FUNDAMENTOS DE REFRIGERACIONPresentado porIng. ngel Ramrez A.

REFRIGERACION MECANICALa transferencia de calor se realiza mediante un fluido refrigerante que cambia de estado, de lquido a vapor, a una temperatura de ebullicin muy baja y con una entalpa o calor latente de vaporizacin alto.

Una vez que el refrigerante est en estado de vapor se comprime mecnicamente (aumentando su presin) de forma que vuelve al estado lquido y vuelve a utilizarse cclicamente, y se establece as un ciclo termodinmico.

El sistema de refrigeracin se denomina entonces como sistema de compresin de vapor.

REFRIGERACION MECANICA

REFRIGERACION MECANICA

REFRIGERACION MECANICA

CICLO BASICO DE REFRIGERACION MECANICAEl ciclo bsico de refrigeracin consta de 4 puntos que son:

EVAPORACINCOMPRESIONCONDENSACIONCONTROL Y EXPANCIN

CICLO BASICO DE REFRIGERACION MECANICAEVAPORACION En la etapa de evaporacin el refrigerante absorbe el calor del especio que lo rodea y por consiguiente lo enfra.

Esta etapa tiene lugar en un componente denominado evaporador, el cual es llamado as debido de que en el refrigerante se evapora cambia de liquido a vapor.

CICLO BASICO DE REFRIGERACION MECANICACOMPRESION Despus de evaporarse el refrigerante sale del evaporador en forma de vapor a baja presin, pasa al compresor en donde se comprime incrementando su presin.

Este aumento de presin es necesario para que el gas refrigerante cambie fcilmente a liquido y lo bombea asa la etapa de condensacin.

CICLO BASICO DE REFRIGERACION MECANICACONDENSACION La etapa de condensacin del ciclo se efecta en una unidad llamada condensador que se encuentra localizado en el exterior del espacio refrigerado.

Aqu el gas refrigerante a alta presin y alta temperatura, rechaza calor hasa el medio ambiente (es enfriado por una corriente de agua o de aire), cambiando de gas a liquido fro a una alta presin.

CICLO BASICO DE REFRIGERACION MECANICACONTROL Y EXPANSIN Esta etapa es desarrollada por un mecanismo de control de flujo, este dispositivo retiene el flujo y expansiona al refrigerante para facilitar su evaporacin posterior.

Despus de que el refrigerante deja el control del flujo se dirige al evaporador para absorber calor y comenzar un nuevo ciclo.

REFRIGERACION MECANICA COMPONENTES PRINCIPALES

COMPRESOREVAPORADORCONDENSADOR / RECIPIENTEELEMENTO DE MEDICIONTUBO CAPILARVALVULA DE EXPANSIN

REFRIGERACION MECANICA

EL COMPRESOR

EL COMPRESOREsta unidad es el corazn del sistema porque hace circular el refrigerante a travs del sistema. Cumple dos funciones que son:

Recibir o remover el vapor refrigerante desde el evaporador, de tal manera que la presin y la temperatura deseada de evaporacin se mantengan.

Incrementar la presin del vapor refrigerante a travs del proceso de compresin y simultneamente incrementar la temperatura del refrigerante de tal manera que pueda ceder calor al medio condensante del condensador.

EL COMPRESOR

TIPOS DE COMPRESORES

COMPRESORES ABIERTOSSe los denomina abiertos porque el motor y el compresor son separados, montados por medio de un acople o matrimonio mecnico.

La desventaja fundamental radica en que los sellos utilizados en el eje del elemento motriz tienden a fallar, permitiendo fugas de refrigerante.

COMPRESORES SEMIHERMETICOSEl compresor es accionado directamente con un motor elctrico acoplado al cigeal del compresor, con todas sus partes tanto el motor como el compresor, hermticamente sellados en el interior de una cubierta comn.Se los sellos entre motor y compresor. Pero tienen compartimientos de acceso al interior del equipo

COMPRESORES HERMETICOSAl igual que los semihermticos, este compresor, el motor se encuentra directamente montado al cigeal del compresor dentro de una carcasa metlica hermticamente sellada con soldadura.En este tipo de compresores no se puede realizar reparaciones, y no tiene lnea de repuestos.

