manual de refrigeracion(2).doc

7/24/2019 manual de refrigeracion(2).doc

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MANUAL DE CAPACITACIN

BUENAS PRACTICAS EN SISTEMAS DE

REFRIGERACIN

Preparado por: Luis Coloma Rodrue!

C"ILE


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Prologo

El 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 zono causada por la emisin de diferentes sustancias a la atmsfera, siendouna de las principales los refrigerantes que utilizamos todos aquellos que estamos

relacionados con el campo de la refrigeracin y el aire acondicionado.

!ambin es necesario resaltar el da"o que se esta produciendo debido a los

agujeros presentados en la Capa de zono y que cada d#a se incrementan debido a

las sustancias presentes actualmente en nuestra atmsfera y que adem$s todav#a

no se produce el efecto total de estas emisiones pues muc%as de estas sustancias

no llegan al nivel donde se encuentra la Capa de zono. Por lo tanto pensando en lo

que nuestros %ijos %eredaran es que se %ace necesario trabajar %oy para que el

futuro sea mejor.

&a Comisin 'acional del (edio )mbiente C')(), mediante el Programa de

Proteccin de la Capa de zono, %a elaborado el Programa de Capacitacin en

*uenas Practicas en +istemas de efrigeracin, 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

ense"anza de maquinas, tanto de recuperacin, como tambin de reciclaje derefrigerante. &uego 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 pa#s, especialmente elaborado para

la capacitacin de tcnicos de todos los niveles- se %a tomado como base los

manuales publicados por P'()- %abiendo sido completado con los conocimientos

docente y e/periencia profesional personal.

0ng. &uis )ntonio Coloma odr#guez Docente 1rea de efrigeracin y Climatizacin

0ndustrial


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C)P2!& 03 E& )4!)(0E'! DE& 5' 6

7 C)+)+ DE& )4!)(0E'! 6 E& )4!)(0E'! DE& 5' 67 E8EC!+ DE& )4!)(0E'! DE& 5' 6 E8EC!+ DE &) DE+!CC0' 6 E8EC!+ DE&

C)&E'!)(0E'! DE &) )!(9+8E) : C8C ; !) ++!)'C0)+

7 &) E+PE+!) 0'!E')C0')& ?7 E& P!C& DE ('!E)& ?7 ++!)'C0)+


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E)P)DE+ 6G E)P)D DE !* DE+C*0E! 6G E)P)D DE P&)C) 6BE)P)D DE !* ; )&E!)+ 6B C(PE+E+ DE E804E)C0' 6 C(PE+ DE& !0P)*0E! 66 C(PE+ =E(E!0C+ 6F C(PE+ +E(0=E(E!0C 6: C(PE+!)!0 6> C(PE+ =E&0C0D)& !'0&& 6? C(PE+ CE'!084 6A&*0C)C0' DE C(PE+E+ FG

7 C'DE'+)DE+ FB C'DE'+)D E'80)D P )0E FB C'DE'+)D E'80)D P)4) F C'DE'+)D E)P)!0 F

7 D0+P+0!0+ DE EIP)'+0' F6 )&&) DE EIP)'+0' !E(+!)!0C) FF !* C)P0&) F?+0+!E() DE DE+=0E&+ :G E&E(E'!+ +EC'D)0+ E' &+ +0+!E(+ DE E804E)C09' :GEC0*0D DE &2 E804E)C09'+0+!E() EC0C&)D :?

C)P2!& 03 E+P'+)*0&0D)D DE ' PE)D:A

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!)*&) DE !E(PE)!)+ E+!0()D)+, DE PE)C09' DE+P+ DE EC'E+09' ?BC)P2!& I003 ECPE)C09' ; EC0C&)(0E'! DE E804E)'!E+ ?


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7 C( 0(PED0 &) &0*E)C0' 0''E+E+)0) DE E804E)'!E )& )(*0E'!E ?7 DE80'0C0' DE ECPE)C0', EC0C&)JE ; E4E'E)C0' ?

7 ECPE)C0' DE E804E)'!E+ ?F7 EC0P0E'!E+ DE E804E)'!E+ DE+EC=)*&E+ ;,


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Destruccin de la capa de ozono

E8EC!+ DE& )4!)(0E'! DE&

5'. Efectos de la destruccin

El ozono es una capa protectora de la atmsfera que %a permitido preservar la vidasobre la tierra durante milenios, dic%a capa que esta compuesta de tres $tomos deo/igeno en vez de dos %abituales. +in embargo el$tomo adicional convierte al ozono en veneno para los %umanos, es por estemotivo que a nivel de superQcie KtroposferaL es perjudicial para nosotros y otrosseres vivos. Por otra parte, a una mayor altura KestratosferaL absorbe la mayor

parte de la radiacin ultra violeta * KR*L del sol, este tipo de radiacin constituyeuna de las causas principales del c$ncer de la piel maligno cut$neo y lesionesoculares en los seres %umanos, principalmente cataratas. 0gualmente este tipo deradiacin provoca da"os en las plantas y la vida acu$tica.

&as molculas de ozono se crean y destruyen de manera natural en la estratosferagracias a la misma radiacin, esta radiacin descompone las molculas de o/igenoen $tomos que seguidamente se combinan en otras molculas de o/igeno paraluego formar el ozono .El ozono es un gas estable y es particularmente vulnerable ala destruccin por los compuestos que contengan %idrogeno, nitrgeno y cloro. Elozono forma un fr$gil escudo, pero notablemente eQcaz.

+in embargo, este Qltro tan Qno protege eQcientemente de casi todos los peligrosde la radiacin ultravioleta proveniente del sol- la capa de ozono absorbe la mayorparte de la peligrosa radiacin R* Kla radiacin ) que pasa a travs y RC quees capturada principalmente por el o/igenoL. !odo da"o que se produzca a la capade ozono dar$ lugar al aumento de la radiacin R* en zonas donde se %aacrecentado el deterioro de la capa.


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&a e/posicin a una mayor radiacin tambin suprime la accin del sistemainmunitario del organismo, y esta inmunosupresion ocurre sea cual sea lapigmentacin de la piel %umana. Estos efectos podr#an e/acerbar las situaciones desalubridad deQciente en muc%os pa#ses en desarrollo. Por otra parte los materialese/puestos a la radiacin en las construcciones, pinturas y envolturas u otrassustancias, podr#an degradarse r$pidamente por un aumento de la radiacin.

=ay una teor#a de que el cloro que contienen las sustancias qu#micas artiQcialesliberadas en la atmsfera son las principales responsables de la e/tincin de lacapa de ozono en la estratosfera. na gran parte de estos compuestos est$nconstituidos por C8C KcloroSuorocarbonoL y %alones Kagentes de e/tincin deincendiosL. &os primeros %an sido utilizados por a"os como refrigerantes,disolventes o agentes espumantes.

Cabe mencionar que la estructura tan estable de estos productos qu#micosartiQciales, tan Ttiles en la tierra, les permite atacar a la capa de ozono sin sufriralteraciones.

&os mas peligrosos de estos elementos tienen larga vida, por ejemplo el C8C RBBdura un promedio de FGa"os en la atmsfera, el C8C RB un promedio de BG a"osy el C8C RBB un promedio de ?F a"os, es por este motivo que las sustanciasqu#micas inSuir$n en el proceso de agotamiento por muc%os a"os.

+e %a comprobado tambin que los C8C U E& C& U constituye la causa principaldel fenmeno mas dram$tico de que se %a constatado en lo que ata"e elagotamiento de la capa de ozono. Cada primavera, en el %emisferio sur, aparece unVagujeroW en la capa de ozono sobre la ant$rtica, tan grande como la superQcie delos estados unidos. El VagujeroW no es en realidad un agujero sino una regin quecontiene una concentracin muy baja de ozono. En invierno, la atmsfera sobre laant$rtica queda aislada del resto del mundo por una circulacin natural de vientosllamada remolino polar. Durante el invierno, con el fr#o y la oscuridad, se forman enla estratosfera las nubes estratosferitas polares KP+CL. El cloro inactivo en lasuperQcie de estas nubes se convierte en formas que pueden agotar la capa deozono por reacciones qu#micas con la accin de la radiacin solar. El resultado Qnales que en cada primavera, cuando aparece el sol en la ant$rtica, el ozono sedestruye r$pidamente. El agujero desaparece nuevamente cuando la estratosferaen la ant$rtica se calienta lo suQciente para dispersar las P+C y disolver los vientosque la a#slan del resto del mundo. n aire rico en ozono Suye entonces parareaprovisionar la capa de ozono sobre la ant$rtica. &a circulacin del aire aportaratambin %acia el norte masas con menos ozono, mezcl$ndolas con las

concentraciones de ozono de otros lugares y diluyndolas. Estos fenmenos,pueden afectar a grandes zonas del %emisferio sur.

&as reducciones de la capa de ozono del %emisferio norte no son menosangustiantes que la de la regin ant$rtica, aun cuando no se %an formado agujerosdebidos, principalmente, aciertos factores meteorolgicos. no obstante en enero deBAA, la cantidad de ozono situada entre los 6FM ' y :FM ' de latitud , era entre unB a BF inferior de lo normal. En el periodo comprendido entre febrero y junio


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deBAA, se produjo una reduccin m$/ima de F tanto sobre el %emisferio nortecomo el %emisferio sur. Es por eso que el problema e/ige soluciones mundiales.

efectos del calentamiento de la atmsfera

+in duda otro gran problema de actualidad, es el calentamiento de la atmsferarecordemos que la temperatura de la tierra se mantiene gracias a un equilibrio,entre el calor de la radiacin solar que Suye desde el espacio y el enfriamiento dela radiacin infrarroja emitida por la superQcie caliente de la tierra y la atmsfera,que se escapa volviendo al espacio.

El sol es la Tnica fuente de calor e/terna de la tierra. Cuando la radiacin solar, enforma de luz visible, llega a la tierra, una parte es absorbida por la atmsfera yreSejada desde las nubes y el suelo Kespecialmente desde los desiertos y la nieveL.El resto es absorbido por la superQcie de la tierra que se calienta.

+i bien la atmsfera es relativamente transparente a la radiacin solar, la radiacininfrarroja se absorbe en la atmsfera por muc%os gases menos abundantes.)unque presentes en peque"as cantidades, estas trazas de gases actTan como unmanto que impide que una buena parte de la radiacin infrarroja se escapedirectamente al espacio, al frenar este Sujo al espacio los gases calientan laatmsfera y superQcie terrestre.

&os gases que absorben y atrapan cantidades variables de radiacin infrarroja.!ambin persisten en la atmsfera por periodos variables de tiempo, e inSuyen enla qu#mica atmosfrica Kespecialmente del ozonoL de diferentes maneras.

Por ejemplo, una molcula de C8CRB tiene m$s o menos el mismo efecto sobre laradiacin que B:GGG molculas de C. El efecto de una molcula de metano esigual a apro/imadamente B veces el efecto del C, pero la vida Ttil del metanoes muc%o mas corta.

