, entre el calor de la radiacin solar que fluye desdeel espacio y el enfriamiento de la radiacin infrarroja emitida por la superficie caliente de la tierra y laatmsfera, que se escapa volviendo al espacio.

El sol es la nica fuente de calor externa de la tierra. Cuando la radiacin solar, en forma de luz visible, llega ala tierra, una parte es absorbida por la atmsfera y reflejada desde las nubes y el suelo (especialmente desdelos desiertos y la nieve). El resto es absorbido por la superficie de la tierra que se calienta.

Si bien la atmsfera es relativamente transparente a la radiacin solar, la radiacin infrarroja se absorbe en laatmsfera por muchos gases menos abundantes. Aunque presentes en pequeas cantidades, estas trazas degases actan como un manto que impide que una buena parte de la radiacin infrarroja se escapedirectamente al espacio, al frenar este flujo al espacio los gases calientan la atmsfera y superficie terrestre.

Los gases que absorben y atrapan cantidades variables de radiacin infrarroja. Tambin persisten en laatmsfera por periodos variables de tiempo, e influyen en la qumica atmosfrica (especialmente del ozono) dediferentes maneras.

Por ejemplo, una molcula de CFC-12 tiene ms o menos el mismo efecto sobre la radiacin que 16000molculas de CO2. El efecto de una molcula de metano es igual a aproximadamente 21 veces el efecto delCO2, pero la vida til del metano es mucho mas corta.

EL POTENCIAL DE CALENTAMIENTO MUNDIAL DE LA ATMSFERA(GWP), es un ndice que compara elefecto de del recalentamiento en un lapso de tiempo para diferentes gases con respecto a emisiones igualesde CO2 (por peso).

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Dado que la vida til de los gases es diferente de la del CO2, se podran calcular diferentes GWP, lo cualdepende de la extensin de tiempo considerada.La vida til del CO2 es del orden de los 200 aos en la atmsfera; sobre un plazo corto, un gas cuya vida tiles muy corta, no tiene relieve respecto al potencial de recalentamiento del CO2.

Normalmente de adoptar una extensin de tiempo de 100 aos. Remplazar el CFC-R-12 POR EL HFC 134implicara una reduccin por factor de 6 en el calentamiento mundial de la atmsfera si hay emanacin de gas.

La contribucin directa ya se esta reduciendo gracias a la limitacin de las emisiones tanto por mtodos masestrictos para evitar fugas en los sistemas de refrigeracin, como por la recuperacin de CFCs.

El IMPACTO TOTAL EQUVALENTE DE RECALENTAMIENTO (TEWI), Es un ndice que adems considera elrecalentamiento global indirecto, debido a la necesidad de consumo de energa que absorben los sistemas derefrigeracin.

Es decir adems de considerar la liberacin de refrigerante a la atmsfera, esta contribucin representa elnmero de kilogramos de CO2 vertidos en la atmsfera por la produccin de cada kilovolt-hora de electricidadutilizado para producir el fro.

Diversos experimentos y clculos han demostrado que la contribucin de los sistemas termodinmicos alefecto invernaderos considerablemente superior a la contribucin directa vinculada con la liberacin de CFCs.

Las consideraciones directas o indirectas se toman en cuenta en un coeficiente denominado impacto totalequivalente de recalentamiento (TEWI).

CFC y otras sustancias que contienen halgenosLos CFCs se han utilizado ampliamente desde la primera mitad del siglo XX. El consumo mundial de estos haaumentado constantemente desde entonces, quedo sujeto a la limitacin a fines de la dcada de los 80 por elprotocolo de Montreal, destinado a reducir y eliminar el uso de los CFCs y de otras sustancias que contienenhalgenos.

Los CFCs se utilizan como disolventes, como impelentes en aerosoles, en la produccin de espumas depoliuretano; estos usos representan cerca del 70% de todos los CFCs producidos. Tambin se emplean losCFCs como liquido activo en muchos sistemas de refrigeracin y aire acondicionado. La industria de larefrigeracin fue responsable de un cuarto del consumo de CFCs en 1986. Los utilizadores de pequeascantidades como, por ejemplo, los de la industria de la esterilizacin, consumieron el 5% del total mundial.

La produccin de CFCs disminuyo entre 1986-1993 y hubo una drstica reduccin del uso del uso de estassustancias como impelentes de los aerosoles, como agentes espumantes y como disolventes. la menordisminucin de los CFCs fue en la industria de refrigeracin, de manera que en el periodo de tiempo de 1992-1993 el consumo representaba el 50% del total mundial, pero por otra parte la cantidad de CFCs producida en1993-1994 era significativamente menor de lo que se produca en el ao 1986.

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Esquema de representacin del recalentamiento global

LA RESPUESTA INTERNACIONALEl protocolo de MontrealEn marzo de 1985, el convenio de la proteccin de la capa de ozono fue firmado en Viena. El convenioprevea futuros protocolos y especificaba procedimientos para las enmiendas y la resolucin de discrepancias.

En septiembre de 1987, se llego a un acuerdo de medidas concretas a adoptar y se firmo el protocolo deMontreal sobre las sustancias que agotan la capa de ozono. En este protocolo se dio el primer paso concretopara proteger la capa de ozono, disponindose que para el ao 1999 a mas tardar se deba llegar a unareduccin del 50% en la produccin y el consumo de los CFCs.

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Como resultado de la segunda reunin de las partes en Londres (1990), se ajustaron los plazos de Montrealde manera que para el ao 2000 a mas tardar quedasen eliminados cinco CFC (R-11,-12.-13,-14,Y15) y treshalones. El meticloroformo deba controlarse y quedar eliminado en el ao 2005 a mas tardar.

En Londres se redactaron disposiciones especiales en el protocolo en materia de transferencia de tecnologa alos pases en desarrollo y en cuanto a la creacin del Fondo Multilateral (para cubrir los costos de la aplicacindel protocolo).

Las partes se reunieron por cuarta vez en Copenhague en noviembre de 1992 y convinieron en que todos losCFCs, al igual que el METICLOROFORMO y el CTC, quedasen eliminados en 1996 amas tardar, y que loshalones se eliminasen en 1994 amas tardar. en cuanto a los HCFCs (hidroclorofluorocarbonos), estosquedaran eliminados el ao 2030 a mas tardar, habindose establecido esta fecha tarda debido,principalmente, a la necesidad de alentar primero el uso de los HCFCs, de efecto menos agotador del ozono,como sustitutos de los CFCs.

En virtud del protocolo de Montreal, las fechas anteriores valen para las naciones desarrolladas; los pases endesarrollo (o sea los que consumen menos de 0,3 kilogramos de CFC per capita) estn eximidos y tienen unperiodo de tolerancia de 10 aos mas.

En 1987, participaron en la redaccin del protocolo de Montreal nicamente 24 naciones; al realizarse lareunin de Londres en 1990, este nmero se haba visto aumentado considerablemente. En diciembre de1994, la situacin era tal que haban ratificado el protocolo de Montreal casi todas las naciones del mundo,101 lo haban hecho en cuanto a la Enmienda de Londres y 39 en cuanto a la Enmienda de Copenhague.

El logro de de las metas del protocolo de Montreal depende de una amplia cooperacin entre todas lasnaciones del mundo. No es suficiente que los pases desarrollados, que en 1986 representaban el 85% delconsumo de las sustancias agotadoras del ozono, participen en el protocolo. La participacin de los pases endesarrollo, que consuman solo el 15% de la produccin mundial en 1986 es igualmente de importancia vital.El consumo de CFCs en los pases en desarrollo ha estado creciendo a un ritmo mucho mas elevado que enlos pases desarrollados y podran anular el efecto del protocolo en dos a tres dcadas, si se mantuviera almargen del protocolo.

Si los pases en desarrollo deban comprometerse a observar los plazos estrictos para adoptar nuevastecnologas, era necesario que se les proporcione nuevas tecnologas y la ayuda financiera para adoptarlas.

El mecanismo comprende un Fondo Multilateral y otro de cooperacin multilateral, regional y bilateral. El fondocomenz a funcionar en 1991, en virtud del mismo, el PNUMA IMA es responsable de la distribucin de lainformacin, de la capacitacin y de la red de intercambio de informacin.

Sustancias que daan la capa de ozono:-.CFCs

-.HCFCs

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-.HALONES

-.METICLOROFORMO

-.BROMURO DE METILO

-.TETRACLORURO DE CARBONO

Fotografas de la capa de ozono tomada por satlites

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CAPTULO II / CONCEPTOS BSICOS

UNIDADES DE MEDIDA.

