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Práctica Nº1: Ciclo de Refrigeración y Congelación ESIA-2015

PRACTICA Nº1

IDENTIFICACIÓN DEL CICLO DE REFRIGERACIÓN Y CONGELACIÓN

I. INTRODUCCIÓN

La Refrigeración es una técnica que se ha desarrollado con el transcurso del tiempo y el avance de la civilización; como resultado de las necesidades que la misma sociedad presenta a medida que avanza la tecnología y la invención en diferentes campos, contribuyendo a elevar el nivel de vida de las personas. La base sobre la que se fabrican nuevas sustancias y materiales la suministra la ciencia, siendo un tema muy interesante la selección de los refrigerantes.

Las aplicaciones de la Refrigeración son muy numerosas, siendo una de las más comunes la conservación de alimentos, acondicionamiento ambiental, enfriamiento de equipos y últimamente en los desarrollos tecnológicos de avanzada en el área de los ordenadores.

La diversidad de equipos empleados para refrigeración y acondicionamiento de aire es muy grande, y su funcionamiento se ajusta, en términos generales, a ciertos procesos termodinámicos tales como: evaporación, compresión, condensación y expansión. Cada sistema tiene sus características particulares. Cada tipo de compresor opera según distintos mecanismos de compresión (alternativos, rotativos, helicoidales, entre otros). Cada dispositivo de control está diseñado para mantener algún parámetro de funcionamiento de un equipo entre determinados límites, principalmente: temperaturas, presiones, acumulación de hielo, entre otros fenómenos que se desea controlar. Algunos sistemas logran eliminar el uso de compresores valiéndose de procesos de absorción, pero a su vez requieren de fuentes externas directa e indirecta, como por ejemplo: energía eléctrica, gas natural, vapor de agua o calor residual. Así pues, la selección de sistemas de Refrigeración, dependen en gran medida de cuanta carga térmica se desea extraer, del tipo de instalación que se requiere y del costo tanto inicial como de mantenimiento.

Universidad Nacional Jorge Basadre Grohmann 1


A continuación se presentarán conceptos básicos y los aspectos más destacados de los diferentes sistemas de Refrigeración, los cuales se comparan con el sistema de refrigeración de la escuela profesional de ingeniería en industrias alimentarias de la UNJBG.

II. OBJETIVOS

Reforzar los estudios teóricos sobre los ciclos de refrigeración y congelación, así como sus principales componentes.

Reconocer los conceptos termodinámicos básicos que sustentan el uso del frío en la industria alimentaria.

Diferenciar los componentes que definen un sistema refrigerante.

Recordar los conceptos que enmarcan al fenómeno de la congelación y refrigeración en los alimentos.

III. FUNDAMENTO TEÓRICO

III.1. REFRIGERACIÓN Y CONGELACIÓN

Un ciclo de refrigeración es un ciclo invertido de una máquina térmica. El calor se transfiere desde un nivel de temperatura baja hacia uno más alto, por lo que se requiere una fuente de energía externa.

El ciclo de Carnot consiste de dos etapas isotérmicas en las que se absorben calor a baja temperatura y se disipa calor a mayor temperatura. El ciclo requiere la adición de trabajo neto al sistema.

1.- Funciones del sistema mecánico del ciclo invertido de Carnot. (Ciclo ideal de refrigeración por compresión de vapor).

1-2 Compresión isentrópica en un compresor2-3 Rechazo de calor a presión constante en un condensador3-4 Estrangulamiento en un dispositivo de expansión.



4-1 Absorción de calor a presión constante en un evaporado

Descripción del ciclo:

El refrigerante entra al compresor como vapor saturado y se comprime isentrópicamente hasta la presión del condensador. La temperatura del refrigerante aumenta durante el proceso de compresión isentrópica, hasta un valor superior a la temperatura del medio circundante. Después, el refrigerante entra en el condensador como vapor sabrecalentado y sale como líquido saturado debido al resultado del rechazo de calor hacia los alrededores. La temperatura del refrigerante en este estado se mantendrá por arriba de la temperatura de los alrededores. El refrigerante líquido saturado se estrangula hasta la presión del evaporador al pasarlo por una válvula de expansión. La temperatura del refrigerante desciende por debajo de la temperatura del espacio refrigerado durante este proceso. El refrigerante entra al evaporador como un vapor húmedo de baja calidad, y se evapora por completo absorbiendo calor del espacio refrigerado. El refrigerante sale del evaporador como vapor saturado y vuelve a entrar al compresor, completando el ciclo.