COMPRESORES HERMETICOS

INTERCAMBIO DE CALORUn intercambiador se lo puede describir como un equipo en el que dos corrientes a diferentes temperaturas fluyen sin mezclarse con el objeto de enfriar una de ellas o calentar la otra, o ambas cosas a la vez Son parte esencial de los dispositivos de refrigeracin, acondicionamiento de aire, produccin de energa y procesamientos qumicos.

AREA DE TRANSFERENCIATanto los condensadores como los evaporadores, estn diseados para transferir el calor en reas de transferencia de diverso diseo, tales como:

TUBOS LIZOSLos equipos de transferencia de calor de tubo descubierto se construyen por lo general en tuberasdecobre o de acero. El tubo de acero se utiliza en grandes evaporadores y condensadores cuando el refrigerante utilizado es amonaco.Para pequeos evaporadores y condensadores se utiliza cobre.

SUPERFICIE DE TRASFERENCIA DE PLACASSon placas acanaladas asimtricas las cuales son hermticamente soldadas una contra la otra de tal manera que el gas refrigerante pueda fluir por entre ellas.

Otro tipo de superficie corresponde a una tubera doblada en serpentn instalada entre dos placas metlicas soldadas por sus orillas.

Las dos tipos superficies suelen ir recubiertas con pintura epxica, son ampliamente usados en refrigeradores y congeladores debido a su fcil limpieza y fabricacin.

SUPERFICIE CON TUBOS ALETADOSLostubosaleteados son serpentines de tubo descubierto sobre los cuales se colocan placas metlicas o aletas y son utilizados en la refrigeracin industrial y en equipos de aire acondicionado. Las aletas sirven como superficie secundaria absorbedora decalore incrementa el rea superficial externa del intercambiador de calor, mejorando la eficiencia para enfriar los fluidos: aire, gases y lquidos

LOS TUBOS ALETADOSPorqu se usa tubos aletados?Incrementa la superficie exterior del tubo.Maximiza la trasferencia de calor.Reduce el numero de Tubos.Reduce el numero de costo del equipo.

EL CONDENSADOREl condensador es bsicamente un intercambiador de calor en donde el calor absorbido por el refrigerante durante el proceso de evaporacin mas el calor aadido por el trabajo mecnico del compresor, es cedido al medio de condensacin.

TIPOS de CONDENSADORESENFRIADOS POR AIRECIRCULACION NATURAL CIRCULACION FORSADA ENFRIADOS POR AGUACIRCULACION NATURAL CIRCULACION FORSADA EVAPORATIVO

CONDENSADORES ENFRIADOS POR AIRECIRCULACION NATURALCIRCULACION FORZADA

CONDENSADORES ENFRIADOS POR AGUALos condensadores por agua son depsitos que aseguran el enfriamiento, la condensacin y el almacenaje del refrigerante en los sistemas de refrigeracin, por la circulacin del agua dentro del condensador.

Permiten almacenar el refrigerante lquido, para compensar las variaciones de volumen generadas por el funcionamIento de las vlvulas de expansin.

CONDENSADORE EVAPORATIVOConsiste en una torre con sistema de aire a contracorriente, mas un condensador de serpentn de tubos lisos. Este es mojado por el agua que cae de los pulverizadores y se evapora. El aire que circula a contracorriente lleva el vapor de agua que se evapora en el serpentn, as, conseguimos que el refrigerante que circula por l se condense.El condensador est provisto de un sistema para recircular el agua desde la bandeja hacia los pulverizadores. Tambin tiene un separador de gotas de alto rendimiento evitando as la salida de gotas de agua suspendidas en el aire.

CONDENSADORESLa capacidad del condensador est determinada por los factores que rigen la transferencia de calor.Superficie del condensador.Diferencia de temperatura entre el medio enfriador y el gas refrigerante.Velocidad del gas refrigerante en el interior.Volumen de flujo del medio enfriante a travs del condensador.Tipo de material del condensador.Limpieza de la superficie de transferencia.

CALOR ELIMINADO EN LOS CONDENSADORESEl calor total rechazado en el condensador incluye: El calor absorbido en el evaporador como La energa equivalente al trabajo de compresin. Cualquier calor absorbido por el vapor de succin desde el aire de los alrededores tambin forma parte da la carga trmica del condensador. Tambin depende de la relacin de compresin, la cantidad de calor rechazado en el condensador vara con las condiciones de operacin del sistema.