Tabla de conversiones unidades de medidas

LONGITUDES mt cm Pulgadas PieMetrosCentmetros

PulgadasPie

10,01

0,02540,3078

1001

2,5430,48

39,370,3937

112

3,280,0328

0,083331

SUPERFICIES Mt2 Cm2 Pulgadas Pie2

Metros2Centimetros2Pulgadas2Pie2

10,0001

0,0006450,0929

100001

6,45929,03

15500,155

1144

10,760,001

0,00691

VOLUMEN Mt3 Cm3 Pulgadas 3 Pie3 LitrosMetros3Centmetros3Pulgada3Pie3Litros

10,0000010,0000163

0,0280,001

10000001

16,3828316,8

1000

61023,370,061

1172861,35

35,280,000035280,000578

10,035

10000,0010,016328,34

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PESOS Kg. Toneladas Oz LibrasKg.ToneladasOzLibras

11000

0,02830,45359

0,0011

0,0000280,0004535

35,27435274

116

2,204622204,620,0625

1

ELECTRICAS KW HpKwHP

10,7457

1,341021

PRESIN Kg/Cm2 Atmsferas PsiKg/cm2AtmsferasPsi

11,033

0,07032

0,96761

0,068

14,2214,7

1

TRMICAS kwH Hph kcal BtuKwH

HphKcalBtu

1

0,74571,16* 10-32,93*10-4

1,34102

11,56*10-133,93*10-4

859,845

641,18610,251996

3412

2544,433,9681

REFRIGERACIN TRJ TR Kcal/hr BTU/hrTRJTRKcal/hrBtu/hr

10,91084

3,01 x10 - 47,59 x 10- 5

1,0981

3.3 x 10-48,33 x 10 - 5

33203024

10,252

13173,76120003,968

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ESTADOS DE LA MATERIA.Toda la materia conocida, existe en una de las tres formas fsicas o estados: Slida, lquida o gaseosa.

La materia en estado Slido, mantiene su cantidad, forma y dimensiones fsicas.

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La materia en estado Lquido, mantiene su cantidad y tamao pero no su forma.

El liquido siempre toma la forma del recipiente que lo contiene.

La materia en estado Gaseoso, no tiene una tendencia a retener ni el tamao ni la forma.

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Movimiento molecularToda la materia se compone de pequeas partculas llamadas molculas y la estructura molecular de lamateria puede posteriormente romperse en tomos.

Cuando se aplica energa calorfica a una sustancia, se incrementa la energa interna de las molculas, lo cualaumenta su desplazamiento o velocidad de movimiento; hay tambin un incremento en la temperatura de lasustancia.

Cuando se retira calor de una sustancia se presenta una disminucin en la velocidad del movimientomolecular y tambin un descenso en la temperatura de la sustancia.Cuando se retira calor de una sustancia se presenta una disminucin en la velocidad del movimientomolecular y tambin un descenso en la temperatura de la sustancia.

Cambio de estadoCuando una sustancia slida se calienta, el movimiento molecular es principalmente en la forma de rpidomovimiento vibratorio, no desplazndose nunca las molculas de su posicin normal u original.

Pero en alguna temperatura dada, una sustancia en particular, la adicin posterior de calor, nonecesariamente incrementar el movimiento molecular dentro de la sustancia; en su lugar, el calor adicionalcausar que algn slido se fusione (Cambia a lquido). As el calor adicional causa un cambio de estado en elmaterial.

CAMBIO DE NOMBRE

GAS A LQUIDO CONDENSACION

GAS A SLIDO SUBLIMACION INVERSA

SLIDO A GAS SUBLIMACION

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La termodinmica es una rama de la ciencia que trata sobre la accin mecnica del calor. Hay ciertosprincipios fundamentales de la naturaleza, llamadas leyes termodinmicas, que rigen nuestra existencia aquen la tierra, varios de los cuales son bsicos para el estudio de la refrigeracin. La primera y la ms importantede estas leyes dice:

LA ENERGA NO PUEDE SER CREADA NI DESTRUIDA, SOLO PUEDE TRANSFORMARSE DE UN TIPODE ENERGA EN OTRO

CalorEl calor es una forma de energa, creada principalmente por la transformacin de otros tipos de energa enenerga de Calor; por ejemplo, la energa Mecnica que opera una rueda causa friccin y crea calor. Calor esfrecuentemente definido como energa en transito, porque nunca se mantiene esttica, ya que siempre esttransmitindose desde cuerpos clidos a los cuerpos fros. La mayor parte del calor en la tierra se deriva delas radiaciones del Sol.Una cuchara sumergida en agua helada pierde su calor y se enfra; una cuchara sumergida en caf caliente

absorbe el calor del caf y se calienta. Sin embargo, las palabras Ms Caliente y Ms Fro, son slotrminos comparativos.

Existe calor a cualquier temperatura arriba del cero absoluto, incluso en cantidades extremadamentepequeas. Cero absoluto es el trmino usado pro los cientficos para describir la temperatura ms baja quetericamente es posible lograr, en el cul no existe calor, y que es de 273C (-460F). La temperatura msfra que podemos sentir en la tierra es mucho ms alta en comparacin con esta base.

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1000 x ( 100 95) = 5000 caloras

Sin embargo, la unidad de calor empleada comnmente es la Kilo-Calora (KCAL) que equivale a 1.000caloras y que pueden ser definidas como la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de un Kg.De Agua, un grado Centgrado.

En el sistema Ingls, la unidad de calor es la BRITISH THERMAL UNIT (B.T.U.). Un B.T.U. Puede definirsecomo la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de una libra de agua 1 F. Por ejemplo: Paraaumentar la temperatura de un Galn de agua (Aproximadamente 8,3 Lb) de 70 F a 80 F, se requieren 83BTU

8,3 x (80 70) = 83 B.T.U.

Calor especfico.El Calor especfico de una sustancia es su capacidad relativa de absorber o ceder calor tomando como basela unidad de agua pura, y se define como la cantidad de Kilocaloras o (BTU) necesarias para aumentar odisminuir la temperatura de un Kilo o (libra) de cualquier sustancia en 1C o (1F). Por definicin, el calorespecfico del agua es 1,0 pero la cantidad de calor necesaria para aumentar o disminuir la temperatura deotras substancias vara. Se requieren nicamente 0,64 Kcal por Kilo (0,64 BTU por libra) para aumentar odisminuir la temperatura de un kilo (Libra) de Aluminio 1 C (1F), por lo tanto, los calores especficos de estas

dos substancias son 0,64 y 0,22 respectivamente.

Calor sensible

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El calor sensible se define como el calor que provoca un cambio de temperatura en una sustancia. En otraspalabras es como su nombre lo indica, el calor que puede percibirse por medio de los sentidos. Cuando latemperatura del agua se eleva de 0C a 100C, hay tambin un aumento de calor sensible.


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Calor latenteCalor latente es el que necesita para cambiar un slido en lquido, o un lquido en gas, es decir cambiar de

estado, sin variar la temperatura de la sustancia. La palabra latente significa oculto, o sea que este calorrequerido para cambiar el estado de una sustancia y no es percibido por los sentidos.

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Tabla de calores especficosALIMENTOS

PRODUCTOCp (antes)

(KCAL/(KG*C))Cp (Despus)

(KCAL/(KG*C))CALOR LATENTE

(KCAL/KG)T CONG.

C

APIOBROCOLICARNEVACUNOCARNE CABRACEBOLLASCARNE CERDOCEREZASCHOCLOCHOCOLATESCIRUELASCOLIFLOR

CREMA (40%)DURAZNOSESPRRAGOSESPINACASFRAMBUESASFRESASHELADOHIGOSHUEVOSJAMONESLECHELECHUGALEGUMBRES

LIMONESMANTECAMANTEQUILLAMELONESMEMBRILLOSNARANJASOSTIONESPAPASPERASPESCADOPIASPLATANOSPOLLOPOROTOSQUESOVIENESASSALMNTOMATESUVASZANAHORIAS

0,910,90,720.650,670,910,680,900,790,560,880,90

0,850,910,910,920,870,900,770,710,850,680,900,900,90

0,910,600,640,910,900,910,830,860,910,760,900,900,790,780,700,860,760,920,900,93

0,460,480,400.350,300,510,380,490,420,300,480,56

0,400,410,490,510,490,490,450,440,450,380,490,460,45

0,490,390,340,470,490,440,440,470,490,410,500,420,370,360,400,560,410,460,610,45

75,5574,9952,7754.4246,3872,2248,0566,6659,0022,2264,4473,88

49,9971,1174,9971,6666,6666,6620,5564,4455,5548,0568,8875,5572,22

69,9949,998,3371,1167,7769,4464,4462,2767,7756,1171,1159,9958,8854,9947,7747,7760,0073,3362,2269,99

-1,3-1,7-1,7-1.7-1,7-1,1-2,8-1,5-0,6-0.7-2,2-1,1

-2,2-1,7-1,1-1,1-1,5-1,5-1,7-2,2-0,3-0,6-0,6-0,6-1,1

-2,20-1,1-1,7-2,2-2,1-2,8-1,7-2,5-2,2-1,0-2,0-2,8-2,3-16,1-1,7-2,2-0,9-2,2-1,1

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Tonelada americana de refrigeracinAn en nuestro medio es muy frecuente hablar de toneladas de refrigeracin, la cual es realmente una unidadamericana basada en el efecto frigorfico de la fusin del hielo. La tonelada de refrigeracin puede definirsecomo la cantidad de calor absorbida por la fusin de una tonelada de hielo slido puro en 24 horas. Puesto

que el calor latente de fusin de una libra de hielo es de 144 BTU, el calor latente de una tonelada americana(2000 libras) de hielo ser 144 * 2000, o sea 288,000 BTU por 24 horas. Para obtener el calor por hora esnecesario dividir entre las 24 horas, lo cual da una cantidad de 12.000 BTU/HORA, que recibe el nombre deTONELADA DE REFRIGERACION. Puesto que el calor latente del hielo en el sistema mtrico es de 80 Kilo-Caloras y que y una tonelada americana e igual a 907.187 kilos, la tonelada de refrigeracin es igual a 80 *907.185 o sea 72.575 kilo- caloras por 24 horas, es decir, 3.024 kilo-caloras por hora.