2.- Características de los diferentes tipos de sistemas:

a) Isotérmico: La temperatura permanece constanteb) Isobárico: La presión se mantiene constantec) Isocórico: El volumen específico se mantiene constanted) Isentrópico (isentalpico): La entalpía permanece constante



e) Adiabático: El sistema no intercambia calor con su entorno

3.- ¿Qué es un refrigerante?

Es un producto químico, líquido o gas, que se puede licuar con facilidad y se utiliza como medio transmisor de calor entre otros dos en una máquina térmica. Sus características son las siguientes

Su punto de congelación debe ser inferior a cualquier temperatura que existe en el sistema.

Su calor específico debe ser lo más alto posible para que una pequeña cantidad de líquido absorba una gran cantidad de calor.

Su volumen específico debe de ser lo más bajo posible para evitar grandes tamaños en las líneas de aspiración y compresión

Densidad debe ser elevadas para usar líneas de líquidos pequeñas.

La temperatura de condensación, a la presión máxima de trabajo debe serla menor posible.

La temperatura de ebullición, relativamente baja a presiones cercanas a la atmosférica.

Su Punto crítico lo más elevado posible. No deben ser líquidos inflamables, corrosivos ni tóxicos. Dado que deben interaccionar con el lubricante del

compresor, deben ser miscibles en fase líquida y no nociva con el aceite.

4.- ¿Cuáles son los refrigerantes más utilizados en la industria de los alimentos?

Amoniaco anhidro, cloruro de metilo, otros hidrocarburos alifáticos halogenados

III.2. INSTALACIONES TIPO

Una instalación está formada por componentes, mecánicos y eléctricos que se disponen de una determinada manera en un dispositivo, atendiendo a las necesidades del mismo, aplicando la metodología del dimensionado de todos sus componentes a



través del cálculo y selección de los mismos. De ahí que instalaciones tipo existen tantas como soluciones a los problemas planteados por los campos industriales que abarca la refrigeración industrial.

III.2.1. Sistemas de refrigeración por dimensionado de sus componentes

Los sistemas de refrigeración por dimensionado de sus elementos son exclusivos, requieren un estudio de todos sus componentes, con el fin de asegurar la selección de elementos equilibrados para cumplir con los objetivos deseados.

A menudo tienen condiciones de diseño que abarcan un amplio margen de temperaturas de evaporación y de condensación, como por ejemplo, una cámara de oreo de carne vacuno, que exige una alta humedad relativa en un margen de temperaturas de –2° C a –1° C.

III.3. CLASIFICACIÓN

Las máquinas frigoríficas se pueden clasificar:

III.3.1. Según el sistema utilizado para la recogida de vapores

Máquinas de adsorción, en las que los vapores son captados mediante un absorbente sólido.

Máquinas de absorción, en las que los vapores que se forman añadiendo calor al sistema, son absorbidos y recuperados mediante un absorbente líquido.

Máquinas de compresión, en las que los vapores son aspirados y comprimidos mediante un compresor y licuados en un condensador; los compresores pueden ser de émbolo o rotativos, con o sin refrigeración intermedia. Los equipos frigoríficos a base de compresores de émbolos y funcionamiento automático, son los que se utilizan casi exclusivamente en los frigoríficos industriales.

Máquinas de eyección, en las que los vapores son arrastrados por el efecto Venturi que genera el paso de otro fluido a gran velocidad.



III.3.2. Según temperatura de trabajo

Las temperaturas de trabajo de los distintos sistemas de refrigeración, se refieren tanto a la temperatura del compartimiento refrigerado, como a la temperatura de ebullición del refrigerante en el serpentín. Las temperaturas que mostramos a continuación marcan algunas de las directrices que se siguen en la industria:

1) Aplicaciones de temperatura alta

Las aplicaciones de refrigeración a temperatura alta, proporcionan temperaturas de la superficie a refrigerar que oscilan entre 4° C y los 15° C.