E& P!E'C0)& DE C)&E'!)(0E'! ('D0)& DE &) )!(9+8E) K4XPL, es un#ndice que compara el efecto de del recalentamiento en un lapso de tiempo paradiferentes gases con respecto a emisiones iguales de C Kpor pesoL.Dado que la vida Ttil de los gases es diferente de la del C, se podr#an calculardiferentes 4XP, lo cual depende de la e/tensin de tiempo considerada. &a vida Ttildel C es del orden de los GG a"os en la atmsfera- sobre un plazo corto, un gascuya vida Ttil es muy corta, no tiene relieve respecto al potencial de

recalentamiento del C.'ormalmente de adoptar una e/tensin de tiempo de BGG a"os. emplazar el C8CRRB P E& =8C B6Y implicar#a una reduccin por factor de : en el calentamientomundial de la atmsfera si %ay emanacin de gas.

&a contribucin directa ya se esta reduciendo gracias a la limitacin de lasemisiones tanto por mtodos mas estrictos para evitar fugas en los sistemas de


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refrigeracin, como por la recuperacin de C8Cs.

El 0(P)C! !!)& E


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&) E+PE+!) 0'!E')C0')&

El protocolo de (ontreal

En marzo de BA?F, el convenio de la proteccin de la capa de ozono fue Qrmado eniena. El convenio preve#a futuros protocolos y especiQcaba procedimientos paralas enmiendas y la resolucin de discrepancias.

En septiembre de BA?>, se llego a un acuerdo de medidas concretas a adoptar y seQrmo el protocolo de (ontreal sobre las sustancias que agotan la capa de ozono. Eneste protocolo se dio el primer paso concreto para proteger la capa de ozono,disponindose que para el a"o BAAA a mas tardar se deb#a llegar a una reduccindel FG en la produccin y el consumo de los C8Cs.Como resultado de la segunda reunin de las partes en &ondres KBAAGL, seajustaron los plazos de (ontreal de manera que para el a"o GGG a mas tardar

quedasen eliminados cinco C8C KRBB,RB.RB,RB6,;BFL y tres %alones. Elmeticloroformo deb#a controlarse y quedar eliminado en el a"o GGF a mas tardar.

En &ondres se redactaron disposiciones especiales en el protocolo en materia detransferencia de tecnolog#a a los pa#ses en desarrollo y en cuanto a la creacin del8ondo (ultilateral Kpara cubrir los costos de la aplicacin del protocoloL.


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&as partes se reunieron por cuarta vez en Copen%ague en noviembre de BAA yconvinieron en que todos los C8Cs, al igual que el (E!0C&8( y el C!C,quedasen eliminados en BAA: amas tardar, y que los %alones se eliminasen enBAA6 amas tardar. en cuanto a los =C8Cs K%idrocloroSuorocarbonosL, estosquedar#an eliminados el a"o GG a mas tardar, %abindose establecido esta fec%atard#a debido, principalmente, a la necesidad de alentar primero el uso de los=C8Cs, de efecto menos agotador del ozono, como sustitutos de los C8Cs.

En virtud del protocolo de (ontreal, las fec%as anteriores valen para las nacionesdesarrolladas- los pa#ses en desarrollo Ko sea los que consumen menos de G,Zilogramos de C8C per capitaL est$n e/imidos y tienen un periodo de tolerancia deBG a"os mas.

En BA?>, participaron en la redaccin del protocolo de (ontreal Tnicamente 6naciones- al realizarse la reunin de &ondres en BAAG, este nTmero se %ab#a vistoaumentado considerablemente. En diciembre de BAA6, la situacin era tal que%ab#an ratiQcado el protocolo de (ontreal casi todas las naciones del mundo, BGB lo%ab#an %ec%o en cuanto a la Enmienda de &ondres y A en cuanto a la Enmienda deCopen%ague.

El logro de de las metas del protocolo de (ontreal depende de una ampliacooperacin entre todas las naciones del mundo. 'o es suQciente que los pa#sesdesarrollados, que en BA?: representaban el ?F del consumo de las sustanciasagotadoras del ozono, participen en el protocolo. &a participacin de los pa#ses endesarrollo, que consum#an solo el BF de la produccin mundial en BA?: esigualmente de importancia vital. El consumo de C8Cs en los pa#ses en desarrollo %aestado creciendo a un ritmo muc%o mas elevado que en los pa#ses desarrollados ypodr#an anular el efecto del protocolo en dos a tres dcadas, si se mantuviera almargen del protocolo.

+i los pa#ses en desarrollo deb#an comprometerse a observar los plazos estrictospara adoptar nuevas tecnolog#as, era necesario que se les proporcione nuevastecnolog#as y la ayuda Qnanciera para adoptarlas.

El mecanismo comprende un 8ondo (ultilateral y otro de cooperacin multilateral,regional y bilateral. El fondo comenz a funcionar en BAAB, en virtud del mismo, elP'() 0() es responsable de la distribucin de la informacin, de la capacitacin yde la red de intercambio de informacin.

+ustancias que da"an la capa de ozono3R.C8CsR.=C8CsR.=)&'E+ R.(E!0C&8( R.*( DE (E!0&R.!E!)C& DE C)*'


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8otograf#as de la capa de ozono tomada por satlitesC)P2!& 00 N C'CEP!+ *1+0C+

'0D)DE+ DE (ED0D).

!abla de conversiones unidades de medidas

&'40!DE+ mt cm Pulgadas Pie


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(etrosCent#metrosPulgadas Pie

B G,GB G,GF6G,G>?

BGG B ,F6G,6?

A,> G,A> BB

,? G,G?G,G? B

+PE80C0E+ (t Cm Pulgadas Pie(etros

CentimetrosPulgadas Pie

B G,GGGB

G,GGG:6FG,GAA

BGGGG B :,6F

AA,G

BFFG G,BFF B

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BG,>: G,GGB

G,GG:A B

&(E' (t Cm Pulgadas Pie &itros(etrosCent#metrosPulgada Pie&itros

B G,GGGGGBG,GGGGB:

G,G? G,GGB

BGGGGGG BB:,?

?B:,?BGGG

:BG,>G,G:B BB>?:B,F

F,?G,GGGGF

?G,GGGF>?B G,GF

BGGG G,GGBG,GB:?,6 B

PE++ Og. !oneladas

z &ibras

Og. !oneladasz &ibras

B BGGGG,G?

G,6FFA

G,GGB BG,GGGG?G,GGG6FF

F,>6F>6 B B:

,G6:G6,:G,G:F B

E&EC!0C)+ OX =pO[=P

BG,>6F>

B,6BG B

PE+09' OgNCm )tmsferas PsiOgNcm)tmsferas Psi

B B,G G,G>G G,A:>: B G,G:? B6, B6,>B

!H(0C)+ Z[= =p% Zcal *tuO[= =p% Ocal*tu

B G,>6F> B,B:\BGR ,A\BGR6

B,6BG BB,F:\BGRB,A\BGR6

?FA,?6F:6B,B?: BG,FBAA:

6B F66,6,A:? B

E804E)C09'

!J ! OcalN%r *!N%r

!J ! OcalN%r*tuN%r

B G,ABG?6 ,GB/BG R 6 >,FA /

BGR F

B,GA? B . /BGR6 ?, / BG

R F

G G6 BG,F

BB>,>:BGGG ,A:? B


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E+!)D+ DE &) ()!E0).!oda la materia conocida, e/iste en una de las tres formas f#sicas o estados3 +lida,l#quida o gaseosa. &a materia en estado +lido, mantiene su cantidad, forma ydimensiones f#sicas.

&a materia en estado quido, mantiene su cantidad y tama"o pero no su forma. El

liquido siempre toma la forma del recipiente que lo contiene.

&a materia en estado 4aseoso, no tiene una tendencia a retener ni el tama"o ni laforma.


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(ovimiento molecular

!oda la materia se compone de peque"as part#culas llamadas molculas y laestructura molecular de la

materia puede posteriormente romperse en $tomos.

Cuando se aplica energ#a calor#Qca a una sustancia, se incrementa la energ#ainterna de las molculas, lo cual aumenta su desplazamiento o velocidad demovimiento- %ay tambin un incremento en la temperatura de la sustancia.

Cuando se retira calor de una sustancia se presenta una disminucin en lavelocidad del movimiento molecular y tambin un descenso en la temperatura de lasustancia. Cuando se retira calor de una sustancia se presenta una disminucin enla velocidad del movimiento molecular y tambin un descenso en la temperatura de

la sustancia.

Cambio de estado

Cuando una sustancia slida se calienta, el movimiento molecular esprincipalmente en la forma de r$pido movimiento vibratorio, no desplaz$ndosenunca las molculas de su posicin normal u original.

Pero en alguna temperatura dada, una sustancia en particular, la adicin posteriorde calor, no necesariamente incrementar$ el movimiento molecular dentro de la

sustancia- en su lugar, el calor adicional causar$ que algTn slido se fusioneKCambia a l#quidoL. )s# el calor adicional causa un cambio de estado en el material.

C)(*0 DE '(*E

4)+ )&2


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+9&0D

+9&0D )4)+

+*&0()C0'

&2


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&a termodin$mica es una rama de la ciencia que trata sobre la accin mec$nica delcalor. =ay ciertos principios fundamentales de la naturaleza, llamadas leyestermodin$micas, que rigen nuestra e/istencia aqu# en la tierra, varios de los cualesson b$sicos para el estudio de la refrigeracin. &a primera y la m$s importante deestas leyes dice3

V&) E'E42) ' PEDE +E CE)D) '0 DE+!0D), +& PEDE!)'+8()+E DE ' !0P DE E'E42) E' !W

Calor

El calor es una forma de energ#a, creada principalmente por la transformacin deotros tipos de energ#a en energ#a de Calor- por ejemplo, la energ#a (ec$nica queopera una rueda causa friccin y crea calor. Calor es frecuentemente deQnido comoenerg#a en transito, porque nunca se mantiene est$tica, ya que siempre est$transmitindose desde cuerpos c$lidos a los cuerpos fr#os. &a mayor parte del caloren la tierra se deriva de las radiaciones del +ol. na cuc%ara sumergida en agua%elada pierde su calor y se enfr#a- una cuc%ara sumergida en caf caliente absorbeel calor del caf y se calienta. +in embargo, las palabras V($s CalienteW y V($s8r#oW, son slo trminos comparativos.

E/iste calor a cualquier temperatura arriba del cero absoluto, incluso en cantidadese/tremadamente peque"as. Cero absoluto es el trmino usado pro los cient#Qcospara describir la temperatura m$s baja que tericamente es posible lograr, en elcu$l no e/iste calor, y que es de U>]C KR6:G]8L. &a temperatura m$s fr#a quepodemos sentir en la tierra es muc%o m$s alta en comparacin con esta base.


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!emperatura

&a temperatura es la escala usada para medir la intensidad del calor y es elindicador que determina la direccin en que se mover$ la energ#a de calor.

!ambin puede deQnirse como el grado de calor sensible que tiene un cuerpo encomparacin con otro.