Calor latente de fusinEl cambio de una sustancia de slido a lquido o de lquido a slido requiere calor latente de fusin. Este

tambin puede llamare calor latente de fusin o calor latente de congelacin.

Cuando se derrite un kilo de hielo, ste absorbe 80 kilo-caloras (144 BTU) a una temperatura constante de0C (32F); del mismo modo, cuando se congela un kilo de agua para convertirla en hielo, deben sustrarsele80 kilo- caloras (144 BTU) a una temperatura constante de 0C (32F). En la congelacin de productosalimenticios, nicamente se considera el calor latente del porcentaje de agua que estos contienen; por tanto, elcalor latente se conocer, determinado e porcentaje de agua que existe en dichos productos.

Calor latente de evaporacinPara cambiar una sustancia de lquido a vapor y de vapor a lquido se requiere calor latente de evaporacin.Puesto que la ebullicin es slo un proceso acelerado de evaporacin, este calor tambin puede llamarsecalor latente ebullicin, calor latente de evaporacin, o para el proceso contrario, el calor latente decondensacin.

Cuando un kilo de agua hierve o se evapora, absorbe 539 kilo- caloras (970 BTU) a una temperaturaconstante de 100C (212F) al nivel del mar; igualmente, para condensar un kilo de vapor deben sustraerse539 kilo- caloras (979 BTU).

Debido a la gran cantidad de calor latente que interviene en la evaporacin y en la condensacin, latransmisin de calor puede ser eficiente mediante este proceso. Los mismos cambios de estado que afectan al

agua se aplican tambin a cualquier lquido a diferentes presiones y temperaturas.

La absorcin de calor para cambiar un lquido a vapor y la sustraccin de este calor para condensarnuevamente el vapor, es la clave para todo el proceso de la refrigeracin mecnica y la transmisin del calorlatente requerido, es el instrumento bsico de la refrigeracin.

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Calor latente de sublimacinEl proceso de sublimacin es el cambio directo de un slido a un vapor sin pasar por el estado lquido, quepuede ocurrir en algunas sustancias. El ejemplo ms comn es el uso de hielo seco o sea dixido deCarbono para enfriar. El mismo proceso puede ocurrir con hielo abajo de su punto de congelacin, y se utiliza

tambin en algunos procesos de congelamiento a temperaturas extremadamente bajas y altos vacos. El calorlatente de sublimacin es igual a la suma de calor latente de fusin y el calor latente de evaporacin.

Temperatura de saturacinSaturacin es la condicin de temperatura y presin en la cual el lquido y el vapor pueden existirsimultneamente. Un lquido o vapor esta saturado cuando est en su punto de ebullicin (para el nivel delmar, la temperatura de saturacin del agua es de 100C o 212 F). A presiones ms altas la temperatura desaturacin aumenta, y disminuye a temperatura ms baja.

Vapor sobrecalentadoCuando un lquido cambia a vapor, cualquier cantidad adicional de calor aumentar su temperatura (calorsensible). Siempre y cuando la presin a la que se encuentre expuesto se mantenga constante. El trminovapor sobrecalentado se emplea para denominar un gas cuya temperatura se encuentre arriba de su punto deebullicin o saturacin. El aire a nuestro alrededor contiene vapor sobrecalentado.

Lquidos subenfriaoosCualquier lquido que tenga una temperatura inferior a la temperatura de saturacin corresponde a la presinexistente, se dice que s encuentra subenfrado. El agua a cualquier temperatura por debajo de su temperaturade ebullicin (100C al nivel del mar) est subenfrada.

Presion

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Presin atmosfricaLa presin se expresa como una fuerza perpendicular ejercida sobre un rea o superficie. Pues bien la presinatmosfrica ser la fuerza de gravedad que atrae la capa de gases que componen la atmsfera sobre lasuperficie terrestre, y se denomina presin atmosfrica estndar a la presin atmosfrica a nivel del mar.

Presin absolutaGeneralmente, la presin absoluta expresa en trminos de bar o de kilogramo-fuerza por centmetro cuadradoo (libras-fuerza por pulgada cuadrada) y se cuenta a partir del vaco perfecto en el cual no existe la presinatmosfrica. Por tanto en el aire a nuestro alrededor, la presin absoluta y la atmsfera son iguales.

Presin manomtricaUn manmetro de presin est calibrado para leer 0 kilogramo-fuerza por centmetro cuadrado o (libras-fuerzapor pulgada cuadrada) cuando no est conectado a algn recipiente con presin; por tanto, la presin absolutade un sistema cerrado ser siempre la presin manomtrica ms la presin atmosfrica. Las presionesinferiores a la presin atmosfrica Standard son realmente lecturas de depresin en los manmetros y sedenominan vacos. Un manmetro de refrigeracin mixto (compound) est calibrado en el equivalente enmilmetros (pulgadas) de Mercurio por las lecturas de depresin. Puesto que 1.03 Kg/cm2 (14.7 PSI) equivaleaproximadamente a 760 milmetros de columna de Mercurio (29.92 pulgadas).

Es importante recordar que la presin manomtrica es siempre relativa a la presin absoluta. La TABLA N 1demuestra la relacin de presiones a diferentes altitudes suponiendo que las condiciones atmosfricas seannormales.

La columna en milmetros (pulgadas) de Mercurio, indica los milmetros (pulgadas) de Mercurio que unabomba de vaco perfecta debera obtener tericamente. Por lo tanto a 1.525 metros (5ies) de altura y bajocondiciones atmosfricas normales, un vaco perfecto sera de 632 milmetros (24.89 pulgadas) de Mercurio,mientras que al nivel del mar sera de 760 milmetros de Mercurio (29.92 pulgadas).

RELACIN DE PRESIONES A DIFERENTES LATITUDESALTITUD PRESIONES PUNTO

DEEBULLICIN DELAGUA

MANOMETRICAS ABSOLUTA ATMOSMetros pies Kg/cm2 PSIG Kg/cm2 PSIA mm Hg Pulg. Hg C F030561091512201525

010002000300040005000

000000

000000

1.031.000.960.930.890.86

14.714.213.713.212.712.2

760733707681656632

29.9228.8527.8226.8125.8424.89

1009998979695

212210208206205203

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SEGUNDA LEY DE LA TERMODINMICALa segunda ley de la termodinmica, como se discuti antes establece que se transfiere calor en una soladireccin, de mayor a menor temperatura; esto tiene lugar a travs de tres modos bsicos de transferencia decalor que se detallan a continuacin.

ConduccinLa conduccin se describe como la transferencia de calor entre las molculas cercanas de una sustancia, oentre sustancias que estn tocndose o en un contacto fsico real con la otra. Cuando la transferencia decalor ocurre en una sola sustancia, tal como una varilla de metal con un extremo en una llama de fuego, elmovimiento de calor va hasta que hay un balance de temperatura a todo lo largo de la longitud de la varilla.

Si la varilla se sumerge en agua, las molculas que se mueven rpidamente sobre la superficie de la varillatransmitirn algn calor a las molculas del agua y otra transferencia de calor por conduccin tendr lugar.

Cuando la superficie exterior de la varilla se enfra, hay an algn calor dentro de la varilla y este continuartransfirindolo a las superficies exteriores de la varilla y luego al agua hasta que se alcanza el balance detemperatura.La velocidad con la cual el calor se transfiere por medio de la conduccin vara con las diferentes sustancias omateriales si stas poseen iguales dimensiones. La tasa de transferencia de calor variar de acuerdo a lahabilidad de los materiales o sustancias para conducir calor.

Los slidos, en general son mucho mejore conductores que los lquidos; y a su vez los lquidos conducen elcalor mejor que los gases o los vapores.

La mayora de los metales tales como la plata, cobre, acero y el hierro, conducen el calor mucho msrpidamente, mientras que otros materiales tales como vidrio, la madera y otros materiales de construccin,transfieren el calor en una tasa mucho ms lenta y por consiguiente solo usados como aislantes.

El Cobre es un excelente conductor de calor como lo es el Aluminio. Estas sustancias son ordinariamenteusadas en los evaporadores, condensadores y tubera de refrigerante que conecta los varios componentes deun sistema de refrigeracin, aunque el hierro es ocasionalmente usado con algunos refrigerantes. La tasa a lacual el calor pueda conducirse a travs de varios materiales depende de factores tales como:

a) El espesor del materialb) La diferencia de temperatura entre los lados del materialc) La conductividad trmica (factor k) de un materiald) El tiempo de duracin del flujo de calor.

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La figura es una Tabla de factores de conductividad trmica de algunos materiales comunes.

