Módulo 1 1-22

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Refrigeration andAir Conditioning

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Fundamentos de Refrigeracin

Material Educacional Bsico

Mdulo 1

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Refrigeracin: Porqu?

En orden a proteger los alimentos de la

accin de:

Microorganismos

Bacterias

Decomposicin qumica

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Systema de Refrigeracin :

necesidad

Refrigeracin

inhibe

crecimiento de

micro-organismos

reduce

descomposicin

de la comida

Bacterial growth

0,1

1

10

100

1000

10000

100000

1000000

0 10 20 30 40Time in h

Count

30C

25C

20C

18C

15C

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Fundamentos de Refrigeracin

Enfriamiento evaporativo

Refrigerantes

Diagrama de Mollier

Sistema de refrigeracin

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Inicio de la refrigeracin (natural)

Egipto >1000 AC Agua para beber

Recipiente ceramico

poroso

El agua alcanza lasuperficie

Sobre el techo de las

casas en la noche

El aire seco toma vapor deagua

evaporacin sobre la

superficie

Algunas veces capas de

hielo

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Enfriamiento evaporativo: natural

Cuerpo humano

sudor en la piel

Temperatura por

debajo de la delambiente

Plantas

evapora 10 vecessu necesidad

Mantiene estable el

ambiente

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Enfriamiento evaporativo:

ciclo o proceso

Evaporacin

Por fuera del recipiente

Parte del lquido se pierde (evapora)

Transporte del calor

Alto calor de evaporacin

Buen contacto trmico

Efectivo enfriamiento

Cmo funciona el proceso continuo?

?

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Enfriamiento evaporativo: Ebullicin

Temperature plateau

calor de evaporacin

presin constante = temperatura constante

0

50

100

150

200

Heating time

Temperatu

reinC

liquid 2 phase vapour

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Refrigerants: normal boiling points

Refrigerant Normal boiling Remarks

R 718 +100 C Water

R 600a -11.7 C Iso-Butane

R 717 -33.3 C Ammonia

R 290 -42.1 C Propane

R 11 +23.8 C CFC

R 12 -29.8 C CFC

R 13 -81.4 C CFC

R 22 -40.8 C HCFC

R 500 -33.5 C CFC, azeotrop

R 502 -45.4 C CFC, azeotrop

R 134a -26.1 C HFC

R 125 -48.6 C HFC

R 32 -51.8 C HFC

R 404A -45.8 / -46.6 C HFC, blend

R 407C -36.7 / -43.8 C HFC, blend

R 410A -51.5 / -51.6 C HFC, blend

R 507 -47.1 C HFC, azeotrop

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Refrigerantes: punto de ebullicin

Presin de vapor de agua

diferentes puntos de ebullicin

+89 C

a 675 mbar

3000 m arriba del nivel del mar

Presin de vapor de agua

Puntos normales de ebullicin +100 C

at 1013 mbar

Presin al nivel del mar

3000 m89C

100CSea level

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Refrigerantes: presiones de vapor

0

5

10

15

20

25

Temperature in C

Vapourpressu

rein

bar

R12

R134a

R600a

R290

R404A

R407C

R410A

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Puntos de ebullicin del agua

Heat

Enthalpy

Temperature

1 bar100 C

Liquid

+ Vapour

Liquid Vapour

0.47 bar80 C

2 bar120 C

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Refrigerantes: diagrama de fase

Liquid Liquid + Vapour Vapour

0.47 bar = 80C

Q

P

ressure 6.2 bar = 160 C

1 bar = 100 C

2 bar = 120 C

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Refrigerantes: diagrama de trabajo

Diagrama de Mollier o diagrama P vs. H

presin ( p )

temperatura ( t ) entalpa ( h o I )

contenido especfico de energa

Calor de evaporacin

otros valores entropia, volumen especfico

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Diagrama de Mollier

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Diagrama de Mollier: proceso

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Sistema de Refrigeracin: principios

Mquina de refrigeracin

Remueve calor de la

fuente (ej. nevera)

transporta calor al

sumidero (ej. ambiente)

Eleva la temperatura

of calor

Necesita potencia de

entrada para transportarlo

sumidero / ambiente

fuente / nevera

RM

Q.

Q.

P

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Sistema de Refrigeracin: flujo de

calor

Refrigerador debe

mantenerse a +5 C

Flujo natural de calor:

de tibio a fro

ambiente a nevera

nevera a evaporador

condensador al ambiente

Mquina de refrigeracin

bombas de calor

evaporador a condensador

-25

0

25

50

am

bient

fridge

evapo

rator

conde

nser

am

bient

TemperatureinC

natural heat flowRM

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Sistema de refrigeracin :

ciclo bsico

Evaporador ( 1 ) low temperature

low pressure

Condensador ( 2 )

high temperature

high pressure

Mecanismo de expansin ( 3 )

acelerador mantiene el diferencial de presin

Compresor ( 4 )

bombea el refrigerante

1

43

2Q.

Q

.

P

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Sistema bsico de refrigeracin

Compresor

Condensador Evaporador

Mecanismo de expansin

Lado de BAJA presinLado de ALTA presin

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Sistema bsico de refrigeracin

Compresor

Evaporador

Condensador

Mecanismo de

expansin (vlvula)

Incrementa la presin

Remueve calor

Hacia el exterior

Enfra aire / Agua

Controla presin

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Ciclo de refrigeracin

Entalpa

Compresor

CondensadorRecibidor

Presin

Evaporador

Mecanismo

de expansin

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