En algunos pa#ses, la temperatura se mide en 4rados 8a%ren%eit K]8L, pero ennuestro pa#s, y generalmente en el resto del mundo, se usa la escala de 4radosCent#grados, algunas veces llamadas Celsius. )mbas escalas tienen dos puntosb$sicos en comTn3 el punto de congelacin y el de ebullicin del agua al nivel delmar. )l nivel del mar, el agua se congela a G]C o a ]8 y %ierve a BGG ]C o a

B]8. En la escala 8a%ren%eit la diferencia de temperatura entre estos dos puntosest$ dividida en B?G incrementos de igual magnitud llamados grados 8a%ren%eit,mientras que en la escala Cent#grados, la diferencia de !emperaturas est$ divididaen BGG incrementos iguales llamados 4rados Cent#grados. &a relacin e/istenteentre las escalas 8a%ren%eit y Cent#grados se establece por la siguiente formula3

A

M8 ^F

MC _ O ^MC _ >

1C ^F K18 ` L

^M8 _ 6:G A

(edida de calor.

&a medida de la temperatura no tiene ninguna relacin con la cantidad de calor.na llamada de fsforo puede tener la misma temperatura que una %oguera, peroobviamente la cantidad de calor que despide es totalmente diferente.

&a unidad b$sica para medir calor usado en nuestro pa#s, es la calor#a que se deQnecomo la cantidad de calor necesaria para aumentar la temperatura de un gramo deagua B ]C. Por ejemplo, para aumentar la temperatura de un litro de agua de AF aBGG ]C, se requieren FGGG calor#as. Kn litro de agua pesa BGGG gramosL, o sea3


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BGGG / K BGG U AFL ^ FGGG calor#as

+in embargo, la unidad de calor empleada comTnmente es la OiloRCalor#a KOC)&Lque equivale a B.GGG calor#as y que pueden ser deQnidas como la cantidad de calornecesaria para elevar la temperatura de un Og. De )gua, un grado Cent#grado.

En el sistema 0ngls, la unidad de calor es la *0!0+= !=E()& '0! K*.!..L. n*.!.. Puede deQnirse como la cantidad de calor necesaria para elevar latemperatura de una libra de agua B ]8. Por ejemplo3 Para aumentar la temperatura

de un 4aln de agua K)pro/imadamente ?, &bL de >G ] 8 a ?G ]8, se requieren ?*!

?, / K?G U >GL ^ ? *.!..Calor espec#Qco.

El Calor espec#Qco de una sustancia es su capacidad relativa de absorber o cedercalor tomando como base la unidad de agua pura, y se deQne como la cantidad deOilocalor#as o K*!L necesarias para aumentar o disminuir la temperatura de un Oiloo KlibraL de cualquier sustancia en B]C o KB]8L. Por deQnicin, el calor espec#Qco del

agua es B,G pero la cantidad de calor necesaria para aumentar o disminuir latemperatura de otras substancias var#a. +e requieren Tnicamente G,:6 Ocal por OiloKG,:6 *! por libraL para aumentar o disminuir la temperatura de un Zilo K&ibraL de)luminio B ]C KB]8L, por lo tanto, los calores espec#Qcos de estas dos substanciasson G,:6 y G, respectivamente.

Calor sensible


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El calor sensible se deQne como el calor que provoca un cambio de temperatura enuna sustancia. En otras palabras es como su nombre lo indica, el calor que puedepercibirse por medio de los sentidos. Cuando la temperatura del agua se eleva deG]C a BGG]C, %ay tambin un aumento de calor sensible.Calor latente

Calor latente es el que necesita para cambiar un slido en l#quido, o un l#quido en

gas, es decir cambiar de estado, sin variar la temperatura de la sustancia. &apalabra latente signiQca VocultoW, o sea que este calor requerido para cambiar elestado de una sustancia y no es percibido por los sentidos.

!abla de calores espec#Qcos

)&0(E'!+

PDC!

)P0 *C&0 C)'E )C' C)'E C)*) CE*&&)+ C)'E CED CEE5)+ C=C&C=C&)!E+ C0E&)+ C&08& CE() K6GL D)5'+ E+P1)4+ E+P0')C)+ 8)(*E+)+8E+)+ =E&)D =04+ =E+ J)('E+ &EC=E &EC=4) &E4(*E+ &0('E+ ()'!EC)

()'!EG.:F G,:> G,AB G,:? G,AG G,>A G,F: G,?? G,AG G,?F G,AB G,AB G,A G,?> G,AG G,>> G,>B G,?FG,:? G,AG G,AG G,AG G,AB G,:G G,:6 G,AB G,AG G,AB G,? G,?: G,AB G,>: G,AG G,AG G,>A G,>?G,>G G,?: G,>: G,A G,AG G,A

Cp KDespusL KOC)&NKO4\]CLL

G,6: G,6? G,6GG.F G,G G,FB G,? G,6A G,6 G,G G,6? G,F: G,6G G,6B G,6A G,FB G,6A G,6A G,6F G,66 G,6FG,? G,6A G,6: G,6F G,6A G,A G,6 G,6> G,6A G,66 G,66 G,6> G,6A G,6B G,FG G,6 G,> G,:

G,6G G,F: G,6B G,6: G,:B G,6FC)& &)!E'!E KOC)&NO4L

>F,FF >6,AA F,>>F6.6 6:,? >, 6?,GF ::,:: FA,GG , :6,66 >,?? 6A,AA >B,BB >6,AA >B,:: ::,::::,:: G,FF :6,66 FF,FF 6?,GF :?,?? >F,FF >, :A,AA 6A,AA?, >B,BB :>,>> :A,66 :6,66 :,> :>,>> F:,BB >B,BB FA,AA F?,?? F6,AA 6>,>> 6>,>>:G,GG >, :, :A,AA

!] C'4. ]C

RB, RB,> RB,> RB.> RB,> RB,B R,? RB,F RG,: RG.> R, RB,B R, RB,> RB,B RB,B RB,F RB,F RB,> R, RG, RG,:RG,: RG,: RB,B R, G RB,B RB,> R, R,B R,? RB,> R,F R, RB,G R,G R,? R, RB:,B RB,> R, RG,A R,

RB,B

!onelada americana de refrigeracin

)Tn en nuestro medio es muy frecuente %ablar de toneladas de refrigeracin, lacual es realmente una unidad americana basada en el efecto frigor#Qco de la fusindel %ielo. &a tonelada de refrigeracin puede deQnirse como la cantidad de calorabsorbida por la fusin de una tonelada de %ielo slido puro en 6 %oras. Puestoque el calor latente de fusin de una libra de %ielo es de B66 *!, el calor latentede una tonelada americana KGGG librasL de %ielo ser$ B66 \ GGG, o sea ??,GGG


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*! por 6 %oras. Para obtener el calor por %ora es necesario dividir entre las 6%oras, lo cual da una cantidad de B.GGG *!N=), que recibe el nombre deV!'E&)D) DE E804E)C0'W. Puesto que el calor latente del %ielo en el sistemamtrico es de ?G OiloR Calor#as y que y una tonelada americana e igual a AG>.B?>Zilos, la tonelada de refrigeracin es igual a ?G \AG>.B?F o sea >.F>F ZiloR calor#as por 6 %oras, es decir, .G6 ZiloRcalor#as por%ora.

Calor latente de fusin

El cambio de una sustancia de slido a l#quido o de l#quido a slido requiere calorlatente de fusin. Este tambin puede llamare calor latente de fusin o calor latentede congelacin.

Cuando se derrite un Zilo de %ielo, ste absorbe ?G ZiloRcalor#as KB66 *!L a unatemperatura constante de G]C K]8L- del mismo modo, cuando se congela un Zilode agua para convertirla en %ielo, deben sustrarsele ?G ZiloR calor#as KB66 *!L auna temperatura constante de G]C K]8L. En la congelacin de productosalimenticios, Tnicamente se considera el calor latente del porcentaje de agua queestos contienen- por tanto, el calor latente se conocer$, determinado e porcentajede agua que e/iste en dic%os productos.

Calor latente de evaporacin

Para cambiar una sustancia de l#quido a vapor y de vapor a l#quido se requiere calorlatente de evaporacin. Puesto que la ebullicin es slo un proceso acelerado deevaporacin, este calor tambin puede llamarse calor latente ebullicin, calorlatente de evaporacin, o para el proceso contrario, el calor latente decondensacin.

Cuando un Zilo de agua %ierve o se evapora, absorbe FA ZiloR calor#as KA>G *!L auna temperatura constante de BGG]C KB]8L al nivel del mar- igualmente, paracondensar un Zilo de vapor deben sustraerse FA ZiloR calor#as KA>A *!L.

Debido a la gran cantidad de calor latente que interviene en la evaporacin y en lacondensacin, la transmisin de calor puede ser eQciente mediante este proceso.&os mismos cambios de estado que afectan al agua se aplican tambin a cualquierl#quido a diferentes presiones y temperaturas.

&a absorcin de calor para cambiar un l#quido a vapor y la sustraccin de este calorpara condensar nuevamente el vapor, es la clave para todo el proceso de larefrigeracin mec$nica y la transmisin del calor latente requerido, es elinstrumento b$sico de la refrigeracin.Calor latente de sublimacin

El proceso de sublimacin es el cambio directo de un slido a un vapor sin pasar


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por el estado l#quido, que puede ocurrir en algunas sustancias. El ejemplo m$scomTn es el uso de V%ielo secoW o sea di/ido de Carbono para enfriar. El mismoproceso puede ocurrir con %ielo abajo de su punto de congelacin, y se utilizatambin en algunos procesos de congelamiento a temperaturas e/tremadamentebajas y altos vac#os. El calor latente de sublimacin es igual a la suma de calorlatente de fusin y el calor latente de evaporacin.

!emperatura de saturacin

+aturacin es la condicin de temperatura y presin en la cual el l#quido y el vaporpueden e/istir simult$neamente. n l#quido o vapor esta saturado cuando est$ ensu punto de ebullicin Kpara el nivel del mar, la temperatura de saturacin del aguaes de BGG]C o B ]8L. ) presiones m$s altas la temperatura de saturacinaumenta, y disminuye a temperatura m$s baja.

apor sobrecalentado

Cuando un l#quido cambia a vapor, cualquier cantidad adicional de calor aumentar$su temperatura Kcalor sensibleL. +iempre y cuando la presin a la que se encuentree/puesto se mantenga constante. El trmino vapor sobrecalentado se emplea paradenominar un gas cuya temperatura se encuentre arriba de su punto de ebullicino saturacin. El aire a nuestro alrededor contiene vapor sobrecalentado.

quidos subenfriaoos

Cualquier l#quido que tenga una temperatura inferior a la temperatura desaturacin corresponde a la presin e/istente, se dice que s encuentra subenfr#ado.El agua a cualquier temperatura por debajo de su temperatura de ebullicin KBGG]Cal nivel del marL est$ subenfr#ada.

Presion Presin atmosfrica

&a presin se e/presa como una fuerza perpendicular ejercida sobre un $rea osuperQcie. Pues bien la presin atmosfrica ser$ la fuerza de gravedad que atrae lacapa de gases que componen la atmsfera sobre la superQcie terrestre, y se


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denomina presin atmosfrica est$ndar a la presin atmosfrica a nivel del mar.

Presin absoluta

4eneralmente, la presin absoluta e/presa en trminos de bar o de ZilogramoRfuerza por cent#metro cuadradoo KlibrasRfuerza por pulgada cuadradaL y se cuenta a partir del vac#o perfecto en elcual no e/iste la presin atmosfrica. Por tanto en el aire a nuestro alrededor, lapresin absoluta y la atmsfera son iguales.