CONDUCTIVIDAD PARA MATERIALES AISLANTES Y DE CONSTRUCCIN

MATERIAL CONDUCTIVIDAD (k)

(Kcal/(h) (Mt) (C)Madera en lminasAislamiento de Poliestileno expandidoAislamiento de Poliuretano inyectadoMorteroEstucoLadrillo (comn)Yeso (con arena)PiedraAdobeFibra de Algodn

0.100.0040.0003

1.21.30.700.65,50,6

0,032

Nota: Los factores k estn dados en [(Kcal/ (hr x Mt x C)] estos factores pueden utilizarse correctamente atravs del uso de la siguiente ecuacin:

Ecuacin n 1:

X

TAkQ

=

DONDE:

A : rea seccional en Mt2K : Conductividad trmica en [Kcal/(h)(Mt)(C)]T : Diferencia de temperatura entre los dos ladosX : Espesor del material en Metros.

Los materiales de una alta conductividad se usan dentro del sistema de refrigeracin en si mismo a causa deque es deseable que una transferencia de calor rpida ocurra tanto en el evaporador como en el condensador.

El evaporador es donde el calor se remueve, del espacio refrigerado o el proceso que ha estado en contactodirecto con la sustancia. El condensador disipa este calor a otro medio o espacio.

En el caso del evaporador el producto o aire est a una mayor temperatura que el refrigerante dentro de latubera y hay una transferencia de calor de mayor a menor temperatura; mientras que en el condensador elvapor del refrigerante est a una mayor temperatura que la del medio enfrante viajando a travs delcondensador, y aqu de nuevo hay una transferencia de calor de mayor a menor temperatura. La tubera lisabien sea de Cobre, Aluminio o de cualquier otro metal, transferir calor de acuerdo a su conductividad o factork, pero esta transferencia de calor puede incrementarse mediante la adicin de aletas a la tubera.

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Estas incrementaran el rea de superficie de transferencia de calor, por consiguiente incrementando laeficiencia total del sistema.

Si la adicin de aletas dobla el rea superficial puede demostrarse en el uso de la ecuacin (1) que latransferencia de calor total ser en s mismo doblada cuando se compare con la de la tubera libre.

ConveccinOtro medio de transferencia de calor es por el movimiento de material calentado en s mismo cuando se tratade un lquido o gas. Cuando el material se calienta, las corrientes de conveccin son producidas dentro delmismo y las porciones ms calientes de l suben, ya que el calor trae consigo el decrecimiento de la densidaddel fluido y un incremento en su volumen especfico.

El aire dentro de un refrigerador y e agua que se calienta en una vasija son ejemplo primario de los resultadosde las corrientes de conveccin.

El aire en contacto con el serpentn de enfriamiento de un refrigerador llega a enfriarse y por consiguiente sevuelve ms denso, y empieza a bajar a la parte inferior e ste. Al hacerlo absorbe inferior calor de losalimentos y de las paredes del refrigerador, el cual a travs de conduccin, ha ganado calor del cuartoDespus de que el calor ha sido absorbido por el aire, ste se expande volvindose ms liviano y subenuevamente al serpentn enfriador en donde el calor nuevamente se renueva de l.

El ciclo de conveccin se repite siempre que haya una diferencia de Temperatura entre el aire y el evaporador.Las corrientes de Conveccin tales como las explicadas aqu son naturales, y, o como el caso de unrefrigerador, el flujo natural es un flujo lento. En algunos casos la conveccin debe incrementarse con el usode ventiladores o sopladores; en el caso de los lquidos se usan bombas para forzar la circulacin y la

transferencia de calor de un lugar a otro.

RadiacinUn tercer medio de transferencia de calor es la radiacin por medio de ondas similares a las de la luz o lasondas de sonido. Los rayos del sol calientan la tierra por medio de ondas de calor radiantes el cual viaja encaminos rectos sin calentar la materia que interviene en su recorrido o el aire. El calor de un bulbo de luz o deuna estufa caliente es radiante en naturaleza y se siente cuando se est cerca de ella, aunque el aire entre lafuente y el objeto cuando los rayos pasan a travs de l no se calienta.

Si usted ha estado relajndose en un edificio sombreado o en un rbol en un da caliente o soleado y semueve directamente a los rayos del sol, el impacto directo de las ondas calorficas le golpear como unpesado martillo an cuando la temperatura del aire en la sombra es aproximadamente la misma que en laparte soleada. A bajas temperaturas hay solamente una pequea cantidad de radiacin, y solamente sesienten pequeas diferencias de temperatura, por consiguiente la radiacin tiene pequeo efectos en elproceso real de refrigeracin, pero los resultados de la radiacin de los rayos solares pueden causar unincremento en la carga de refrigeracin en un edificio expuesto a estos rayos.

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El calor radiante es rpidamente absorbido por materiales o sustancias oscuras o mates, mientras lassuperficies o materiales con colores claros, reflejarn las ondas de calor radiante, como lo hacen con los rayosde luz.

Este principio tambin se utiliza en el campo del Aire Acondicionado, donde, con techos y paredes claras,

penetrar menos calor radiante en el espacio acondicionado, reduciendo as el tamao del equipo deenfriamiento requerido. El calor radiante tambin penetra fcilmente las ventanas con vidrios claros, pero esabsorbido por vidrios opacos o traslcidos.

Cuando el calor radiante o energa (ya que todo el calor es energa) es absorbido por un material o sustancia,se convierte en calor sensible, el cual puede sentirse o medirse. Todo cuerpo o sustancia absorbe energaradiante en algunas cantidades, dependiendo de la diferencia de temperatura entre el cuerpo especfico osustancia y la otra sustancia. Toda sustancia radiar energa cuando su temperatura es mayor que el ceroabsoluto y otra sustancia prxima este a menor temperatura.

Si un automvil se deja sol bajo el sol caliente, con las ventanas cerradas durante un perodo de tiempo largo,la temperatura dentro del carro ser mucho mayor que la del medio ambiente que lo rodea. Esto demuestraque la energa absorbida por los materiales de los cuales se construye el carro se convierte a calor sensible,que puede medirse.

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CAPTULO III / FUNDAMENTOS DE REFRIGERACIN

Como refrigerante se entiende todo aquel fluido que se utiliza para transmitir el calor en un sistema frigorfico yque absorbe calor a bajas temperaturas y presin, y lo cede a temperaturas y presin mas elevada,

generalmente con cambios de estado del fluido.

Los refrigerantes se identifican por su frmula qumica o por una denominacin simblica numrica; no essuficiente identificarlos por su nombre comercial.

En 1956, la compaa DU PONT ideo y registr un mtodo para clasificar numricamente los refrigerantes,con el se eliminaba el uso de complicados nombres qumicos. La asociacin americana de ingenieros enrefrigeracin calefaccin, ventilacin y aire acondicionado (ASHRAE) adopto este sistema en 1960.

El numero del refrigerante esta relacionado con el numero de tomos de fluor, de hidrogeno, de carbono y elnumero de enlaces qumicos dobles.

De acuerdo a esto la tabla de refrigerantes que identifico a los refrigerantes hasta 1993 era la siguiente:

N de Refrig. nombre formulapunto de ebullicin

c10 tetracloruro de carbn CCI4 76,7

11 triclorofruorometano CCI3F 23,8

12 diclorodifluorometano CCI2F2 -29,7

13 cloritrifluorometano CCIF3 -81,6

13b1 bromotrifluorometano CBRF3 -57,7

14 tretraflururo de carbono CF4 -145,6

20 cloroformo CHCI3 78,821 diclorofluorometano CHCI2F 26,6

22 clorodifluorometano CHCIF2 -40,7

23 trifluorometano CHF3 -81,9

30 cloruro de metileno CH2CI2 40,6

31 clorofluorometano CH2CIF -9,1

32 difluorometano CH2F2 -51,7

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40 cloruro de metilo CH3CI -23,7

41 fluoruro de metilo CH3F -78,2

50 metano CH4 -179,2

112 tetraclorodifluorometano CCI2FCCI2F 92,7

113 triclorotrifluoroetano CCI2FCCIF2 47,5

113a triclorotrifluuoretano CCI3CF3 45,6

114 diclorotetrafluoretano CCIF2CCIF2 3,5114a diclorotetrafluoroetano CCI2FCF3 3,6

114b2 dibromotetra CBRF2CBRF2 47,5

115 clopentafluoroetano CCIF2CF3 -27,5

116 hexafluoroetano CF3CF3 -78,14

124 clorotetrafluoroetano CHCIFCF3 -12

124a clorotetrafluoroetano CHF2CCIF2 -10

125 pentafluoroetano CHF2CF3 -48,3

133a clorotrifluoroetano CH2CICF3 6,1

142b clorodifluoroetano CH3CCIF2 -9,7

143a trifluoroetano CH3CF3 -47,3

152a difluoroetano CH3CF3 -24,6

160 cloruro de etilo CH3CHF2 12,3170 etano CH3CH3 -88,5

218 octafluoropropano CF3CF2CF3 -37,9

290 propano CH3CH3CH3 -42,2

compuestos cclicosc316 diclorohexafluorciclobutano C4CI2F6 60

c318 octafluorciclobutano C4F8 -5,8

otros hidrocarbones (hidrocarburos)600 butano CH3CH2CH2CH3 -0,38

601 isobutano CH(CH3)3 -10

1150 etileno CH2=CH2 -103,5

1270 propileno CH3CH=CH2 -47,5

azeotropos500 ref 12/152a (73,8/26,2) -33,3

501 ref 22/12 (75/25) -41,1

502 ref 22/115 (48,8/21,2) -45,5

503 ref 23/13 (40/60) -88,5

compuestos inorgnicos717 amoniaco NH3 -33,3

718 agua H2O 100

729 aire -194,2

744 dixido de carbono CO2 -78,2

744a oxido nitroso N2O -88,2

764 dixido de azufre SO2 -10

Los refrigerantes adems se califican en tres grupos segn su grado de seguridad o peligrosidad. El criterioque se sigue para ello es el siguiente:

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A. grupo primeroComprende los refrigerantes que no son combustibles y que poseen una accin txica muy pequea o nula.