EVAPORADORESEl equipo donde se produce la ebullicin del refrigerante producto de la absorcin de calor desde el foco fro recibe el nombre de evaporador. Aunque lo que se produce es una ebullicin y no una evaporacin, universalmente se acepta la denominacin de evaporador para designar al equipo donde ocurre este proceso.

EVAPORADORESSe conoce porevaporadoralintercambiador de calordonde se produce la transferencia deenerga trmicadesde un medio a ser enfriado hacia el fluidorefrigerante que circula en el interior del dispositivo. Su nombre proviene delcambio de estadosufrido por el refrigerante al recibir esta energa, luego de una brusca expansin que reduce sutemperatura. Durante el proceso deevaporacin, el fluido pasa del estado lquido algaseoso.

EVAPORADORESDebido a la cantidad y variedad de requisitos que deben cumplir estos equipos en funcin de sus diversas aplicaciones, ellos son fabricados en una amplia gama de tipos, formas, dimensiones y diseos, pudiendo clasificarse segn el medio refrigerado, el principio de operacin, las caractersticas de la superficie de transferencia y segn la forma de circulacin del fluido a enfriar.

EVAPORADORESLa capacidad de refrigeracin de un evaporador est dada por la razn a la cual se trasmite el calor a travs de sus paredes, proveniente del espacio o producto refrigerado al refrigerante lquido que circula por su interior, el cual se vaporiza. Esta capacidad est determinada por los factores que gobiernan la transferencia de calor a travs de cualquier superficie, esto es, el coeficiente de transferencia de calor, el rea de transferencia y la diferencia de temperaturas.

VALVULA DE EXPANSIN TERMOSTICALos dispositivos de expansin tienen una doble funcin, la de reducir la presin del lquido refrigerante y la de regular el paso de refrigerante a travs del evaporador.

VALVULA DE EXPANSIN TERMOSTICAEntre estos dispositivos se encuentran el tubo capilar, la vlvula de expansin manual, la vlvula de flotador y la vlvula termosttica.La localizacin de estos dispositivos as como sus accesorios resultan de especial importancia ya que de ello depender su adecuado funcionamiento.

CARGA TERMICALa carga trmica o carga de refrigeracin constituye un clculo importante en los sistemas de refrigeracin. Esta carga es el calor que debe ser removido desde el foco fro, a travs del evaporador, para que en l se mantenga la temperatura requerida.

Las fuentes que contribuyen a la carga trmica son:

CARGA TERMICACarga por transferencia de calor a travs de estructuras: comprende las cargas trmicas debido al calor que se transfiere desde el exterior a travs de paredes, techo y pisos de las cmaras.

CARGA TERMICACarga por apertura de puertas: esta carga trmica es consecuencia de la apertura de las puertas, lo que provoca que el aire exterior penetre a la cmara.

CARGA TERMICACarga por ventilacin: se refiere a la carga trmica debida a la ventilacin controlada de los productos. El almacenaje refrigerado de frutas y vegetales frescos requiere de esta ventilacin para garantizar que la composicin de la atmsfera del almacn no se afecte por la propia actividad metablica de estos productos.

CARGA TERMICACarga de los productos: se incluyen las cargas originadas al llevar el producto, los envases y embalajes y los medios de sustentacin empleados en las cmaras, a la temperatura de conservacin; en el caso de la refrigeracin de frutas y vegetales esta carga debe contemplar adems el calor de respiracin.

CARGA TERMICACarga por equipos elctricos: incluye las cargas por la iluminacin as como por motores en funcionamiento dentro de la cmara, bsicamente referidos a los de los evaporadores con movimiento forzado del aire

CARGA TERMICACarga por el personal: se encuentra referida al calor que aportan las personas que penetren en la cmara, resultando dependiente de la temperatura en esta y de la actividad que se realiza

REFRIGERACION COMERCIAL

REFRIGERACION INDUSTRIAL

REFRIGERACION INDUSTRIAL

REFRIGERACION INDUSTRIAL

TRANSPORTE REFRIGERADO

ACONDICIONAMIENTO DE AIRE

ACONDICIONAMIENTO DE AIRE

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