Presin manomtrica

n manmetro de presin est$ calibrado para leer G ZilogramoRfuerza porcent#metro cuadrado o KlibrasRfuerza por pulgada cuadradaL cuando no est$conectado a algTn recipiente con presin- por tanto, la presin absoluta de unsistema cerrado ser$ siempre la presin manomtrica m$s la presin atmosfrica.&as presiones inferiores a la presin atmosfrica +tandard son realmente lecturasde depresin en los manmetros y se denominan vac#os. n manmetro derefrigeracin mi/to KcompoundL est$ calibrado en el equivalente en mil#metrosKpulgadasL de (ercurio por las lecturas de depresin. Puesto que B.G OgNcm KB6.>P+0L equivale apro/imadamente a >:G mil#metros de columna de (ercurio KA.ApulgadasL.

Es importante recordar que la presin manomtrica es siempre relativa a la presinabsoluta. &a !)*&) '] B demuestra la relacin de presiones a diferentes altitudessuponiendo que las condiciones atmosfricas sean normales.

&a columna en mil#metros KpulgadasL de (ercurio, indica los mil#metros KpulgadasLde (ercurio que una bomba de vac#o perfecta deber#a obtener tericamente. Por lotanto a B.FF metros KFiesL de altura y bajo condiciones atmosfricas normales, unvac#o perfecto ser#a de : mil#metros K6.?A pulgadasL de (ercurio, mientras queal nivel del mar ser#a de >:G mil#metros de (ercurio KA.A pulgadasL.

E&)C09' DE PE+0'E+ ) D08EE'!E+ &)!0!DE+

)&!0!D(etros GGF :BGABFBG

BFF

pies G BGGGGGG GGG6GGG FGGG

PE+0'E+()'(E!0C)+OgNcm P+04 G GG G G G G G G G GG

)*+&!) OgNcmP+0) B.G B.GGG.A: G.A G.?AG.?: B6.> B6.B.> B. B.>

B.

)!(+mm =g>:G >>G> :?B:F: :

Pulg. =gA.A?.?F>.?:.?BF.?66.?A

P'!DEE*&&0C09' DE&)4) ]C

BGG AAA? A> A:AF

]8BBGG?G:GFG


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+E4'D) &E; DE &) !E(D0'1(0C)

&a segunda ley de la termodin$mica, como se discuti antes establece que setransQere calor en una sola direccin, de mayor a menor temperatura- esto tienelugar a travs de tres modos b$sicos de transferencia de calor que se detallan acontinuacin.

Conduccin

&a conduccin se describe como la transferencia de calor entre las molculascercanas de una sustancia, o entre sustancias que est$n toc$ndose o en uncontacto f#sico real con la otra. Cuando la transferencia de calor ocurre en una solasustancia, tal como una varilla de metal con un e/tremo en una llama de fuego, elmovimiento de calor va %asta que %ay un balance de temperatura a todo lo largode la longitud de la varilla.

+i la varilla se sumerge en agua, las molculas que se mueven r$pidamente sobre

la superQcie de la varilla transmitir$n algTn calor a las molculas del agua y otratransferencia de calor por conduccin tendr$ lugar.

Cuando la superQcie e/terior de la varilla se enfr#a, %ay aTn algTn calor dentro de lavarilla y este continuar$ transQrindolo a las superQcies e/teriores de la varilla yluego al agua %asta que se alcanza el balance de temperatura. &a velocidad con lacual el calor se transQere por medio de la conduccin var#a con las diferentessustancias o materiales si stas poseen iguales dimensiones. &a tasa detransferencia de calor variar$ de acuerdo a la %abilidad de los materiales osustancias para conducir calor.

&os slidos, en general son muc%o mejore conductores que los l#quidos- y a su vezlos l#quidos conducen el calor mejor que los gases o los vapores.

&a mayor#a de los metales tales como la plata, cobre, acero y el %ierro, conducen elcalor muc%o m$s r$pidamente, mientras que otros materiales tales como vidrio, lamadera y otros materiales de construccin, transQeren el calor en una tasa muc%om$s lenta y por consiguiente solo usados como aislantes.

El Cobre es un e/celente conductor de calor como lo es el )luminio. Estassustancias son ordinariamente usadas en los evaporadores, condensadores ytuber#a de refrigerante que conecta los varios componentes de un sistema de

refrigeracin, aunque el %ierro es ocasionalmente usado con algunos refrigerantes.&a tasa a la cual el calor pueda conducirse a travs de varios materiales dependede factores tales como3

aL El espesor del material bL &a diferencia de temperatura entre los lados delmaterial cL &a conductividad trmica Kfactor ZL de un material dL El tiempo deduracin del Sujo de calor.


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&a Qgura es una !abla de factores de conductividad trmica de algunos materiales

comunes. C'DC!00D)D P)) ()!E0)&E+ )0+&)'!E+ ; DE C'+!CC09'

()!E0)& C'DC!00D)D KZL KOcalNK%L K(tL K]CL

(adera en l$minas )islamiento dePoliestileno e/pandido )islamiento dePoliuretano inyectado (ortero Estuco&adrillo KcomTnL ;eso Kcon arenaLPiedra )dobe 8ibra de )lgodn

G.BG G.GG6 G.GGG B. B. G.>G G.: F,FG,: G,G

2ota3 4os factores 5 estn dados en 6(7cal8 ($r x 9t x 'C: estos factores pueden utili;arse correctamentea travs del uso de la siuiente ecuacin3

Ecuacin n1 3

? @A

B/2BE3

a < 3 rea seccional en 9t*

b 7 3 Conductividad trmica en 67cal8($(9t('C: => 3 Biferencia de temperatura entre los doslados

c A 3 Espesor del material en 9etros.

4os materiales de una alta conductividad se usan dentro del sistema de refrieracin en si mismo a causade que es deseable que una transferencia de calor rpida ocurra tanto en el evaporador como en elcondensador.

El evaporador es donde el calor se remueve, del espacio refrierado o el proceso que $a estado encontacto directo 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 refrierante dentro de latubera y $ay una transferencia de calor de mayor a menor temperatura0 mientras que en el condensadorel vapor del refrierante est a una mayor temperatura que la del medio enfrante viajando a travs delcondensador, y aqu de nuevo $ay una transferencia de calor de mayor a menor temperatura. 4a tuberalisa bien sea de Cobre,


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eficiencia total del sistema.

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

Conveccin

tro medio de transferencia de calor es por el movimiento de material calentado ens# mismo cuando se trata de un l#quido o gas. Cuando el material se calienta, lascorrientes de conveccin son producidas dentro del mismo y las porciones m$scalientes de l suben, ya que el calor trae consigo el decrecimiento de la densidaddel Suido y un incremento en su volumen espec#Qco.

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

El aire en contacto con el serpent#n de enfriamiento de un refrigerador llega aenfriarse y por consiguiente se vuelve m$s denso, y empieza a bajar a la parteinferior e ste. )l %acerlo absorbe inferior calor de los alimentos y de las paredesdel refrigerador, el cual a travs de conduccin, %a ganado calor del cuartoDespus de que el calor %a sido absorbido por el aire, ste se e/pande volvindosem$s liviano y sube nuevamente al serpent#n enfriador en donde el calornuevamente se renueva de l.

El ciclo de conveccin se repite siempre que %aya una diferencia de !emperaturaentre el aire y el evaporador. &as corrientes de Conveccin tales como lase/plicadas aqu# son naturales, y, o como el caso de un refrigerador, el Sujo naturales un Sujo lento. En algunos casos la conveccin debe incrementarse con el uso deventiladores o sopladores- en el caso de los l#quidos se usan bombas para forzar lacirculacin y la transferencia de calor de un lugar a otro.

adiacin

n tercer medio de transferencia de calor es la radiacin por medio de ondassimilares a las de la luz o las ondas de sonido. &os rayos del sol calientan la tierrapor medio de ondas de calor radiantes el cual viaja en caminos rectos sin calentarla 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 la fuente y el objeto cuando los rayos pasan a travs de lno se calienta.

+i usted %a estado relaj$ndose en un ediQcio sombreado o en un $rbol en un d#acaliente o soleado y se mueve directamente a los rayos del sol, el impacto directode las ondas calor#Qcas le golpear$ como un pesado martillo aTn cuando latemperatura del aire en la sombra es apro/imadamente la misma que en la partesoleada. ) bajas temperaturas %ay solamente una peque"a cantidad de radiacin, y


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solamente se sienten peque"as diferencias de temperatura, por consiguiente laradiacin tiene peque"o efectos en el proceso real de refrigeracin, pero losresultados de la radiacin de los rayos solares pueden causar un incremento en lacarga de refrigeracin en un ediQcio e/puesto a estos rayos.El calor radiante es r$pidamente absorbido por materiales o sustancias oscuras omates, mientras las superQcies o materiales con colores claros, reSejar$n las ondasde calor radiante, como lo %acen con los rayos de luz.

Este principio tambin se utiliza en el campo del )ire )condicionado, donde, contec%os y paredes claras, penetrar$ menos calor radiante en el espacioacondicionado, reduciendo as# el tama"o del equipo de enfriamiento requerido. Elcalor radiante tambin penetra f$cilmente las ventanas con vidrios claros, pero esabsorbido por vidrios opacos o traslTcidos.

Cuando el calor radiante o energ#a Kya que todo el calor es energ#aL es absorbidopor un material o sustancia, se convierte en calor sensible, el cual puede sentirse omedirse. !odo cuerpo o sustancia absorbe energ#a radiante en algunas cantidades,dependiendo de la diferencia de temperatura entre el cuerpo espec#Qco o sustanciay la otra sustancia. !oda sustancia radiar$ energ#a cuando su temperatura es mayorque el cero absoluto y otra sustancia pr/ima este a menor temperatura.

+i un automvil se deja sol bajo el sol caliente, con las ventanas cerradas duranteun per#odo de tiempo largo, la temperatura dentro del carro ser$ muc%o mayor quela del medio ambiente que lo rodea. Esto demuestra que la energ#a absorbida porlos materiales de los cuales se construye el carro se convierte a calor sensible, quepuede medirse.

C)P2!& 000 N 8'D)(E'!+ DE E804E)C09'

Como refrigerante se entiende todo aquel Suido que se utiliza para transmitir elcalor en un sistema frigor#Qco y que absorbe calor a bajas temperaturas y presin,y lo cede a temperaturas y presin mas elevada, generalmente con cambios deestado del Suido.

&os refrigerantes se identiQcan por su frmula qu#mica o por una denominacinsimblica numrica- no es suQciente identiQcarlos por su nombre comercial.


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En BAF:, la compa"#a D P'! ideo y registr un mtodo para clasiQcarnumricamente los refrigerantes, con el se eliminaba el uso de complicadosnombres qu#micos. &a asociacin americana de ingenieros en refrigeracincalefaccin, ventilacin y aire acondicionado K)+=)EL adopto este sistema enBA:G.