B. grupo segundoComprende los refrigerantes que son txicos o corrosivos, o que al combinarse con el aire, en una porcin3,5% o ms en volumen, pueden formar una mezcla combustible o explosiva.

c. grupo terceroComprende los refrigerantes que, al combinarse con el aire en proporcin inferior al 3,5 % en volumen, puedeconstituir una mezcla combustible o explosiva. En el anexo se encuentran las caractersticas de los diferentesrefrigerantes, tanto la calificacin como los efectos fisiolgicos.

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CLASIFICACION DE LOS REFRIGERANTES(Reglamento de Seguridad para Plantas e Instalaciones Frigorficas, 1979)

Nmero de

Identificacin delrefrigerante Nombre qumico Frmula qumica

Paso molecular en

gramos

Punto de

ebullicin en C a1,013 barGrupo primero: Refrigerante de alta seguridad

R 11R-12R-13

R-13B1R-14R-21R-22

R-113

R-114R-115R-C318R-500

R-502

R-744

TriclorofluormetanoDiclorodifluormetanoClorotrifluormetano

BromotrifluormatanoTetrafluoruro de carbono

DiclorofluormetanoClorodifluormetano

1,1,2-Triclorofluoretano

1,2Diclorotetrafluoretanocloropentafluoretanooctofluorciclobutano

R-12 (73,8%) + R-152 a(26,2%)

R-22 (48,8%) + R-115(51,2%)

Anhdrido Carbonico

CCI3FCCI2F2CCIF3CBrF3CF3

CHCI2FCHCIF2

CCI2FCCIF2

CCIF2CCIF2CCIF2CF3C1F3

CC2F2/CH3CHF2

CHIF2/CCIF2CF3

CO2

137,4120,9104,5148,9

88102,986,5187,4

170,9154,5200

99,29

112

44

23,8-28,8-81,8-58-1288,92-40,847,7

3,5-38,7-5,9-28

-45,6

-78,5Segundo grupo: Refrigerante de medida seguridad

R-30R-40

R-160R-611R-717R-764R-1130

Cloruro de MetilenoCloruro de Metileno

Cloruro de EtilenoFormiato de MetiloAmonaco

Anhdrido Sulfuroso1,2- Dicloetileno

CH2CI2CH3CI

CH3CH2CICHOOCH3NH3SO2

CHCI=CHCI

84,950,5

-64,5601764

96,9

40,1-24

12,531,2-33-1048,5

Grupo tercero: Refrigerante de baja seguridadR-170R-290R-600R-600aR-1150

EtanoPropanoButano

IsobutanoEtileno

CH3CH3CH3CH2CH3

CH3CH2CH2CH3CH(CH3)3CH2=CH2

3044

58,158,128

-88,6-42,80,5

-10,2-103,7

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Efectos fisiolgicos de los refrigerantes.Porcentaje en volumen deconcentracin en el aire

Caracters-ticas

Advertencia

Nmero deentificacin

Nombre qumico Frmula qumicaLesinmortal o

importanteen pocosminutos

Peligrosode los 30

a los 60minutos

Inocuode 1 a 2

horas

Grupo primero: Refrigerantes de alta seguridadR-11R-12R-13

R-1381R-14R-21R-22R-113R-114

R-115R-C318R-500

R-502

R-744

TriclorofluormetanoDiclorodifluormetanoClorotrifluormetanoBromotrifluormetano

TetrafluorurodecarbonoDiclorofluormetanoClorodifluormetano

1,1,2-Triclorofluoretano1,2Diclorotetrafluoretano

cloropentafluoretanoOctofluorciclobutanoR-12 (73,8%) + r-152

(26,2%)R-22 (48,8%) + R-115

(561,2%)Anhdrido Carbnico

CCI3FCCI3F2CCIF3CBrF3CF4

CHCI2FCHACIF2

CCI2FCIF2CCIF2CCIF2

CCIF2CF2C2F2CCI2F2/CH3CHF2

CHSIF2/CCIF2CF3

CO2 8

10

5 a 10

5 a 6

1020 a 3020 a 3020 a 30

5202,5

20 a 30

20 a 3020 a 3020

20

2 a 4

abbb

abab

bbb

b

c

Puedenproducirsegases de

descomposicintxicos en

presencia dellamas, su olor

intenso

proporciona unaviso antes de

alcanzarseconcentraciones

peligrosas

Grupo segundo: Refrigerantes de media seguridad

R-30

R-40

R-60

R-717R-764

R-1130

Cloruro demetileno

Cloruro deMetilo

Cloruro deEtilo

AmonacoAnhdridosulfuroso

1,2-Dicloroetileno

CH2CI2

CH3CI

CH3CH2CI

NH3SO2

CHCI=CHCI

5 a 5,4

15 a 30

15 a 30

0,5 a 10,2 a 1

2 a 2,4

2 a 4

6 a 10

0,2 a 0,30,04 a 0,05

2 a 2,5

0,2

0,05 a 0,1

2 a 4

0,01 a 0,030,005 a 0,004

a

f

f

d, ed, e

f

Gases dedescomposicin

txicos einflamables.

Gases dedescomposicintxicos e

inflamables.Gas de

descomposicintxico e

inflamable.CorrosivoCorrosivo

Gases deDescomposicin

txicos e

inflamables.Grupo tercero: Refrigerantes de baja seguridad

R-170R-290R-600R-600aR-1150

EtanoPropanoButano

Isobutanoetileno

CH3CH3CH3CH2CH3

CH3CH2CH2CH3CH(CH3)3CH2=CH2

6,3

4,7 a 5,54,7 a 5,55 a 5,6

4,7 a 5,5

ggggg

Altamenteinflamables...

33


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Las letras de la columna caractersticas significan:

a) Altas concentraciones producen efectos soporferos.b) Altas concentraciones provocan una disminucin en la cantidad de oxigeno, originando sofoco y peligro de

asfixia.c) No posee olor caracterstico, pero posee un margen muy pequeos entre los efectos no txicos y mortalesd) Olor caracterstico, incluso a concentraciones muy bajase) Irritante, incluso a concentraciones muy bajasf) Muy soporferog) No produce lesiones mortales o importantes a concentraciones por debajo de los lmites inferiores de

explosin; de hecho, no es txico.

CONCEPTO DE CARGA TRMICA

La carga trmicaPara mantener fra una cmara y todo lo que este contenida en ella, es necesario extraer el calor inicial ydespus el que pueda ir entrando en la cmara por bien aislada que este.

El requerimiento total de refrigeracin, Q total, puede establecerse como siguiente:

Q total = Q producto + Q otras fuentes

En la anterior expresin, los trminos del segundo miembro tienen el siguiente significado:

Q producto = representa los sumandos necesarios que tiene en consideracin en la carga trmica a eliminarprocedente del calor sensible, del calor latente de solidificacin, de las reacciones qumicas del embalaje y delcalor absorbido para la congelacin del agua de los alimentos o productos que se desea refrigerar.

Q otras fuentes = Incluye entre otros los flujos de calor a travs de los cerramientos de la cmara portransmisin de paredes, suelo y techo, la refrigeracin para el aire exterior que se introduce, la ventilacin, lascargas trmicas debidas a ventiladores, bombas, iluminacin elctrica, personas que manipulan los productos,etc.

Como el calor generado en las 24 horas de un da se ha de extraer en un nmero de horas menor, en lashoras de funcionamiento diario, la potencia frigorfica de la maquinaria NR habr de ser superior a la potenciaQ total calculada para extraer en las 24 horas. Su valor ser:

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t

QNR total=

Transmisin de calor a travs de estructuraLa ganancia de Calor a travs de paredes, pisos y techos, variar segn las siguientes caractersticas:

A.- Tipo de Construccin.

B.- rea expuesta a diferentes temperaturas

C.- Tipo y espesor del aislante

D.-Diferencia de Temperatura entre el espacio refrigerado y la temperatura ambiental.

Este clculo se establece a partir de la ecuacin:

Q = A x u x (T ext - T int)

Donde:

A =rea de IntercambioU = Coeficiente Global de TransferenciaT ext. = Temperatura Exterior

T int = Temperatura Interior

SISTEMA DE REFRIGERACIN POR COMPRESIN DE VAPORDiagrama presin entalpaPara realizar ciertos clculos en instalaciones d refrigeracin es preciso disponer, y saber manejar, losdiagramas que permiten trabajar a diferentes presiones, temperaturas y contenido entlpicos del mediorefrigerante que se utilice. Los diagramas permiten obtener los datos termodinmicos que se necesitan para

resolver los problemas que se plantean en los ciclos de refrigeracin.

Hay varios tipos de diagramas; Uno de los ms empleados es el de presin-entalpa.