2) Aplicaciones de temperatura media

Los sistemas de refrigeración domésticos serían un buen ejemplo de aplicaciones de temperatura media, ya que el rango de temperaturas oscila entre 2° C y 8° C. La escala de la temperatura media de refrigeración se encuentra por encima de la temperatura de congelación para la mayoría de los productos. Pocos se suelen guardar por debajo de los 0° C.

3) Aplicaciones de temperatura baja

Este tipo de aplicaciones producen temperaturas que se encuentran por debajo del punto de congelación del agua, o sea menores a 0° C; un sistema característico de este tipo de temperaturas es la fabricación de hielo. Generalmente, la temperatura de las aplicaciones que sirven para conservar alimentos está comprendida entre los –18° C y los –30° C. A esta última temperatura los helados estarían completamente congelados. Existen alimentos que pueden estar congelados más tiempo que otros, sin perder su sabor cuando se descongelan para cocinarlos.

III.4. CONFIGURACIÓN DE LAS INSTALACIONES



Al seleccionar un sistema frigorífico por dimensionado de sus componentes, deben tomarse algunas decisiones de diseño que no forman parte del proyecto típico de un sistema de refrigeración

III.4.1. Sistema de una etapa

El sistema básico de refrigeración consiste en una instalación formada por evaporadores, un compresor, un condensador, un recipiente de líquido (si es necesario) y un dispositivo de control de refrigerante.

III.4.2. Sistemas de multi-etapas

Con los fluidos cuyo coeficiente adiabático es elevado, por ejemplo el amoniaco, las temperaturas al final de la compresión alcanzan valores excesivos y entorpecen el buen funcionamiento del compresor, especialmente cuando la relación de compresión sobrepasa valores de 7 u 8.

Es en este momento cuando hay que separar la compresión del fluido en varias fases asociadas a un enfriamiento intermedio de los vapores entre las fases de compresión.



III.4.3. Sistemas compuestos

Un sistema compuesto es una aplicación multietapa en la que los compresores están conectados en serie en el mismo sistema frigorífico, por ejemplo un sistema de doble compresión y expansión con enfriador intermedio y separador de líquido.

En el caso de ser necesaria una compresión múltiple, este tipo de montaje es el más utilizado en instalaciones de media y gran potencia. Una fracción del fluido frigorígeno se evapora parcialmente hasta la presión intermedia pi al producirse el estrangulamiento en la primera válvula de expansión V1; el vapor así generado se extrae y sin experimentar cambio de estado posterior y sin participar en el enfriamiento del foco frío, se lleva a la segunda etapa del compresor (AP).

El líquido restante se lamina en una segunda válvula V2 y pasa por el evaporador produciendo el efecto frigorífico.



III.4.4. Sistemas en cascadas

Un sistema en cascada es una aplicación de varias etapas en el que en las diversas etapas se utilizan distintos tipos de refrigerantes.

El sistema de producción en cascada se basa en la fuente fría (evaporador) de una máquina frigorífica de compresión simple (o por etapas), se alimenta de una fuente caliente (condensador) de la máquina correspondiente en la etapa inferior de la cascada, siendo los fluidos diferentes y los circuitos totalmente distintos. Solamente la etapa superior posee una fuente de calor clásica enfriada por agua.



Este sistema de producción de frío se utiliza en el mantenimiento de temperaturas que pueden oscilar entre –80° C y –100° C.