El numero del refrigerante esta relacionado con el numero de $tomos de Suor, de%idrogeno, de carbono y el numero de enlaces qu#micos dobles.

De acuerdo a esto la tabla de refrigerantes que identiQco a los refrigerantes %astaBAA era la siguiente3

'M deefrig.

nombre formulapunto de ebullicin

McBG tetracloruro de carbn CC06 >:,>

BB triclorofruorometano CC08 ,?

B diclorodiSuorometano CC08 RA,>

B cloritriSuorometano CC08 R?B,:

BbB bromotriSuorometano C*8 RF>,>B6 tretraSururo de carbono C86 RB6F,:

G cloroformo C=C0 >?,?

B dicloroSuorometano C=C08 :,:

clorodiSuorometano C=C08 R6G,>

triSuorometano C=8 R?B,A

G cloruro de metileno C=C0 6G,:

B cloroSuorometano C=C08 RA,B diSuorometano C=8 RFB,>

D& cloruro de metilo C!)C F*),G D fluoruro de metilo C!)+ FGH,* I& metano C!D FGJ,* *tetraclorodifluorometano CC*+CC*+ J*,G ) triclorotrifluoroetano CC*+CC+* DG,I )a

triclorotrifluuoretano CC)C+) DI,K D diclorotetrafluoretano CC+*CC+* ),I Dadiclorotetrafluoroetano CC*+C+) ),K Db* dibromotetra CL%+*CL%+* DG,I I clopentafluoroetanoCC+*C+) F*G,I K $exafluoroetano C+)C+) FGH,D *D clorotetrafluoroetano C!C+C+) F* *Daclorotetrafluoroetano C!+*CC+* F& *I pentafluoroetano C!+*C+) FDH,) ))a clorotrifluoroetanoC!*CC+) K, D*b clorodifluoroetano C!)CC+* FJ,G D)a trifluoroetano C!)C+) FDG,) I*adifluoroetano C!)C+) F*D,K K& cloruro de etilo C!)C!+* *,) G& etano C!)C!) FHH,I *Hoctafluoropropano C+)C+*C+) F)G,J *J& propano C!)C!)C!) FD*,*

compuestos c#clicoscB: dicloro%e/aSuorciclobutano C6C08: :G

cB? octaSuorciclobutano C68? RF,?

otros %idrocarbones K%idrocarburosL

K&& butano C!)C!*C!*C!) F&,)H K& isobutano C!(C!)) F& I& etileno C!*@C!* F&),I *G&propileno C!)C!@C!* FDG,I

azeotroposFGG ref BNBFa K>,?N:,L R, FGB ref NB K>FNFL R6B,B FG ref NBBF K6?,?NB,L R6F,F FG ref NB K6GN:GL R??,F

compuestos inorg$nicos>B> amoniaco '= R, >B? agua = BGG >A aire RBA6, >66 di/ido de carbono C R>?, >66a o/ido nitroso ' R??,

>:6 di/ido de azufre + RBG


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&os refrigerantes adem$s se caliQcan en tres grupos segTn su grado de seguridad opeligrosidad. El criterio que se sigue para ello es el siguiente3

G). grupo primero

Comprende los refrigerantes que no son combustibles y que poseen una accin

t/ica muy peque"a o nula.

*. grupo segundo

Comprende los refrigerantes que son t/icos o corrosivos, o que al combinarse conel aire, en una porcin ,F o m$s en volumen, pueden formar una mezclacombustible o e/plosiva.

c. grupo tercero

Comprende los refrigerantes que, al combinarse con el aire en proporcin inferior al,F en volumen, puede constituir una mezcla combustible o e/plosiva. En elane/o se encuentran las caracter#sticas de los diferentes refrigerantes, tanto lacaliQcacin como los efectos Qsiolgicos.C&)+080C)C0' DE &+ E804E)'!E+

Keglamento de +eguridad para Plantas e 0nstalaciones 8rigor#Qcas,BA>AL


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+egundo grupo3 efrigerante de medida seguridad

RG R6G RB:G R:BB R>B> R>:6 R

BBG

Cloruro de(etileno Cloruro

de (etilenoCloruro de Etileno8ormiato de (etilo

)mon#aco)n%#drido

+ulfuroso B,RDicloetileno

C=C0C=C0

C=C=C0C=C='= +

C=C0^C=C0

?6,A FG,FR:6,F :G B>

:6 A:,A

6G,B R6 B,FB, R RBG

6?,F

"rupo tercero3 %efrierante de baja seuridad

RB>G RAGR:GG R:GGa

RBBFG

Etano Propano*utano 0sobutano

Etileno

C=C=C=C=C=

C=C=C=C= C=KC=L

C=^C=

G 66 F?,BF?,B ?

R??,: R6,?G,F RBG,RBG,>

Efectos Qsiolgicos de los refrigerantes.

'Tmero dedentiQcacin

'ombrequ#mico

8rmulaqu#mica

Porcentaje envolumen deconcentracin en elaire

Caracter#sRticas

)dvertencia


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&esinmortal oimportante enpocosminutos

Peligroso de losG a los:Gminutos

0nocuode B a%oras

"rupo primero3 %efrierantes de alta seuridad

RBB !ricloroSuormetano CC08 BG aRBRBRB?BRB6RBRRBBRBB6RBBFRCB?

RFGGRFG

DiclorodiSuormetano

ClorotriSuormetano*romotriSuormetan

o!etraSuorurodecarb

onoDicloroSuormetanoClorodiSuormetano

B,B,R!ricloroSuoretanoB,DiclorotetraSuor

etanocloropentaSuoretano

ctoSuorciclobutano RB K>,?L _ rRBFY K:,L RK6?,?L _ RBBF

KF:B,L

CC08 CC08C*r8 C86

C=C08 C=)C08CC08C08

CC08CC08CC08C8 C8CC08NC=C=8

C=+08NCC08C8

BG F aBG

G a GG a G

G a G FG ,F Ga G G aG G a

G G G

b b b ab a b bb b b

Puedenproducirsegases de

descomposicin t/icos enpresencia de

llamas, su olorintenso

proporcionaun aviso antesde alcanzarseconcentracion

es peligrosas

R>66)n%#dridoCarbnico C ? F a : a 6 c

4rupo segundo3 efrigerantes de mediaseguridad

RG R6GR:G R>B>R>:6 R

BBG

Cloruro demetilenoCloruro de

(etiloCloruro de

Etilo)mon#aco)n%#dridosulfuroso

B,RDicloroetile

no

C=C0 C=C0C=C=C0'= +

C=C0^C=C0

F a F,6 BFa G BF aG G,F a BG, a B

a ,6 a6 : a BGG, a G,

G,G6 a G,GF a ,F

G, G,GF aG,B a 6

G,GB a G,GG,GGF aG,GG6

a f f d, e d,e f 4ases dedescomposicin t/icos einSamables.

4ases dedescomposicin t/icos einSamables.

4as dedescomposici

n t/ico einSamable.Corrosivo

Corrosivo4ases deDescomposicin t/icos einSamables.

"rupo tercero3 %efrierantes de baja seuridad

RB>G Etano C=C= 6,> a F,F g


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RAGR:GGR:GGa

Propano*utano

0sobutano

C=C=C=C=C=C=C=C=KC=L

:,6,> a F,F F aF,: 6,> a F,F

g g g

)ltamenteinSamables...

RBBFG etileno C=^C= g

4as letras de la columna McaractersticasN sinifican3

a


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las 6 %oras. +u valor ser$3


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=ay varios tipos de diagramas- no de los m$s empleados es el de presinRentalp#a.

Este diagrama tiene la presin en ordenadas Keje verticalL y la entalp#a en absisasKeje %orizontalL. (ediante l#neas que atraviesan el diagrama se indican latemperatura, el volumen espec#Qco y a entrop#a.En el diagrama modlico indicado puede apreciarse las zonas de apor saturado,l#quido saturado, vapor recalentado, liquido subenfriado y mezcal liquidoR vapor eneinterior de la campana.

Cada refrigerante tiene su propio diagrama

Esto quiere decir que el diagrama de cada refrigerante tiene su propia forma ydimensiones y no puede utilizarse un diagrama cualquiera para todos los casos,sino que debe utilizarse el espec#Qco del refrigerante.

amos a repasar el signiQcado de las diferentes zonas.

apor +aturado3

Es vapor que se encuentra en equilibrio con su fase liquida a presin ytemperaturas especiQcadas.

apor ecalentado3

Es vapor que se %a calentado. Esta representado por la zona de la derec%a de lacampana.

quido +aturado3

Es l#quido que est$ a punto de %ervir. Esta representado por la curva de la izquierdade la campana.

quido +ubenfr#ado3

Es un l#quido a una temperatura inferior a la de saturacin. Esta representado por lazona de la izquierda de la campana.

(ezcla l#quidoR apor3

Es la zona interior de la campana.

&a campana esta rematada por el punto Cr#tico, que representa unas condicionesde presin y temperaturas tales que no distingue el estado del Suido Ksi es liquido ogasL

Diagrama tipito de presin entalp#a


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C0C& DE E804E)C09'

Como observamos el capitulo anterior los refrigerantes son sustancias utilizadas enlos equipos de refrigeracin. !ienen la particularidad de evaporarse en condicionesde presin y temperaturas relativamente bajas, absorbiendo calor. Por otra parte, alcondensarse a presiones superiores, ceden su calor a un medio circundante quepuede ser en general agua o aire.

&os refrigerantes actualmente est$n instalados, mediante un equipo formando porcompresor, condensador dispositivo de e/pansin y evaporador en el denominadoC0C& DE E804E)C09' P C(PE+09' DE )P.

+u utilizacin pr$ctica supera el A? de las aplicaciones frigor#Qcas. En este


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sistema se incrementa la presin del vapor del refrigerante, desde la que tiene enel evaporador %asta la necesaria en condensador, mediante la incorporacinenergtica proporcionada por el compresor.

Ciclo terico b$sico de comprensin de vapor

Para estudiar un sistema de refrigeracin o de produccin de fr#o, es preciso Qjarseen el comportamiento de refrigerante y mediante que elementos se produce lavariacin de las caracter#sticas f#sicas para llevar a cabo el proceso.

0nicialmente y de forma muy esquem$tica los elementos principales intervienen enun ciclo de refrigeracin por compresin de vapor son los que ese representan en laQgura siguiente3

) evaporador- * compresor- C condensador- D dispositivo de e/pansinCiclo de refrigeracin por compresin de vapor

En el proceso tienen lugar dos fenmenos con balance de calor3

&a evaporacin de un refrigerante en estado l#quido produce la absorcin de caloro, lo que es lo mismo, baja la temperatura en el recinto o c$mara donde seencuentra, produciendo sensacin de fr#o

&a condensacin del apor de un refrigerante se produce mediante una sesin decalor al ambiente, lo cual se traduce en una elevacin de temperatura el mismo.

Este proceso es continuo y depende de las condiciones que los elementos queconQguren la instalacin impongan al refrigerante, de modo que pueda seguirsedesde cualquier punto.