Este diagrama tiene la presin en ordenadas (eje vertical) y la entalpa en absisas (eje horizontal). Mediantelneas que atraviesan el diagrama se indican la temperatura, el volumen especfico y a entropa.

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En el diagrama modlico indicado puede apreciarse las zonas de Vapor saturado, lquido saturado, vaporrecalentado, liquido subenfriado y mezcal liquido- vapor ene interior de la campana.Cada refrigerante tiene su propio diagramaEsto quiere decir que el diagrama de cada refrigerante tiene su propia forma y dimensiones y no puede

utilizarse un diagrama cualquiera para todos los casos, sino que debe utilizarse el especfico del refrigerante.

Vamos a repasar el significado de las diferentes zonas.

Vapor Saturado:Es vapor que se encuentra en equilibrio con su fase liquida a presin y temperaturas especificadas.

Vapor Recalentado:Es vapor que se ha calentado. Esta representado por la zona de la derecha de la campana.

Lquido Saturado:Es lquido que est a punto de hervir. Esta representado por la curva de la izquierda de la campana.

Lquido Subenfrado:Es un lquido a una temperatura inferior a la de saturacin. Esta representado por la zona de la izquierda de la

campana.

Mezcla lquido- Vapor:Es la zona interior de la campana.

La campana esta rematada por el punto Crtico, que representa unas condiciones de presin y temperaturastales que no distingue el estado del fluido (si es liquido o gas)

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Diagrama tipito de presin entalpa

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Situmonos en el punto antes del dispositivo de expansin, previa al evaporador, en que el refrigerante seencuentra en estado lquido a una cierta presin; su paso al evaporador se controla mediante un dispositivocuya funcin es regular el paso de refrigerante.Dicha vlvula produce una estrangulacin brusca que hace que a presin descienda desde la que tena a lasalida del condensador hasta la existente a la entrada del evaporador.

La vlvula es el regulador automtico de los lmites entre los que se denomina parte de alta presin y parte debaja presin, presiones entre las cuales la vlvula se ve forzada de trabajar.

Esta bajada de presin en el evaporador hace que el refrigerante hierva y se produzca su evaporacin,auxiliado por la cantidad de calor que absorbe del recinto en que se encuentra, a travs del aire del mismo ytransfirindolo al liquido, que se va transformando en vapor en el interior de los tubos de serpentn hasta quese evapora completamente.

El refrigerante, en forma de gas, entra en el compresor por la tubera denominada de aspiracin o succin, atravs de la vlvula de aspiracin (semejante a los cilindros de un automvil). Aqu el refrigerante escomprimido aumentando por ello su presin y su temperatura hasta llegar al punto en cuyas condiciones fluyehasta la entrada del condensador.

La vlvula de salida del cilindro del compresor actuar de retencin, impidiendo que el gas regrese hacia elmismo.

En el condensador, mediante la accin de un fluido exterior (aire, agua o ambas a la vez), se extrae calor algas refrigerante, lo cual produce un enfriamiento del mismo favoreciendo su condensacin hasta alcanzar elestado liquido; a partir de aqu s impulsado de nuevo por la tubera hacia la vlvula de expansin, puntodonde se repite el ciclo explicado.

Como puede observarse, en el proceso existen varias temperaturas diferentes, lo cual hace que el estadorefrigerante sea distinto en varios puntos; por ejemplo, se obtiene lquido subenfriado y saturado, vaporsaturado y sobrecalentado, como se ver en el ciclo real.

No obstante, en principio solo hay dos presiones perfectamente diferenciadas, que son las que correspondena la evaporacin y a la condensacin.

Es por ello que puede hablarse del LADO DE ALTA PRESINy del LADO DE BAJA PRESIN de una plantao instalacin frigorfica.

Distingamos las caractersticas de presin (p), temperatura (t) y entalpa (h) de los puntos ms representativosdel proceso sobre dichas figuras.

El refrigerante condensado, esta a una temperatura tc (de condensacin) y a una determinada presin pc(presin de condensacin) y a una entalpa h1.

Cuando el lquido pasa a travs de la vlvula de expansin su estado disminuye su presin y aumenta suvelocidad. Esta variacin permite que cambie de estado, se produce por la ebullicin del lquido, provocada

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CAPTULO IV / COMPONENTES DE UN SISTEMA DEREFRIGERACIN

EVAPORADORES

El evaporador o serpentn de enfriamiento es la parte del sistema de refrigeracin donde se retira el calor delproducto: aire, agua o algo que deba enfriarse, y se define como un intercambiador de calor.

Cuando el refrigerante entra a los pasajes o tubos, que conforman el evaporador, absorbe calor de losproductos que van a ser enfriados, y, cuando absorbe calor de la carga empieza a hervir y se vaporiza. Eneste proceso el evaporador ejecuta la funcin de puente trmico entre el medio a enfriar y el refrigerante,desarrollando el propsito total del sistema, la refrigeracin.

Se desarrollan y producen evaporadores de diseos y formas diferentes para satisfacer las ms variadas

necesidades de los usuarios. Los tres principales tipos de evaporadores son de tubo descubierto, de superficiede placa y aleteados. Los evaporadores de tubo descubierto y superficie de placa algunas veces se les calificacomo evaporadores de superficie primaria debido a que para ambos tipos la superficie completa queda ms omenos en contacto con el refrigerante vaporizado en su interior. Con el evaporador aleteado, los tubos queconducen el refrigerante constituyen la superficie principal, las aletas en si no tienen refrigerante en su interiory por lo mismo, son superficies secundarias en la transferencia del calor cuya funcin es recoger calor del airede los alrededores y conducirlo hacia los tubos que llevan el refrigerante.

Descripcin de tipos de compresoresEvaporadores de tubo descubierto

Los evaporadores de tubo desnudo por lo general se construyen de tubo de acero o cobre.

El tubo de acero se usa en evaporadores grandes y en evaporadores que trabajan con amoniaco comorefrigerante, mientras que los de cobre son ms pequeos y se les usa con cualquier refrigerante que no seaamoniaco.

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Los evaporadores de tubo desnudo se fabrican en gran cantidad, forma y diseo, y, en muy comn seanfabricados a la medida segn el caso especfico.

Evaporadores de placaLos evaporadores de superficie de placa son de varios tipos. Algunos son construidos de don placas de metalrealzado y soldado una con otra de tal modo que pueda fluir el refrigerante entre las dos placas.

Este tipo particular de evaporador es muy usado en refrigeradores y congeladores caseros debido a que sulimpieza es muy fcil, su fabricacin econmica y puede fcilmente construirse en cualquier forma requerida.

Evaporadores de tubo y aletasLos evaporadores de tubo y aletas, son serpentines de tubo desnudo sobre los cuales se colocan placas

metlicas o aletas.Las aletas, sirven para como superficies secundarias absorbedores de calor y tienen el efecto de aumentar elrea superficial externa del evaporador, mejorndose por lo tanto la eficiencia para enfriar aire u otros gases.Con los evaporadores de tubo descubierto, mucho aire circula sobre el serpentn o pasa a travs de losespacios abiertos entre los tubos y no hace contacto con la superficie del serpentn. Cuando se agregan lasaletas al serpentn, stas se extienden hacia fuera ocupando los espacios abiertos entre los tubos y actancomo colectores de calor. Estos absorben calor del aire que ordinariamente no estara en contacto con lasuperficie primaria y conducen este calor a la tubera.

Es evidente que para que las aletas sean efectivas debern estar unida a la tubera de tal manera que se

asegure un buen contacto trmico entre las aletas y la tubera. En algunos casos las aletas estn soldadasdirectamente a la tubera; en otros, las aletas se hacen deslizar sobre la tubera y se hace expandir el tubo porpresin o mediante algn otro medio lo que permite a las aletas quedar bien sujetas en la superficie del tuboestablecindose un buen contacto trmico.

El tamao y espaciamiento de las aletas, en parte depende del tipo de aplicacin para la cual est diseado elevaporador. El tamao del tubo determina el tamao de la aleta. Tubos pequeos requieren aletas pequeas.A medida que se aumenta el tamao del tubo puede aumentarse efectivamente el tamao de la aleta. Elespaciamiento de las aletas vara desde 1 hasta 14 aletas por pulgada, dependiendo principalmente de latemperatura de trabajo del serpentn.

La acumulacin de escarcha es inevitable en serpentines usados en enfriamiento de aire, trabajando a unatemperatura bajo cero.

Debido a que la acumulacin de escarcha sobre los tubos y aletas restringe el paso de aire entre las aletas y aretardar la circulacin del aire a travs del serpentn, los evaporadores diseados para aplicaciones de bajatemperatura (-20C aprox.) deben tener un mayor espaciamiento (dos a tres aletas por pulgada) a fin deminimizar el dao por la restriccin en la circulacin de aire.

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Por otra parte, el diseo de serpentines para aire acondicionado y otras instalaciones donde los serpentinestrabajan a temperaturas suficientemente altas, de tal modo que no hay formacin de escarcha, podrn tenersehasta 14 aletas por pulgada.

Porque se tienen aletas, los serpentines aletados tienen ms rea superficial por unidad de longitud y ancho

que los evaporadores de tubo desnudo y por lo mismo pueden construirse en forma ms compacta. Por logeneral, Un serpentn aletado ocupa menos espacio que cualquier otro evaporador, sea de tubo descubierto ode placa, esto para la igualdad de capacidad trmica. Lo anterior proporciona un ahorro considerable deespacio lo que hace que los serpentines aletados sean idealmente apropiados para usarse con ventiladoresen unidades de conveccin forzada.