III.4.5. Sistemas de sub-enfriamiento del refrigerante líquido, ahorro entálpico

Esos sistemas se utilizan a menudo en compresores de tornillo o centrífugos, subenfriando el refrigerante líquido antes de que llegue al evaporador, reduciendo su entalpía, consiguiendo así un mayor efecto frigorífico. Este ahorro es beneficioso, ya que el vapor generado durante el subenfriamiento es aspirado por el compresor a medio camino de su ciclo de compresión y sólo debe comprimirse desde el depósito separador subenfriador hasta la presión de descarga. Esto produce una capacidad de



refrigeración adicional con poco aumento de la energía absorbida

III.5. PARTES, ELEMENTOS CONSTITUYENTES Y ANÁLISIS FUNCIONAL

Dentro de la parte del circuito por donde circula el gas refrigerante podemos encontrar los siguientes elementos:

1) Compresores

El compresor tiene la misión de aspirar los vapores que se producen al evaporarse un fluido frigorígeno en un evaporador que se encuentra a baja presión y descargarlo a alta presión en el condensador, realizándose un cambio de estado de vapor a líquido. Una compresión adiabática es la que tiene lugar sin intercambio de calor con el exterior del sistema, en un corto espacio de tiempo y en un lugar perfectamente asilado; y una compresión politrópica es la que realmente sucede en un proceso de compresión, cediendo o ganando calor.



Podemos definir una clasificación según el grupo de gas refrigerante que utilizan.

Compresores herméticos

Sólo se pueden utilizar con los refrigerantes del grupo primero, nunca se utilizarán con los del grupo segundo y tercero.

Compresores semi-herméticos

El rango de uso es el mismo que el de los compresores herméticos.

Compresores abiertos

Se pueden utilizar con cualquier grupo de refrigerantes, tanto con los del grupo primero, como con los del segundo y tercero.

Compresores herméticos

Se presenta como una envolvente de acero formada por dos partes soldadas eléctricamente una con la otra, cuya forma se asemeja a la de un cilindro. De esta envolvente salen dos tuberías cuidadosamente selladas conectadas a válvulas, en la parte inferior soldadas tres o cuatro patas de fijación, y en la parte exterior de la envolvente se colocan los bornes de conexión eléctrica del motor del compresor.



Por la parte exterior solamente salen la línea de aspiración, la línea de compresión o descarga y el conexionado eléctrico.

El compresor se sitúa entre la unidad evaporadora y la unidad condensadora, y la unión al circuito se realiza mediante uniones mecánicas fijas, soldadura.

Es el elemento generador de la diferencia de presión entre la parte evaporadora y la parte condensadora.

El conexionado eléctrico se establece teniendo en cuenta si el compresor es de conexión monofásica o trifásica.

Para los compresores monofásicos:



En ciertos casos se monta en serie con el bobinado auxiliar, o también llamado de arranque, un condensador para mejorar el par de arranque.

Normalmente, el motor, una vez alcanzado el 80% de la velocidad de régimen, el bobinado auxiliar se debe desconectar, quedando sólo el bobinado principal.

Estas particularidades en la forma de los compresores monofásicos, dan lugar a configuraciones especiales a la hora de su puesta en marcha, las cuales pasamos a estudiar.

Según la potencia del compresor, podemos distinguir entre puesta en marcha con relé, (cuya única misión es la de poner en marcha el motor) de intensidad, o puesta en marcha con relé de tensión.

2) Filtro de aceite

Es un dispositivo para retener las impurezas del aceite. Se instala en la línea de retorno de aceite, en la línea que va desde el depósito acumulador hasta la entrada del control del nivel de aceite del compresor.

3) Condensadores



Estos aparatos permiten a los gases que salen del compresor en alta presión cambiar de estado gas a estado líquido, para poder alimentar nuestra válvula de expansión con el líquido necesario hasta producir una buena evaporación. Para tener este cambio de estado se necesita un enfriamiento que puede producirse por dos medios: aire o agua.

Suele estar situado en el exterior junto al compresor. A esta agrupación se le denomina unidad condensadora.

4) Evaporadores

La tarea principal del evaporador es enfriar el medio a la temperatura deseada. Cuando el refrigerante esta pasando por el evaporador, éste utiliza el calor del fluido en su alrededor para cambiar de estado pasando a vapor. Éste es el “efecto de enfriamiento”, y por esto se dice que la tarea del evaporador es enfriar.



Normalmente el flujo de los fluidos es en contracorriente. Las aletas del evaporador, al aumentar significativamente la superficie de transmisión de calor, hacen que éste sea más efectivo. Para asegurar una eficiencia y capacidad de enfriamiento del evaporador alta, es necesario realizar desescarches cada cierto tiempo.

