Los sistemas de refrigeración

INTRODUCCIÓN

Como base a esta investigación, se iniciara explicando el concepto de refrigeración, que permitirá comprender como funcionan los sistemas frigoríficos.

• La refrigeración es el proceso de extraer calor. Para producir frío lo que se hace es transportar calor de un lugar a otro. Así, el lugar al que se le sustrae calor se enfría. Al igual que se puede aprovechar diferencias de temperatura para producir calor, para crear diferencias de calor, se requiere energía.

• Los sistemas de refrigeración corresponden a arreglos mecánicos que utilizan propiedades termodinámicas de la materia para trasladar energía térmica en forma de calor entre dos o más focos, conforme se requiera. Están diseñados primordialmente para disminuir la temperatura del producto almacenado en cámaras frigoríficas o cámaras de refrigeración, las cuales pueden contener una variedad de alimentos o compuestos químicos, conforme especificaciones.

OBJETIVOS

• Determinar los elementos básicos de un sistema de refrigeración doméstico.

• Identificar los componentes de una unidad de refrigeración.

• Representar el ciclo termodinámico en diagramas

Refrigerador

Un refrigerador es un dispositivo cuyo objetivo es extraer calor de un cuerpo a una cierta temperatura y cederlo a otro que se encuentra a una temperatura superior. Para ello utiliza de una sustancia de trabajo (vapor de agua, aire u otras sustancias) que realiza una serie de transformaciones termodinámicas de forma cíclica, para que pueda funcionar de forma continua, como sucede con las máquinas térmicas.

Se puede representar un refrigerador de forma esquemática de la siguiente manera:

Figura1. Se demuestra que no es posible el paso de calor de un cuerpo frío a uno caliente sin el consumo de trabajo.

Descripción del esquema:

• Absorbe una cantidad de calor Q2 de un foco frío a una temperatura T2

• Consume una cantidad de trabajo W

• Cede una cantidad de calor Q1 a un foco caliente a una temperatura T1

El principio básico usado en un refrigerador es:

- La expansión de un gas reduce su temperatura.

El segundo principio para entender cómo funciona un refrigerador es la ley cero de la termodinámica que de groso modo nos dice:

- Cuando dos superficies a distinta temperatura entran en contacto, la superficie que está a mayor temperatura se “enfría” y la superficie a menor temperatura se “calienta”.

Refrigerador Doméstico

Dentro de este sistema se destacan las neveras, diversas combinaciones de nevera – congelador y congeladores. Las neveras y congeladores de mayor precio están equipadas con circuitos para su descongelamiento automático, mientras que las combinaciones nevera-congelador siempre cuentan con este circuito auxiliar.

Componentes del sistema de refrigeración

El refrigerador Domestico está formado por los siguientes elementos principales:

- Evaporador: Esta es la parte que absorbe el “calor” adentro del refrigerador con la ayuda del refrigerante líquido evaporado.

La cantidad de calor que absorbe el evaporador depende de la superficie, la diferencia de temperatura (entre el exterior y la temperatura de evaporación) y el coeficiente de transmisión de calor (K) que es el material que empleamos.

S= Superficie (m²)

D t= Diferencia de temperatura

K= Coeficiente de transmisión de calor (Kcal/m²/Cº; W/m²/Cº)

Q= Cantidad de calor (W, Kcal)

- Condensador: Es la parte del refrigerador que condensa el refrigerante evaporado (es decir lo cambia a su fase liquida) y reduce su temperatura.

- Tubo Capilar: Gran parte del refrigerador está rodeado por una serie de una especie de “rollos” intercambiadores de calor. Estos rollos llevan el refrigerante de un lado a otro. La mayoría de estos rollos están atrás del compresor.

- El Compresor:

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