COMPRESORES DE REFRIGERACIN

Despus de que ha perdido calor y se vaporiza en el serpentn de enfriamiento, el refrigerante pasa a travsde la lnea de succin al siguiente componente mayor en el circuito de refrigeracin, el compresor. Esta unidadque tiene dos funciones principales dentro del ciclo, se clasifica frecuentemente como el corazn del sistema,porque hace circular el refrigerante a travs del sistema. Las funciones que realiza son:

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La figura presenta dibujos de un pistn de compresor y las vlvulas de succin y descarga en diferentesetapas del ciclo de compresin

Las vlvulas de succin y descarga de un compresor reciben bastante uso y golpeteo durante la operacinnormal, ya que ellas deben abrir y cerrar cientos de veces cada minuto mientras el compresor est en

operacin. Las pequeas unidades comerciales tienen vlvulas de disco de acero de alto grado, o vlvulas deltipo compuerta, ambas son ms silenciosas en operacin, eficientes, ms simples de construccin y son demayor duracin que las vlvulas del tipo placa no flexibles.

La operacin de las vlvulas es muy importante en la eficiencia total del compresor.

Si las vlvulas de succin no son las apropiadas y permiten que el vapor refrigerante se escape del cilindro, elpistn no puede bombear todo el vapor comprimido dentro de la lnea de gas caliente. Si la vlvula gotea ono es completamente hermtica, el vapor comprimido o parte de l se ir a la lnea de succin y all calentarel vapor a baja presin y temperatura. Si la vlvula de descarga da paso, algo del vapor a alta presin ytemperatura en la lnea de descarga retornar al cilindro en la carrera de descenso del pistn, limitando elvolumen del vapor de succin que penetra al cilindro.

Descripcin de tipos de compresoresCompresor del tipo abiertoEn un compresor del tipo abierto un extremo del cigeal se extiende a travs de la carcasa para la conexindirecta al exterior con el motor, o una correa provista con polea y accionada por un motor externo. Debetenerse alguna previsin para evitar la fuga de gas y aceite alrededor del cigeal donde se extiende a travsde la carcasa del compresor, para ello es necesario un sello.

Un tipo de sello es el que muestra la figura. Este usa una prensa de estopa de seccin cilndrica y forma parteintegral de la caja del eje cigeal donde el eje emerge, tiene un dimetro algo mayor que el dimetro del eje.Sobre la flecha se colocan una serie de anillos de empaque, los cuales se insertan dentro de la caja de laprensa estopas, llenando el espacio entre eje y el prensa estopas.

Los empaques permanecen en su lugar por la accin de una tuerca collarn roscado la cual cuando estapretada causa que los anillos empacados presionen firmemente contra el eje y la carcasa, producindose asun sellado hermtico entre ambas superficies.

Por el movimiento propio del eje estos empaque se van desgastando con las horas de uso, lo que implica quedeben ser revisados con frecuencia yo ser cambiados a la primera seal de fuga de aceite o refrigerante.

Como ya se mencion, los compresores alternativos del tipo abierto necesitan motores conducidosexternamente, los cuales pueden conectarse directamente a travs de acoples directos o machones deacoplamiento, cuando el compresor opere a la misma velocidad de giro del motor de accionamiento.

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O un compresor puede tener un volante sobre el extremo del eje del cigeal, el cual gira por medio de una oms correas en V entre el volante y la correa montada sobre el eje del motor. La velocidad a la cual elcompresor girar depende de la relacin de dimetros del volante y la polea del motor.

Compresor hermtico Compresor abierto

Compresor hermtico

El propsito del hermtico es el mismo que el del compresor abierto, bombear y comprimir el vapor, difiere enconstruccin en que el motor est sellado en la misma carcasa del compresor. La unidad completamentehermtica tiene ventaja de que no hay eje saliente; por consiguiente no se necesita sello, y no hay posibilidadde fuga del refrigerante desde el compresor, o de que se introduzca aire en el sistema cuando est trabajandoen vaco. Un compresor de este tipo tiene la caracterstica, en nuestros tiempos actuales, de ser desechable,ya que sale ms caro tratar de hacer una reparacin interna que reemplazarlo por uno nuevo.

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Normalmente el conjunto de motor y compresor van montados en resortes que amortiguan la vibracincausada por la pulsacin del vapor refrigerante al ser bombeado por los pistones.

La porcin inferior del compresor hermtico acta como sumidero de aceite, en una forma similar al crter deun compresor del tipo abierto. Como el aceite circula y lubrica las partes internas que se mueven recoge algo

de calor causado por la friccin de las partes mviles. El aceite transfiere algo de este calor a la carcasaexterna del compresor.

La mayora de los compresores hermticos se construyen de tal manera que el vapor de succin es llevado atravs del embobinado del motor antes de que llegue al cilindro. Esto, por supuesto, ayuda a remover algo decalor de los devanados del motor y tambin ayuda a evaporar cualquier refrigerante lquido que pueda haberentrado al compresor.

Compresor semi-hermetico

Otro tipo de compresor es el que muestra la figura. Combina el motor en la misma carcasa del compresor,pero a diferencia de la unidad hermtica, este tipo suministra acceso al compresor para reparacin. Estaunidad se conoce como compresor semi-hermtico.

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Las lumbreras de descarga estn localizadas de tal manera que permiten la descarga del vapor comprimidoen el punto deseado durante el proceso de compresin, siendo este punto, punto de diseo del compresor. Laoperacin del compresor a relaciones de compresin por arriba o abajo del punto de diseo resulta enprdidas de compresin y en aumento de las necesidades de potencia. La prctica limita la relacin decompresin a un mximo de 7 a 1.

Compresor rotatorio helicoidal o tornillo

El compresor rotatorio helicoidal o de tornillo es un compresor de desplazamiento positivo en el cual lacompresin se obtiene por el engranamiento de dos rotores ranurados helicoidalmente y colocados dentro deuna cubierta cilndrica equipada con lumbreras de entrada y de descarga.

El rotor principal, que es el motriz, consiste de una serie de lbulos (por lo regular 4) a lo largo de la longituddel rotor, el cual se engrana con el rotor impulsado similarmente formado por estras helicoidales (por logeneral 6). A medida que giran los rotores, el gas es lanzado hacia la abertura de entrada llenndose elespacio entre el lbulo del rotor motriz y la estra en el rotor impulsado.

A medida que giran los rotores, el gas es movido pasando por la lumbrera de succin y sellando el espacio

entre los lbulos. El gas as atrapado entre los lbulos es movido axial y radialmente y es comprimido por areduccin directa de volumen a medida que el engranamiento de los lbulos del compresor reduceprogresivamente el espacio ocupado por el gas.

Contina la compresin del gas hasta que el espacio entre los lbulos se comunica con las lumbreras dedescarga en el cilindro y el gas comprimido sale del cilindro a travs de dichas lumbreras, tal como lo muestrala siguiente figura.

Una de las caractersticas ms importantes del compresor a tornillo es su control de capacidad la cual esvariable en valor infinito entre el 100 y 10%. Esto reduce el consumo de corriente del motor tornando suoperacin econmica para cualquier tipo de instalacin.

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Un sistema de lubricacin de alta complejidad y exactitud es necesario para este tipo de compresor, ya que elaceite no slo provee de lubricacin a las partes mviles sino que tambin de fuerza hidrulica para lossistemas de control de capacidad y relacin de volumen.

Compresor centrifugo

El compresor centrfugo consiste esencialmente de uno o una serie de ruedas impulsoras montadas en un ejede acero, contenidas dentro de una carcasa de hierra vaciado.

El nmero de ruedas impulsoras depende bastante de la magnitud de la carga termodinmica que el

compresor deba desarrollar durante el proceso de compresin. Es comn tener de dos, tres y cuatro ruedas(pasos de compresin). El mximo de ruedas impulsoras suelen ser 12.

La rueda impulsora consiste de dos discos, un disco con maza y otro disco colocado encima del primero, elcual tiene cierto nmero de alabes o paletas las que estn montadas radialmente. Para resistir los efectos dela corrosin y la erosin, los alabes de los impulsores se construyen de acero inoxidable o de acero de altocarbono con una cubierta de plomo.

Los principios de operacin de un compresor centrfugo son similares a los de los ventiladores o bombas deagua centrfugas. El vapor a baja presin y baja velocidad proveniente de la tubera de succin es pasado porla cavidad interna u ojo de la rueda impulsora a lo largo de la direccin del eje del rotor.

Entrando a la rueda del impulsor el vapor es forzado radialmente hacia afuera entre los alabes del impulsorpor la accin de la fuerza centrfuga desarrollada en la salida de las alabes hacia la carcasa el compresor aalta velocidad habiendo adquirido el vapor un aumento de temperatura y presin.

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CONDENSADORES

El componente mayor en el sistema mayor de refrigeracin, que sigue a la etapa de compresin, es elcondensador. Bsicamente, el condensador es otra unidad de intercambio de calor en el cual el calor extrado

por el refrigerante en el evaporador, y tambin el aadido al vapor en la fase de compresin, se disipa a unmedio condensante.