Montaje en techo con circulación de aire forzada

Montaje en techo con circulación de aire natural

Sistemas de evaporación:

Dependiendo de la aplicación, varios requisitos se imponen en el evaporador. Los evaporadores, sin embargo, se fabrican en serie en distintas versiones. Los evaporadores para circulación natural de aire se utilizan en aquellos



sistemas donde el producto a conservar o congelar no requiera una circulación de forzada de aire, puesto que estropea el producto. En los primeros modelos se montaron con tubo liso, pero ahora es muy común el uso de tubos con aletas, planas o helicoidales

La capacidad del evaporador se aumenta significativamente si se usan evaporadores para circulación forzada de aire. Con un aumento de la velocidad del aire, el calor transferido del aire al tubo se aumenta de tal manera que para una capacidad dada se puede utilizar una superficie de evaporador mucho más pequeña que la que se necesitaría para la circulación natural.

El nombre lo dice: enfriador de líquido; el método más sencillo es sumergir un serpentín de tubo en un tanque abierto. Los sistemas cerrados también se empiezan a utilizar cada vez más. En estos sistemas los tubos enfriadores se disponen de una manera muy parecida a los condensadores multitubulares

5) Termostato

Los termostatos son interruptores eléctricos controlados por temperatura y tienen un solo conmutador inversor unipolar.



Los termostatos pueden conectarse directamente a motores monofásicos de c.a. de hasta 2 Kw. o montarse en serie en el circuito de control de motores de c.c. o de motores de c.a. de mayor potencia. Los termostatos pueden utilizarse en la regulación, pero son sobre todo utilizados en los dispositivos de control de la seguridad. El principio electromecánico es de gran fiabilidad y es aquí donde muestra su capacidad.

Los termostatos están disponibles con carga de vapor (bulbo) o con carga de adsorción. La carga de vapor permite obtener un diferencial muy pequeño, mientras que la carga de adsorción se aplica principalmente para la protección contra heladas

LA EFICIENCIA DE UN REFRIGERADOR

La eficiencia de un refrigerador se expresa en términos del coeficiente de operación

(COP refrigerador). El objetivo de un refrigerador es extraer la mayor cantidad posible de calor de una fuente que está baja temperatura gastando la mínima cantidad de trabajo posible. De ese modo el COP de un refrigerador se expresa como:

COPrefrigerador = Qsale / Wneto

Los límites de funcionamiento de un equipo son:

o En el evaporador: la T de la cámara > T del refrigerador o En el condensador: la T ambiente < T del refrigerador

Para calcular el rendimiento del ciclo de compresión hay que conocer las energías y los calores;

o El calor extraído de la cámara es: (h1 - h4) (kJ/kg) o El calor cedido al exterior es: (h2 – h3) (kJ/kg) o El trabajo útil del compresor es: (h2 – h1) (kJ/kg)

ECUACIONES A UTILIZAR



DESCRIPCION DEL CICLO:


Agregando Evaporació


Un líquido se convierte en vapor si:

Pero en ambos caso se le tiene que quitar el vapor.


Condensaci Retirando


CICLO DE REFRIGERACIÓN

CICLO DE REFRIGERACIÓN


Es un sistema muy elemental. Consiste en un tubo largo de diámetro pequeño.Ejerce control por imposición de una restricción al flujo.

Tubo de


Lado de alta presión

De alta a baja presión

Aldo de baja presión


El refrigerante líquido a alta presión es alimentado al instrumento de control que separa el lado de alta del de baja presión.

El instrumento de control, regula la alimentación del refrigerante líquido al evaporador, llevándolo a la presión de evaporación o baja presión.

La reducción de presión en el refrigerante líquido provoca que este hierva.


Succión o aspiración

El vapor del refrigerante que sale del evaporador viaja a través de la línea de succión hacia la entrada del compresor.

El compresor toma el vapor a baja presión y lo comprima aumentado tanto su presión como su temperatura.

Área de sobrecalentado

SISTEMAS DE CONGELACIÓN

Una cámara de refrigeración' es un recinto aislado térmicamente dentro del cual se contiene materia para extraer su energía térmica. Esta extracción de energía se realiza por medio de un sistema de refrigeración. Su principal aplicación es en la conservación de alimentos o productos químicos.