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Diagrama de presin entalp#a

En la Qgura, veamos el ciclo que se producir$ en un circuito frigor#Qco ideal sobre eldiagrama Presinentalp#a de cualquier refrigerante. +obre las abscisas serepresenta la entalp#a del refrigerante en OjouleNOg y sobre las ordenadas la presinen Psi o bar

El diagrama es conocido para cada refrigerante, y su principal elementocaracter#stico es la curva de saturacin del mismo, como ya se %a e/plicado.

+itumonos en el punto antes del dispositivo de e/pansin, previa al evaporador,en que el refrigerante se encuentra en estado l#quido a una cierta presin- su pasoal evaporador se controla mediante un dispositivo cuya funcin es regular el pasode refrigerante. Dic%a v$lvula produce una estrangulacin brusca que %ace que apresin descienda desde la que ten#a a la salida del condensador %asta la e/istentea la entrada del evaporador.

&a v$lvula es el regulador autom$tico de los l#mites entre los que se denominaparte de alta presin y parte de baja presin, presiones entre las cuales la v$lvulase ve forzada de trabajar.

Esta bajada de presin en el evaporador %ace que el refrigerante %ierva y seproduzca su evaporacin, au/iliado por la cantidad de calor que absorbe del recintoen que se encuentra, a travs del aire del mismo y transQrindolo al liquido, que seva transformando en vapor en el interior de los tubos de serpent#n %asta que seevapora completamente.

El refrigerante, en forma de gas, entra en el compresor por la tuber#a denominadade aspiracin o succin, a travs de la v$lvula de aspiracin Ksemejante a los


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cilindros de un automvilL. )qu# el refrigerante es comprimido aumentando por ellosu presin y su temperatura %asta llegar al punto en cuyas condiciones Suye %astala entrada del condensador.

&a v$lvula de salida del cilindro del compresor actuar$ de retencin, impidiendo queel gas regrese %acia el mismo.

En el condensador, mediante la accin de un Suido e/terior Kaire, agua o ambas ala vezL, se e/trae calor al gas refrigerante, lo cual produce un enfriamiento delmismo favoreciendo su condensacin %asta alcanzar el estado liquido- a partir deaqu# s impulsado de nuevo por la tuber#a %acia la v$lvula de e/pansin, puntodonde se repite el ciclo e/plicado.

Como puede observarse, en el proceso e/isten varias temperaturas diferentes, locual %ace que el estado refrigerante sea distinto en varios puntos- por ejemplo, seobtiene l#quido subenfriado y saturado, vapor saturado y sobrecalentado, como sever$ en el ciclo real.

'o obstante, en principio solo %ay dos presiones perfectamente diferenciadas, queson las que corresponden a la evaporacin y a la condensacin.

Es por ello que puede %ablarse del &)D DE )&!) PE+09' y del &)D DE *)J)PE+09' de una plantao instalacin frigor#Qca.

Distingamos las caracter#sticas de presin KpL, temperatura KtL y entalp#a K%L de lospuntos m$s representativos del proceso sobre dic%as Qguras.

El refrigerante condensado, esta a una temperatura tc Kde condensacinL y a unadeterminada presin pc Kpresin de condensacinL y a una entalp#a %B.

Cuando el l#quido pasa a travs de la v$lvula de e/pansin su estado disminuye supresin y aumenta su velocidad. Esta variacin permite que cambie de estado, seproduce por la ebullicin del l#quido, provocada por la ca#da brusca de presin,bajando al mismo tiempo la temperatura. En este proceso el calor es constante, porlo que la entalp#a no var#a.

) la entrada del evaporador, coe/iste una mezcla de vapor y liquido Kparte interiorde la curva pR%L, mientras que a la salida del mismo, el vapor esta saturado.

&a presin y la temperatura son las mismas, pero como el evaporador %a absorbidocalor del recinto donde se encuentro, la entalp#a %a aumentado antes de la entradadel compresor.

Cuando el vapor pasa por el compresor, este le conQere un aumento de presin ael vapor %a llegado, %asta el punto de presin de condensacin. Esta energ#aa"adida por el compresor %ace que aumente la temperatura %asta el valornecesario, como consecuencia de %aber sido recalentado el vapor, y la entalp#a, por


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tanto, a la entrada del condensador, encontramos, pues, vapor recalentado a unapresin de condensacin. )ll# se evacua el calor al medio ambiente, %asta conseguirque su entalp#a descienda de nuevo, por tener lugar el proceso de cambio deestado de gas a l#quido. En la pr$ctica, el ciclo ideal o terico no se producee/actamente como se %a descrito, ya que debido a otras causas, suelen producirsevariaciones que apartan sensiblemente el comportamiento del refrigerante de suciclo terico. Es el denominado ciclo real y sus diferencias principales se encuentranlas caracter#sticas de los elementos que constituyen a la instalacin Kevaporadores,condensadores compresores y tuber#a de refrigeranteL en forma de recalentamientoo subenfriamientos que var#an las condiciones tericas de los valores de presin ytemperatura, fundamentalmente.

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E)P)DE+

El evaporador o serpent#n de enfriamiento es la parte del sistema de refrigeracindonde se retira el calor del producto3 aire, agua o algo que deba enfriarse, y sedeQne como un intercambiador de calor.

Cuando el refrigerante entra a los pasajes o tubos, que conforman el evaporador,absorbe calor de los productos que van a ser enfriados, y, cuando absorbe calor dela carga empieza a V%ervirW y se vaporiza. En este proceso el evaporador ejecuta lafuncin de puente trmico entre el medio a enfriar y el refrigerante, desarrollandoel propsito total del sistema, la refrigeracin.

+e desarrollan y producen evaporadores de dise"os y formas diferentes para

satisfacer las m$s variadas necesidades de los usuarios. &os tres principales tiposde evaporadores son de tubo descubierto, de superQcie de placa y aleteados. &osevaporadores de tubo descubierto y superQcie de placa algunas veces se lescaliQca como evaporadores de superQcie primaria debido a que para ambos tipos lasuperQcie completa queda m$s o menos en contacto con el refrigerante vaporizadoen su interior. Con el evaporador aleteado, los tubos que conducen el refrigeranteconstituyen la superQcie principal, las aletas en si no tienen refrigerante en suinterior y por lo mismo, son superQcies secundarias en la transferencia del calor


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cuya funcin es recoger calor del aire de los alrededores y conducirlo %acia lostubos que llevan el refrigerante.

Descripcin de tipos de compresores

Evaporadores de tubo descubierto

&os evaporadores de tubo desnudo por lo general se construyen de tubo de acero ocobre.

El tubo de acero se usa en evaporadores grandes y en evaporadores que trabajancon amoniaco como refrigerante, mientras que los de cobre son m$s peque"os y seles usa con cualquier refrigerante que no sea amoniaco.&os evaporadores de tubo desnudo se fabrican en gran cantidad, forma y dise"o, y,en muy comTn sean fabricados a la medida segTn el caso espec#Qco.

Evaporadores de placa&os evaporadores de superQcie de placa son de varios tipos. )lgunos sonconstruidos de don placas de metal realzado y soldado una con otra de tal modoque pueda Suir el refrigerante entre las dos placas.

Este tipo particular de evaporador es muy usado en refrigeradores y congeladorescaseros debido a que su limpieza es muy f$cil, su fabricacin econmica y puedef$cilmente construirse en cualquier forma requerida.

Evaporadores de tubo y aletas&os evaporadores de tubo y aletas, son serpentines de tubo desnudo sobre loscuales se colocan placas met$licas o aletas.

&as aletas, sirven para como superQcies secundarias absorbedores de calor y tienenel efecto de aumentar el $rea superQcial e/terna del evaporador, mejor$ndose porlo tanto la eQciencia para enfriar aire u otros gases. Con los evaporadores de tubodescubierto, muc%o aire circula sobre el serpent#n o pasa a travs de los espaciosabiertos entre los tubos y no %ace contacto con la superQcie del serpent#n. Cuandose agregan las aletas al serpent#n, stas se e/tienden %acia fuera ocupando los

espacios abiertos entre los tubos y actTan como colectores de calor. Estos absorbencalor del aire que ordinariamente no estar#a en contacto con la superQcie primaria yconducen este calor a la tuber#a.

Es evidente que para que las aletas sean efectivas deber$n estar unida a la tuber#ade tal manera que se asegure un buen contacto trmico entre las aletas y latuber#a. En algunos casos las aletas est$n soldadas directamente a la tuber#a- enotros, las aletas se %acen deslizar sobre la tuber#a y se %ace e/pandir el tubo por


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presin o mediante algTn otro medio lo que permite a las aletas quedar biensujetas en la superQcie del tubo establecindose un buen contacto trmico.

El tama"o y espaciamiento de las aletas, en parte depende del tipo de aplicacinpara la cual est$ dise"ado el evaporador. El tama"o del tubo determina el tama"ode la aleta. !ubos peque"os requieren aletas peque"as. ) medida que se aumentael tama"o del tubo puede aumentarse efectivamente el tama"o de la aleta. Elespaciamiento de las aletas var#a desde B %asta B6 aletas por pulgada,dependiendo principalmente de la temperatura de trabajo del serpent#n.

&a acumulacin de escarc%a es inevitable en serpentines usados en enfriamientode aire, trabajando a una temperatura bajo cero.

Debido a que la acumulacin de escarc%a sobre los tubos y aletas restringe el pasode aire entre las aletas y a retardar la circulacin del aire a travs del serpent#n, losevaporadores dise"ados para aplicaciones de baja temperatura KRGMC apro/.Ldeben tener un mayor espaciamiento Kdos a tres aletas por pulgadaL a Qn deminimizar el da"o por la restriccin en la circulacin de aire.Por otra parte, el dise"o de serpentines para aire acondicionado y otrasinstalaciones donde los serpentines trabajan a temperaturas suQcientemente altas,de tal modo que no %ay formacin de escarc%a, podr$n tenerse %asta B6 aletas porpulgada.

Porque se tienen aletas, los serpentines aletados tienen m$s $rea superQcial porunidad de longitud y anc%o que los evaporadores de tubo desnudo y por lo mismopueden construirse en forma m$s compacta. Por lo general, n serpent#n aletadoocupa menos espacio que cualquier otro evaporador, sea de tubo descubierto o deplaca, esto para la igualdad de capacidad trmica. &o anterior proporciona una%orro considerable de espacio lo que %ace que los serpentines aletados seanidealmente apropiados para usarse con ventiladores en unidades de conveccinforzada.

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Despus de que %a perdido calor y se vaporiza en el serpent#n de enfriamiento, elrefrigerante pasa a travs de la l#nea de succin al siguiente componente mayor enel circuito de refrigeracin, el compresor. Esta unidad que tiene dos funcionesprincipales dentro del ciclo, se clasiQca frecuentemente como el corazn delsistema, porque %ace circular el refrigerante a travs del sistema. &as funcionesque realiza son3ecibir o remover el vapor refrigerante desde el evaporador, de tal manera que lapresin y la temperatura deseada de evaporacin se mantengan.

0ncrementar la presin del vapor refrigerante a travs del proceso de compresin ysimult$neamente incrementar la temperatura del refrigerante de tal manera quepueda ceder calor al medio condensante del condensador.