El vapor a alta presin y temperatura que sale del compresor est sobrecalentado y este sobrecalentamientose retira en la lnea de descarga y la primera porcin del condensador. Como la temperatura del refrigerantees bajada a su punto de saturacin, el vapor se condensa en lquido para continuar el ciclo.

Los condensadores pueden ser enfriados por aire, agua o por evaporacin. Los refrigeradores domsticosgeneralmente tienen un condensador enfriado por aire, el cual depende del flujo de gravedad del aire quecircula a travs de l. Otras unidades enfriadas por aire usan ventiladores para secar o extraer grandesvolmenes de aire a travs de los serpentines del condensador.

Condensador enfriado por aireEl condensador enfriado por aire, depende de un suministro relativamente amplio de aire fresco para que,con el fin de tener transferencia de calor del refrigerante en condensador al enfriarse, el aire deba estar a unatemperatura a lo menos 15C mas baja que la del refrigerante. Con esta diferencia de temperatura, existe unintercambio de calor satisfactorio entre el refrigerante y el aire, con lo que el que el refrigerante comienza aceder calor latente y el consecuente cambio de fase (vapor a lquido).

La ubicacin del condensador es muy importante para mantener una alimentacin de aire fresco constante. Un

ejemplo de esto es la figura anterior en don se muestra un condensador remoto. Estos normalmente tienenaletas ampliamente espaciadas para evitar estancamiento de aire producto de la apilacin de mugre ypartculas que normalmente bloquean la libre circulacin de aire.

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Los condensadores pueden estar cerca o lejos del compresor. Cuando el condensador est muy cerca delcondensador y est montado en una base comn con el compresor esto obtiene el nombre de unidadcondensadora tal como muestra la siguiente figura.


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La importancia que la unidad condensadora obtenga aire fresco, radica que si esta se encontrara en un lugarcerrado y sin renovacin de aire, el calor producido por el compresor, el ventilador y el mismo calor irradiadopor el condensador comienza a acumularse. Como resultado, la unidad trabajar a una mayor temperatura ypresin de condensacin y descarga con la consecuencia de prdida de eficiencia y problemas de

condensacin.Algunos condensadores remotos enfriados por aire, equipados con ventiladores mltiples, tienen controlespara el ciclaje de uno o ms ventiladores durante el periodo de temperaturas de ambiente altas y bajas. El flujode aire controlado a travs del condensador permite mantener estable la temperatura y presin en elcondensador y con esto hacer ms eficaz el funcionamiento del sistema.

Condensador enfriado por agua

Condensadores enfriados por agua permiten temperaturas y presiones de condensacin bajas, tambinsuministran mejor control de los topes de presin de las unidades de operacin. Se clasifican en: carcasa ytubo, carcasa y serpentn y de doble tubo o de tubo en tubo.

El condensador enfriado por agua de carcasa y tubo consiste en una carcasa de acero, cilndrica, quecontiene varios tubos de cobre paralelos dentro de la carcasa. El agua se bombea a travs de los tubos pormedio de las conexiones exterior e interior en las placas de tubo.

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Los Condensadores de Evaporacin se utiliza frecuentemente cuando se desean temperaturas decondensacin inferiores a las que pueden obtenerse con condensadores enfriados por aire y en donde elsuministro de agua no es adecuado par a una intensa utilizacin.

El vapor de refrigerante caliente fluye a travs de tuberas dentro de una cmara con rociadores de agua en

donde es enfriado mediante la evaporacin del agua que entra en contacto con los tubos de refrigerante. Elagua que se expone al flujo del aire en una cmara con rociadores se evaporar rpidamente.

El calor latente requerido para el proceso de evaporacin se obtiene mediante una reduccin en el calorsensible y, por consiguiente, mediante una reduccin de la temperatura del agua. Una cmara de evaporacincon rociador puede reducir temperatura del agua a un punto que se aproxima a la temperatura del bulbohmedo del aire.

La temperatura del bulbo hmedo es un trmino utilizado en el acondicionamiento de aire para describir lamnima temperatura que puede obtenerse mediante el proceso de evaporacin.

El trmino temperatura del bulbo, expuesto a la temperatura ambiente, indica el bulbo seco o la temperaturaambiente, mientras que si una mecha humedecida con agua se coloca en torno del bulbo de mercurio y seexpone aun rpido movimiento de aire, la temperatura indicada por el termmetro ser la temperatura delbulbo hmedo. La diferencia entre la lectura de bulbo seco y hmedo son determinada por la evaporacin dela superficie hmeda de la mecha y esta es proporcional al contenido de humedad o presin del vaporcontenido en el aire. La temperatura del bulbo hmedo es siempre inferior que la temperatura del bulbo secoy, para un bulbo seco dado, entre el menor sea el contenido de humedad del aire, menor ser la temperatura adel bulbo hmedo.

Puesto que el enfriamiento se realiza mediante la evaporacin de agua, el consumo de aguas es nicamenteuna fraccin de la que se utiliza en sistemas de enfriamiento en los que el agua despus de utilizarse sedescarga a un drenaje.

Los condensadores evaporativos son por consiguiente, muy utilizados en regiones del mundo que son ridas ycalientes.

DISPOSITIVOS DE EXPANSIN

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Un componente fundamental e indispensable de cualquier sistema de refrigeracin es el control de flujo odispositivo de expansin. Sus principales propsitos son:

Permitir el flujo de refrigerante al evaporador a la razn necesaria para remover el calor de la carga.Mantener el diferencial de presin apropiado entre los lados de alta y baja en el sistema de refrigeracin.

Los cinco tipos principales de dispositivos de expansin son:

Vlvula de expansin automtica.Vlvula de expansin termosttica.Tubo capilar.Flotador de baja.Flotador de alta.

Existe tambin un dispositivo de expansin manual, que obviamente, no es apropiada para el funcionamientoautomtico de sistemas de refrigeracin de baja capacidad, pero si son muy utilizadas en la refrigeracinindustrial.

A continuacin analizaremos slo dos dispositivos de expansin como elementos bsicos para la refrigeracindomstica y comercial.

Vlvula de expansin termostticaDebido a su alta eficiencia y a lo fcil de adaptarse a cualquier tipo de aplicaciones de refrigeracin, la vlvulade expansin termosttica, es probablemente la que ms se usa en la actualidad para el control del flujo derefrigerante. Su habilidad para proporcionar un amplio y efectivo uso de la superficie del evaporador bajo todaslas condiciones de carga, la vlvula de expansin termosttica es prcticamente adecuada para controlrefrigerante en sistemas qu estn sujetos a grandes variaciones de carga.

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Como se muestra en la figura, el bulbo est puesto firmemente al tubo de succin en la salida del evaporador,donde responder a los cambios de temperatura que el vapor tenga en dicho punto. Aunque se tiene undiferencial ligero de temperatura entre el vapor de salida y la temperatura del fluido potencia del bulbo, paratodos los fines prcticos se considera ambas temperaturas iguales y por lo tanto la presin ejercida por elfluido potencia corresponder a dicha temperatura.

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Ntese que la presin del fluido potencia acta en uno de los lados del diafragma a travs del tubo capilar ytiende a mover a la vlvula en la direccin de abrirse, mientras que la presin del evaporador y la tensin delresorte actan sobre el otro lado del diafragma y tienden a mover la vlvula hacia la direccin de cierre.

Bajo las condiciones antes descritas, la fuerza que tiende a abrir la vlvula es igual a la que tiende a cerrarla,

entonces la vlvula tender al equilibrio. Sin embrago este equilibrio se romper hasta que un cambio en elrecalentamiento del refrigerante de salida del evaporador se produzca, lo que har variar la presin del fluidopotencia con la consecuente abertura o cierre de la vlvula.

El efecto de cierre y apertura de vlvula est directamente relacionada con la variacin de la carga trmica delrecinto a enfriar. Supongamos que un recinto est estable en el tiempo en la carga trmica. Con ello la masade refrigerante que deja pasar la VET es la justa y necesaria para esta carga. Sin embargo si se modificara lacarga, aumentado la cantidad de producto, el refrigerante que se encuentra en el evaporador se evaporarcon mayor rapidez y llegar al bulbo con un exceso de recalentamiento haciendo que el bulbo mande la seala la vlvula para que se aumente la cantidad de masa de refrigerante y con esto se mantenga constante elgrado de recalentamiento. Durante el tiempo que se demora en retirar esta carga adicional, la VET estarabierta, segn la necesidad, pero luego como la carga trmica est disminuyendo esto implica que el grado derecalentamiento de salida del refrigerante del evaporador tambin lo har por lo tanto la presin del fluidopotencia ira descendiendo y paulatinamente cerrar la vlvula manteniendo el equilibrio y regulando la masade refrigerante que entra al evaporador.

Tubo capilar

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El tubo capilar es el ms simple de los controles de flujo refrigerante, consiste de una tubera de longitud fija,de dimetro pequeo, instalada entre el condensador y el evaporador.

Debido a la gran resistencia por friccin que resulta de su longitud y dimetro y por el efecto delestrangulamiento resultante de la formacin gradual de gas en el tubo a medida que la presin del lquido se

reduce hasta un valor menor a la presin de saturacin,

Manual Capacitacion Refrigerantes

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