En la termodinámica clásica se la puede considerar como un sistema cerrado, debido a que la materia contenida en ella no entra en contacto con el exterior, mas no así su energía propia

Principio de funcionamiento

A diferencia de lo comúnmente pensado una cámara de refrigeración no enfría, sino más bien extrae la energía expresada en calor contenida en su interior, todo esto por medio de un sistema frigorífico. Para esto en el interior de la cámara se ubica uno o másevaporadores de refrigerante (generalmente de tiro forzado, bien sea para evaporadores de expansión directa o evaporadores inundados según la naturaleza del sistema frigorífico), mientras el resto de los componentes del sistema se encuentran remotos.

El objetivo del evaporador es absorber la energía térmica -expresado como calor latente- al sucederse el cambio de estado del refrigerante; mientras el líquido se va evaporando a baja temperatura al interior de este intercambiador de calor este absorbe energía térmica del aire que circula por las paredes exteriores del evaporador. A su vez, el suministro de refrigerante es controlado por una válvula de expansión.

Por su parte, la cámara debe estar aislada térmicamente a fin de minimizar la transferencia de calor por su estructura propia. Esto se logra gracias a paneles frigoríficos construidos con polímeros sintéticos de bajo coeficiente de transferencia de calor.

CONSTITUCIÓN FÍSICA

La constitución o materialización de una cámara de refrigeración se define en función de la solicitación térmica y condiciones medioambientales a las que esté sometida, es decir, su carga térmica y temperaturas tanto exterior como interior, entre otros parámetros a considerar. En resumidas cuentas, lo que define la materialización –y en la actualidad- de las cámaras son los paneles autosoportantes de Poliestireno (POL), Poliuretano expandido (PUR) y Poliisocianurato (PIR) revestidos en láminas de acero prepintado.

Paneles


http://es.wikipedia.org/wiki/Acero

http://es.wikipedia.org/wiki/Poliuretano

http://es.wikipedia.org/wiki/Poliestireno

http://es.wikipedia.org/wiki/Carga_t%C3%A9rmica_(climatizaci%C3%B3n_y_refrigeraci%C3%B3n)

http://es.wikipedia.org/wiki/Carga_t%C3%A9rmica_(climatizaci%C3%B3n_y_refrigeraci%C3%B3n)

http://es.wikipedia.org/wiki/Pol%C3%ADmeros

http://es.wikipedia.org/wiki/Transferencia_de_calor

http://es.wikipedia.org/wiki/V%C3%A1lvula_de_expansi%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/V%C3%A1lvula_de_expansi%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Intercambiador_de_calor

http://es.wikipedia.org/wiki/Temperatura

http://es.wikipedia.org/wiki/L%C3%ADquido

http://es.wikipedia.org/wiki/Cambio_de_estado

http://es.wikipedia.org/wiki/Calor_latente

http://es.wikipedia.org/wiki/Evaporador

http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_frigor%C3%ADfico

http://es.wikipedia.org/wiki/Evaporador_inundado

http://es.wikipedia.org/wiki/Evaporador_de_expansi%C3%B3n_seca

http://es.wikipedia.org/wiki/Refrigerante

http://es.wikipedia.org/wiki/Evaporador




Estos paneles constituidos por polímeros sintéticos tienen un bajo coeficiente global de transferencia de calor debido al bajo coeficiente de conductividad térmica de sus materiales (principalmente el material aislante), que minimiza las pérdidas por conducción y convecciónentre los lados interior y exterior de la cámara. A su vez, estos paneles están disponibles en distintos espesores lo que implica una variación indirectamente proporcional a su coeficiente global de transferencia de calor. De esta manera –y a modo de ejemplo- a mayor diferencia de temperatura exterior e interior, mayor espesor de panel para un mismo material.