&os compresores son usualmente clasiQcados en tres tipos principales3 alternativos,

rotatorios y centr#fugos. El compresor alternativo se utiliza en la mayor#a de lasaplicaciones domsticas, comerciales peque"as y unidades industriales decondensacin. Este tipo de compresor puede posteriormente clasiQcarse deacuerdo a su construccin, de acuerdo a si es abierto o accesible para el trabajo ocompletamente sellado, de tal manera que no sea posible darle servicio.

&os compresores alternativos var#an en tama"o, desde los que tienen un solocilindro y su correspondiente pistn %asta uno lo suQcientemente grande para tenerB: cilindros y pistones. El cuerpo del compresor puede construirse de una o dospartes de %ierro fundido, acero fundido o en algTn caso de aleaciones de aluminio.&a disposicin de los cilindros puede ser %orizontal, radial o vertical y ellos pueden

estar en l#neas rectas o arregladas en o X.Cuando el compresor diQere en dise"o y construccin, as# tambin lo %acen loscomponentes individuales dentro del compresor. Pero su principal cometidopermanece el mismo U la compresin del vapor refrigerante a una temperatura ypresin alta, de tal manera que su contenido de calor puede reducirse ycondensarse a l#quido para ser usado nuevamente.


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'ormalmente sobre cada pistn se encuentra un juego de v$lvulas de aspiracin osuccin y de descarga alojadas en una placa o plato de v$lvulas las que cumplen lafuncin de %acer comprimir al compresor con el movimiento propio del pistn.

&a Qgura presenta dibujos de un pistn de compresor y las v$lvulas de succin ydescarga en diferentes etapas del ciclo de compresin

&as v$lvulas de succin y descarga de un compresor reciben bastante uso ygolpeteo durante la operacin normal, ya que ellas deben abrir y cerrar cientos deveces cada minuto mientras el compresor est$ en operacin. &as peque"asunidades comerciales tienen v$lvulas de disco de acero de alto grado, o v$lvulas

del tipo compuerta, ambas son m$s silenciosas en operacin, eQcientes, m$ssimples de construccin y son de mayor duracin que las v$lvulas del tipo placa noSe/ibles.

&a operacin de las v$lvulas es muy importante en la eQciencia total del compresor.

+i las v$lvulas de succin no son las apropiadas y permiten que el vaporrefrigerante se escape del cilindro, el pistn no puede bombear todo el vaporcomprimido dentro de la l#nea de gas caliente. +i la v$lvula VgoteaW o no escompletamente %ermtica, el vapor comprimido o parte de l se ir$ a la l#nea desuccin y all# calentar$ el vapor a baja presin y temperatura. +i la v$lvula de

descarga da paso, algo del vapor a alta presin y temperatura en la l#nea dedescarga retornar$ al cilindro en la carrera de descenso del pistn, limitando elvolumen del vapor de succin que penetra al cilindro.

Descripcin de tipos de compresores

Compresor del tipo abierto


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En un compresor del tipo abierto un e/tremo del cige"al se e/tiende a travs de lacarcasa para la cone/in directa al e/terior con el motor, o una correa provista conpolea y accionada por un motor e/terno. Debe tenerse alguna previsin para evitarla fuga de gas y aceite alrededor del cige"al donde se e/tiende a travs de lacarcasa del compresor, para ello es necesario un sello.

n tipo de sello es el que muestra la Qgura. Este usa una prensa de estopa deseccin cil#ndrica y forma parte integral de la caja del eje cige"al donde el ejeemerge, tiene un di$metro algo mayor que el di$metro del eje. +obre la Sec%a secolocan una serie de anillos de empaque, los cuales se insertan dentro de la caja dela prensa estopas, llenando el espacio entre eje y el prensa estopas.

&os empaques permanecen en su lugar por la accin de una tuerca collar#n roscadola cual cuando est$ apretada causa que los anillos empacados presionenQrmemente contra el eje y la carcasa, producindose as# un sellado %ermtico entreambas superQcies.

Por el movimiento propio del eje estos empaque se van desgastando con las %orasde uso, lo que implica que deben ser revisados con frecuencia yo ser cambiados ala primera se"al de fuga de aceite o refrigerante.

Como ya se mencion, los compresores alternativos del tipo abierto necesitanmotores conducidos e/ternamente, los cuales pueden conectarse directamente atravs de acoples directos o mac%ones de acoplamiento, cuando el compresoropere a la misma velocidad de giro del motor de accionamiento. un compresor puede tener un volante sobre el e/tremo del eje del cige"al, elcual gira por medio de una o m$s correas en entre el volante y la correa montadasobre el eje del motor. &a velocidad a la cual el compresor girar$ depende de larelacin de di$metros del volante y la polea del motor.

Compresor %ermtico Compresor abierto


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Compresor %ermtico

El propsito del %ermtico es el mismo que el del compresor abierto, bombear ycomprimir el vapor, diQere en construccin en que el motor est$ sellado en lamisma carcasa del compresor. &a unidad completamente %ermtica tiene ventajade que no %ay eje saliente- por consiguiente no se necesita sello, y no %ayposibilidad de fuga del refrigerante desde el compresor, o de que se introduzca aireen el sistema cuando est$ trabajando en vac#o. n compresor de este tipo tiene lacaracter#stica, en nuestros tiempos actuales, de ser desec%able, ya que sale m$scaro tratar de %acer una reparacin interna que reemplazarlo por uno nuevo.'ormalmente el conjunto de motor y compresor van montados en resortes queamortiguan la vibracin causada por la pulsacin del vapor refrigerante al serbombeado por los pistones.

&a porcin inferior del compresor %ermtico actTa como sumidero de aceite, en unaforma similar al c$rter de un compresor del tipo abierto. Como el aceite circula ylubrica las partes internas que se mueven recoge algo de calor causado por lafriccin de las partes mviles. El aceite transQere algo de este calor a la carcasae/terna del compresor.

&a mayor#a de los compresores %ermticos se construyen de tal manera que elvapor de succin es llevado a travs del embobinado del motor antes de que llegueal cilindro. Esto, por supuesto, ayuda a remover algo de calor de los devanados delmotor y tambin ayuda a evaporar cualquier refrigerante l#quido que pueda %aberentrado al compresor.

Compresor semiR%ermetico

tro tipo de compresor es el que muestra la Qgura. Combina el motor en la mismacarcasa del compresor, pero a diferencia de la unidad %ermtica, este tiposuministra acceso al compresor para reparacin. Esta unidad se conoce comoVcompresor semiR%ermticoW.


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Compresor rotativo

&os compresores rotativos son clasiQcados as# a causa de que ellos operan a travsde la aplicacin de una rotacin, o movimiento circular, en vez de la operacinalternativa descrita anteriormente. n compresor rotativo es una unidad dedesplazamiento positivo, y comTnmente puede usarse para bombear a mayor vac#oque el compresor alternativo.

E/isten tres tipos de compresores rotativos- pistn rodante, aleta rotatoria y lbulo%elicoidal. De estos describiremos slo los m$s utilizados actualmente en losmercados de aire acondicionado y refrigeracin.

&os compresores rotatorios del tipo paleta emplean una serie de paletas o alabeslas cuales est$n equidistantes a travs de la periferia de un rotor ranurado.

El eje del rotor est$ montado e/cntricamente en un cilindro de acero de talmanera que el rotor casi roza con la pared del cilindro en uno de sus lados, estando


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en dic%o punto separados slo por una pel#cula de aceite.

E/actamente en direccin opuesta se tiene se tiene el claro m$/imo entre el rotor yla pared del cilindro. &as tapas o placas e/tremas est$n colocadas en los e/tremosdel cilindro para sellarlo y para soportar al eje del rotor. &as paletas se mueven%acia atr$s y %acia delante radialmente sobre las ranuras del rotor a medida questas siguen el contorno de la pared del cilindro cuando el rotor est$ girando. &aspaletas permanecen Qrmes contra la pared del cilindro por la accin de la fuerzacentr#fuga desarrollada por el rotor al estar ste girando.

En algunos casos, las paletas est$n presionadas por un resorte a Qn de lograr unsello m$s positivo contra la pared del cilindro.

El vapor de la succin es pasado %acia el cilindro a travs de las lumbreras de lasuccin en la pared del cilindro y es atrapado entre las paletas rotatorias. El vapores comprimido por la reduccin de volumen que se tiene como resultado de larotacin las paletas desde el punto de claro m$/imo con el rotor %asta el punto declaro m#nimo con el rotor. El vapor comprimido es descargado a travs de laslumbreras localizadas en la pared del cilindro cerca del punto de claro m#nimo conel rotor.&as lumbreras de descarga est$n localizadas de tal manera que permiten ladescarga del vapor comprimido en el punto deseado durante el proceso decompresin, siendo este punto, punto de dise"o del compresor. &a operacin delcompresor a relaciones de compresin por arriba o abajo del punto de dise"oresulta en prdidas de compresin y en aumento de las necesidades de potencia.&a pr$ctica limita la relacin de compresin a un m$/imo de > a B.

Compresor rotatorio %elicoidal o tornillo

El compresor rotatorio %elicoidal o de tornillo es un compresor de desplazamiento

positivo en el cual la compresin se obtiene por el engranamiento de dos rotoresranurados %elicoidalmente y colocados dentro de una cubierta cil#ndrica equipadacon lumbreras de entrada y de descarga.

El rotor principal, que es el motriz, consiste de una serie de lbulos Kpor lo regular6L a lo largo de la longitud del rotor, el cual se engrana con el rotor impulsadosimilarmente formado por estr#as %elicoidales Kpor lo general :L. ) medida quegiran los rotores, el gas es lanzado %acia la abertura de entrada llen$ndose el


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espacio entre el lbulo del rotor motriz y la estr#a en el rotor impulsado.

) medida que giran los rotores, el gas es movido pasando por la lumbrera desuccin y sellando el espacio entre los lbulos. El gas as# atrapado entre los lbuloses movido a/ial y radialmente y es comprimido por a reduccin directa de volumena medida que el engranamiento de los lbulos del compresor reduceprogresivamente el espacio ocupado por el gas.

ContinTa la compresin del gas %asta que el espacio entre los lbulos se comunicacon las lumbreras de descarga en el cilindro y el gas comprimido sale del cilindro atravs de dic%as lumbreras, tal como lo muestra la siguiente Qgura.

na de las caracter#sticas m$s importantes del compresor a tornillo es su control de

capacidad la cual es variable en valor inQnito entre el BGG y BG. Esto reduce elconsumo de corriente del motor tornando su operacin econmica para cualquiertipo de instalacin.n sistema de lubricacin de alta complejidad y e/actitud es necesario para estetipo de compresor, ya que el aceite no slo provee de lubricacin a las partesmviles sino que tambin de fuerza %idr$ulica para los sistemas de control decapacidad y relacin de volumen.

Compresor centrifugo

El compresor centr#fugo consiste esencialmente de uno o una serie de ruedasimpulsoras montadas en un eje de acero, contenidas dentro de una carcasa de%ierra vaciado.


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El nTmero de ruedas impulsoras depende bastante de la magnitud de la cargatermodin$mica que el compresor deba desarrollar durante el proceso de

compresin. Es comTn tener de dos, tres y cuatro ruedas Kpasos de compresinL. Elm$/imo de ruedas impulsoras suelen ser B.

