Refrigeracion

3.2 Descripción de los sistemas de refrigeración, refrigerantes y por compresión de vapor: sus ciclos y clasificación

Los sistemas de refrigeración son dispositivos utilizados para extraer energía en forma de calor de elementos que pueden ser sólidos, líquidos o gases, para ser transmitida directa o indirectamente al medio ambiente.

Este tipo de equipos son de gran importancia y uso en industrias como la alimenticia y la química con altos niveles de incidencia en la producción, por lo que de su cuidado y mantenimiento deben ser prioritarios.

Un sistema de refrigeración consta básicamente de cuatro elementos:

A. Evaporador

B. Compresor

C. Condensador

D. Válvula de expansión

Clases de sistemas de refrigeración

Sistema de expansión directa: Se caracteriza por que el refrigerante que ingresa al evaporador se convierte 100% en vapor, no existe retorno de refrigerante líquido. Son llamados también sistemas de expansión seca.

Sistema de expansion directa

Sistema inundado: Se caracteriza por que el nivel de refrigerante en el evaporador es alto y continuo gracias a un tanque acumulador a la entrada. Son llamados también sistemas con sobrealimentación de líquido.

Sistema inundado

Sistema recirculado : Se caracteriza por que el flujo másico de refrigerante líquido que entra al evaporador supera al que sale. El retorno de refrigerante al sistema es una mezcla de líquido y vapor. Son llamados también sistemas con sobrealimentación de líquido.

Sistema recirculado

Enfriamiento intermedio: En sistemas de doble etapa además de eliminar los vapores instantáneos se utiliza un enfriamiento intermedio del vapor, el cual disminuye la potencia requerida en los compresores. El proceso de enfriamiento requiere un sumidero de bajas temperaturas, ya que la mayor parte de la disipación ocurre a temperaturas por debajo de la ambiente.

Sistema de enfriamiento intermedio

Refrigeración por etapas: En plantas de refrigeración industrial se tienen grandes diferencias entre la temperatura de evaporación y la de condensación. Esta diferencia es fuente de varios problemas y de algunas oportunidades. La utilización de varias etapas requiere una mayor inversión en los equipos pero requerir menos potencia en la operación.

Refrigeracion por etapas

Refrigeración en cascada: Se utiliza para obtener temperaturas muy bajas, criogénicas para la licuefacción de gases como el oxígeno, nitrógeno entre otros. Se usan diferentes refrigerantes.

Refrigeracion en cascada

Refrigerantes

Un refrigerante es cualquier cuerpo o sustancia que actúa como agente enfriador, absorbiendo calor de otro cuerpo o sustancia.

Refrigerantes Primarios: Aquellos que absorben calor al evaporarse a baja temperatura y los ceden al condensarse a alta temperatura y presión. Freones, Amoníaco, Hidrocarburos y gases especiales

Refrigerantes Secundarios: Es cualquier líquido enfriado mediante un refrigerante y que circula como fluido de transferencia de calor. Aire, agua, aceite.

El ciclo de compresión del vapor.

El trabajo mecánico para el ciclo de compresión del vapor

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