Techos y pisos

Existen distintas soluciones para techos y pisos de cámaras de refrigeración conforme su tamaño y temperatura de operación. En cámaras pequeñas, para los techos se pueden usar desde los mismos paneles de los paramentos verticales, dándole acabados especiales, hasta usar paneles especialmente diseñados para este fin, que tienen una terminación y ensamble especial (a pedido), En cámaras de mayor envergadura, estos deben ir colgados a la estructura matriz que cobija la cámara por medio de anclajes o elementos especiales; esto se hará por medio de cadenas o piolas metálicas, según su peso propio. Conforme el tamaño e intensidad de tráfico de la cámara se pueden utilizar panales especialmente diseñados para ser utilizados como panel-piso los que tienen un revestimiento especial que permite un tráfico ligero pero no admiten vehículo motorizado alguno como los clásicos montacargas de cámaras industriales.

Suelos

Para dar solución a los suelos de las cámaras frigoríficas existen también variadas soluciones conforme tamaño y temperatura de diseño; Sin embargo el criterio que prima es la temperatura de operación de la misma; si la cámara ha de trabajar por debajo de


http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Anclajes&action=edit&redlink=1

http://es.wikipedia.org/wiki/Paramentos

http://es.wikipedia.org/wiki/Refrigeraci%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Convecci%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Conducci%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Coeficiente_de_conductividad_t%C3%A9rmica

http://es.wikipedia.org/wiki/Transferencia_de_calor

http://es.wikipedia.org/wiki/Coeficiente_de_conductividad_t%C3%A9rmica


0ºC tiene que tener un suelo tratado y libre de humedad para evitar la congelación, por transmisión, de la humedad propia de la tierra, evento que por dilatación de los cristales de hielo provocará fisuras o levantamientos en el suelo de la cámara. Para esto se debe reemplazar parte del material de suelo por paneles frigoríficos hasta de cubrir toda el área de la cámara a edificar. Luego ha de trazarse el cimiento de hormigón armado para sea cual sea la cámara de temperatura negativa.

IV. EQUIPOS

Evaporador Compresor Condensador Expansión

V. DEMOSTRACION

V.1. SISTEMA DE REFRIGERACION

- En la siguiente figura se puede observar una turbina de ventilación por donde pasa la sustancia de trabajo entra por un conducto delgado denominado válvula de expansión.


http://es.wikipedia.org/wiki/Hormig%C3%B3n_armado

http://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81rea

http://es.wikipedia.org/wiki/Hielo

http://es.wikipedia.org/wiki/Dilataci%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Humedad

http://es.wikipedia.org/wiki/Transmisi%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Congelaci%C3%B3n


- Por el alta está regresando presión y por la baja el vapor recalentado sale, entonces el aire frio sale dando vueltas en el remolino y por debajo entra el aire caliente que es absorbido por la sustancia de trabajo y se forma un condensado con el tiempo , algunos de ellos son automáticos es el EVAPORADOR.

- Las aletas sirven como superficie de contacto del agua fría con el agua caliente, entonces por conducción es absorbido por la sustancia de trabajo, si no las aletas no estuvieran no habría mucho contacto. De esto se puede deducir que a mayor superficie de contacto mayor absorción de calor.

- Por un sistema entra la sustancia de trabajo caliente succiona rápidamente el hielo luego sale. En nuestro laboratorio el técnico manguerea con nagua y todo el salido se va.

- El sistema trabaja mediante un TERMOSTATO, que a su vez trabaja con el compresor y la válvula de expansión, esto previamente sincronizado.


Turbinas de ventilación

Válvula de expansión

Salida del aire

frio

Entrada del aire caliente


V.2. CÁMARA DE CONGELAMIENTO

- La pared de la cámara de congelamiento es mucho más grueso que el de refrigeración.

- La cámara de congelamiento trabaja a - 70 °C y puede soportar un de 4 hasta 6 toneladas.

- El sistema es igual que el de refrigeración, por lo tanto también trabaja mediante un termostato. Este a la vez trabaja con el ventilador y con la válvula de expansión previamente sincronizado con el compresor.


Liquido comprimido

Termostato

Termostato


- El conducto de la válvula de expansión es delgada y viene del

tanque de almacenamiento. Es a alta presión y al vacío.

- El tubo más grueso es el de retorno que está yendo al compresor y por el otro viene del tanque de almacenamiento.