&a rueda impulsora consiste de dos discos, un disco con maza y otro disco colocadoencima del primero, el cual tiene cierto nTmero de alabes o paletas las que est$nmontadas radialmente. Para resistir los efectos de la corrosin y la erosin, losalabes de los impulsores se construyen de acero ino/idable o de acero de altocarbono con una cubierta de plomo.

&os principios de operacin de un compresor centr#fugo son similares a los de losventiladores o bombas de agua centr#fugas. El vapor a baja presin y baja velocidad

proveniente de la tuber#a de succin es pasado por la cavidad interna u VojoW de larueda impulsora a lo largo de la direccin del eje del rotor.

Entrando a la rueda del impulsor el vapor es forzado radialmente %acia afuera entrelos alabes del impulsor por la accin de la fuerza centr#fuga desarrollada en lasalida de las alabes %acia la carcasa el compresor a alta velocidad %abiendoadquirido el vapor un aumento de temperatura y presin.El vapor de alta presin y temperatura es descargado de la periferia de la rueda yes colectado en conductos o pasadizos especialmente dise"ados en el cuerpo delcompresor, en los cuales se reduce la velocidad del vapor y dirigen a ste %acia laentrada del siguiente impulsor, o en el caso del Tltimo paso, lo descargan a una

c$mara, desde donde el vapor pasa a la tuber#a de la descarga y luego alcondensador.

&ubricacin de compresores

&os mtodos de lubricacin de un compresor var#an con el tipo y tama"o delmismo, as# como tambin del fabricante del compresor. +in embargo, para casi


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todos los casos, los mtodos de lubricacin pueden agruparse en dos tiposgenerales3 salpique y alimentacin forzada.

El mtodo de lubricacin por salpique, la caja del cige"al o carter actTan comobomba de sumidero y es llenada %asta el nivel de las bancadas o soporte de eje.Con cada vuelta del cige"al, la biela y el cige"al se sumergen en el aceite,%aciendo que el aceite sea salpicado %asta las paredes del cilindro, bancadas yotras superQcies en movimiento.

4eneralmente se tienen cavidades peque"as localizadas en cada e/tremo de lacarcasa del carter inmediatamente sobre los soportes de eje o bancadas. Estascavidades colectan aceite el cual baja por gravedad %asta las c%umacerasprincipales y sellos del eje. En algunos casos, las bielas tienen ranuras para %acerllegar por el mismo aceite a las bancadas o c%umaceras de los pernos de lasarticulaciones. !ambin en algunas bielas se tiene en las mismas salientes ocuc%arones para aumentar el efecto de la salpicadura y N o para ayudar a forzar alaceite a que pase a travs de los conductos practicados en la biela.

Con el mtodo de lubricacin por alimentacin forzada, el aceite es forzado a pasara travs de los tubos de aceite y No a los conductos practicados al eje cige"al ybielas para %acerlo llegar a las diferentes partes mviles.

Despus de realizar su funcin lubricadora, el aceite cae por gravedad al sumiderolocalizado en el c$rter del compresor. El aceite circula bajo presin desarrollada poruna bomba peque"a de aceite localizada en el c$rter, generalmente unidas porengranes, cadenas o directas al eje, debido a que casi todas las bombas de aceiteson autom$ticamente reversibles. +in embargo, esto no es cierto para todos loscompresores. Cuando la rotacin de la bomba es cr#tica, por lo general, se indicacon una Sec%a la direccin de giro apropiada, esta Sec%a est$ marcada sobre lacarcasa del compresor.C'DE'+)DE+

El componente mayor en el sistema mayor de refrigeracin, que sigue a la etapa decompresin, es el condensador. *$sicamente, el condensador es otra unidad de


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intercambio de calor en el cual el calor e/tra#do por el refrigerante en elevaporador, y tambin el a"adido 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 yeste sobrecalentamiento se retira en la l#nea de descarga y la primera porcin delcondensador. Como la temperatura del refrigerante es bajada a su punto desaturacin, el vapor se condensa en l#quido para continuar el ciclo.

&os condensadores pueden ser enfriados por aire, agua o por evaporacin. &osrefrigeradores domsticos generalmente tienen un condensador enfriado por aire,el cual depende del Sujo de gravedad del aire que circula a travs de l. trasunidades enfriadas por aire usan ventiladores para secar o e/traer grandesvolTmenes de aire a travs de los serpentines del condensador.

Condensador enfriado por aire

El condensador enfriado por aire, depende de un suministro relativamente ampliode Vaire frescoW para que, con el Qn de tener transferencia de calor del refrigeranteen condensador al enfriarse, el aire deba estar a una temperatura a lo menos BFMCmas baja que la del refrigerante. Con esta diferencia de temperatura, e/iste unintercambio de calor satisfactorio entre el refrigerante y el aire, con lo que el que elrefrigerante comienza a ceder calor latente y el consecuente cambio de fase Kvapora l#quidoL.

&a ubicacin del condensador es muy importante para mantener una alimentacinde aire fresco constante. n ejemplo de esto es la Qgura anterior en don se muestraun condensador remoto. Estos normalmente tienen aletas ampliamente espaciadaspara evitar estancamiento de aire producto de la VapilacinW de mugre y part#culasque normalmente bloquean la libre circulacin de aire.

&os condensadores pueden estar cerca o lejos del compresor. Cuando elcondensador est$ muy cerca del condensador y est$ montado en una base comTncon el compresor esto obtiene el nombre de Vunidad condensadoraW tal comomuestra la siguiente Qgura.

&a importancia que la unidad condensadora obtenga aire fresco, radica que si esta


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se encontrara en un lugar cerrado y sin renovacin de aire, el calor producido por elcompresor, el ventilador y el mismo calor irradiado por el condensador comienza aacumularse. Como resultado, la unidad trabajar$ a una mayor temperatura ypresin de condensacin y descarga con la consecuencia de prdida de eQciencia yproblemas de condensacin.

)lgunos condensadores remotos enfriados por aire, equipados con ventiladoresmTltiples, tienen controles para el ciclaje de uno o m$s ventiladores durante elperiodo de temperaturas de ambiente altas y bajas. El Sujo de aire controlado atravs del condensador permite mantener estable la temperatura y presin en elcondensador y con esto %acer m$s eQcaz el funcionamiento del sistema.

Condensador enfriado por agua

Condensadores enfriados por agua permiten temperaturas y presiones decondensacin bajas, tambin suministran mejor control de los topes de presin de

las unidades de operacin. +e clasiQcan en3 carcasa y tubo, carcasa y serpent#n yde doble tubo o de tubo en tubo.

El condensador enfriado por agua de carcasa y tubo consiste en una carcasa deacero, cil#ndrica, que contiene varios tubos de cobre paralelos dentro de la carcasa.El agua se bombea a travs de los tubos por medio de las cone/iones e/terior einterior en las placas de tubo.El vapor refrigerante caliente entra a la carcasa en la parte superior delcondensador entrando en contacto con los tubos de cobre por donde circula elagua. El refrigerante a alta temperatura comienza entonces a ceder calor al agua ycomienza su proceso de cambio de fase.


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+erpent#n interno del condensador

&as placas de los e/tremos son atornilladas a la carcasa del condensador para f$cilremocin y permitir la limpieza de los tubos de agua de minerales que puedandepositarse sobre el interior de los tubos causando restriccin del Sujo de agua,una reduccin en la razn de transferencia de calor, o ambas.

+i en vez de un nTmero de tubos dentro de la carcasa del condensador %ay uno om$s serpentines continuos a travs de los cuales el agua Suye para remover calordel vapor refrigerante, se clasiQca como un condensador de carcasa y serpent#n.

Carcaza de condensadorCondensador evaporativo

&os Condensadores de Evaporacin se utiliza frecuentemente cuando se deseantemperaturas de condensacin inferiores a las que pueden obtenerse concondensadores enfriados por aire y en donde el suministro de agua no es adecuadopar a una intensa utilizacin.

El vapor de refrigerante caliente Suye a travs de tuber#as dentro de una c$maracon rociadores de agua en donde es enfriado mediante la evaporacin del agua que

entra en contacto con los tubos de refrigerante. El agua que se e/pone al Sujo delaire en una c$mara con rociadores se evaporar$ r$pidamente.

El calor latente requerido para el proceso de evaporacin se obtiene mediante unareduccin en el calor sensible y, por consiguiente, mediante una reduccin de latemperatura del agua. na c$mara de evaporacin con rociador puede reducirtemperatura del agua a un punto que se apro/ima a la temperatura del bulbo%Tmedo del aire.


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&a temperatura del bulbo %Tmedo es un trmino utilizado en el acondicionamientode aire para describir la m#nima temperatura que puede obtenerse mediante elproceso de evaporacin.

El trmino temperatura del bulbo, e/puesto a la temperatura ambiente, indica elbulbo seco o la temperatura ambiente, mientras que si una mec%a %umedecida conagua se coloca en torno del bulbo de mercurio y se e/pone aun r$pido movimientode aire, la temperatura indicada por el termmetro ser$ la temperatura del bulbo%Tmedo. &a diferencia entre la lectura de bulbo seco y %Tmedo son determinadapor la evaporacin de la superQcie %Tmeda de la mec%a y esta es proporcional alcontenido de %umedad o presin del vapor contenido en el aire. &a temperatura delbulbo %Tmedo es siempre inferior que la temperatura del bulbo seco y, para unbulbo seco dado, entre el menor sea el contenido de %umedad del aire, menor ser$la temperatura a del bulbo %Tmedo.

Puesto que el enfriamiento se realiza mediante la evaporacin de agua, el consumode aguas es Tnicamente una fraccin de la que se utiliza en sistemas deenfriamiento en los que el agua despus de utilizarse se descarga a un drenaje.

&os condensadores evaporativos son por consiguiente, muy utilizados en regionesdel mundo que son $ridas y calientes.

D0+P+0!0+ DE EIP)'+09'

n componente fundamental e indispensable de cualquier sistema de refrigeracines el control de Sujo o dispositivo de e/pansin. +us principales propsitos son3

Permitir el Sujo de refrigerante al evaporador a la razn necesaria pararemover el calor de la carga. (antener el diferencial de presin apropiadoentre los lados de alta y baja en el sistema de refrigeracin.

&os cinco tipos principales de dispositivos de e/pansin son3

$lvula de e/pansin autom$tica. $lvula de e/pansin termost$tica. !ubo capilar.8lotador de baja. 8lotador de alta.

E/iste tambin un dispositivo de e/pansin manual, que obviamente, no es


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apropiada para el funcionamiento autom$tico de sistemas de refrigeracin de bajacapacidad, pero si son muy utilizadas en la refrigeracin industrial.

) continuacin analizaremos slo dos dispositivos de e/pansin como elementosb$sicos para la refrigeracindomstica y comercial.

$lvula de e/pansin termost$tica

Debido a su alta eQciencia y a lo f$cil de adaptarse a cualquier tipo de aplicacionesde refrigeracin, la v$lvula de e/pansin termost$tica, es probablemente la quem$s se usa en la actualidad para el control del Sujo de refrigerante. +u %abilidadpara proporcionar un amplio y efectivo uso de la superQcie de

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