- El tubo más delgadito que viene a la válvula de expansión pasa primero por el compresor, después por el sistema de condensación, seguidamente viene a la cámara de almacenamiento y de ahí viene como líquido a alta presión.

- Todo este sistema esta sincronizado por la válvula de expansión y por el compresor. De acá va al condensador.


Retorno al compresor

Regreso al compresor


V.3. COMPRESOR Y VALVULA DE EXPANSIÓN

- El compresor tiene como motor una protuberancia que hace funcionar al compresor. Éste mismo hace funcionar a la faja y a la hélice para condensar

- Por el tanque recibidor se recibe la sustancia de trabajo.- Por el tubo grueso forrado de color negro entra el refrigerante

recalentado y este es succionado por el compresor.

- Este como aislante que está entrando al compresor por un tubo que está entrando al condensador y por sus costados hay como orejas por ahí pasa la sustancia de trabajo y se está enfriando para que se condense.

- Después del filtro sale una sustancia de trabajo líquido para irse al evaporador.

- Por medio del visor de flujo podemos observar la sustancia de trabajo que mide al flujo..

- Más arriba se puede observar los tableros de control.


Tanque recibidor

Compresor

Motor

Visor de flujo


VI. COMENTARIO

Construcción de recintos para cámaras de frio industrial o comercial, ya sean para cuartos fríos, mantenimiento de productos refrigerados, congelados o túneles de congelación o abatimiento. La construcción de recintos o cerramientos para cámaras frigoríficas no solamente se limita a la colocación de paredes y techos de un material más o menos aislante, sino que hay que tener en cuenta más factores que nos pueden dar al traste con nuestro sistema ya que hay que seleccionar muy bien los materiales y su colocación. Dentro de una cámara frigorífica dada la diferencia de temperatura entre el interior y el exterior se producen unas tensiones debido a las diferencias de presiones, muy importantes, así como a las condensaciones de vapor de agua, que en el caso de congelado este vapor se convierte en hielo levantando el suelo del recinto y ocasionando la caída del total de la cámara.

VII. CONCLUSIONES

Refrigeración es el proceso de transportar calor de un lugar a otro utilizando un refrigerante en un ciclo frigorífico cerrado.

Una instalación está formada por componentes, mecánicos y eléctricos que se disponen de una determinada manera en un dispositivo, atendiendo a las necesidades de la misma,


Entrada del refrigerante recalentado

Condensador

Paso de la sustancia de

trabajo Filtro

Tablero de control

Tablero de control


aplicando la metodología del dimensionado de todos sus componentes a través del cálculo y selección de los mismos.

Las máquinas frigoríficas se pueden clasificar según el sistema utilizado para la recogida de vapores, según las temperaturas de trabajo.

Al seleccionar un sistema frigorífico por dimensionado de sus componentes nos encontramos sistemas de una etapa, sistemas de multietapas, sistemas compuestos, sistemas en cascada y sistemas de subenfriamiento del refrigerante líquido, ahorro entálpico.

El estudio del ciclo de refrigeración es una buena práctica que facilita la comprensión de la 2° ley de la termodinámica. De igual manera nos ayuda a entender la funcionalidad de los procesos en ciclo, su aprovechamiento; y la demostración de los teoremas de para las máquinas térmicas.

La práctica me hizo comprender el funcionamiento de un refrigerador, como podemos ver digamos esa “magia” y aplicamos los diferentes ciclos de la termodinámica, entonces por lo cual la eficiencia del mismo

VIII. FUENTES BIBLIOGRÁFICAS

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Cengel y Boles. Termodinámica. McGraw Hill. Industria Alimentaria http://www.insht.es/Insht

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Refrigerante http://es.wikipedia.org/wiki/Refrigerante

Haselden, G.G. (Ed.): Cryogenics fundamentals. London, New

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Dossat, R.J.: Principles of refrigeration. 3ra. Edición; Englewood

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PÉREZ RODRÍGUEZ BERNARDO. Gámez L. Rigel, Jaramillo M.

Gabriel A., López T. Edgar R. 41

Lab. de Principios de Termodinámica y

ElectromagnetismoGámez L. Rigel, Jaramillo M. Gabriel A.,

López T. Edgar R. 43
