Funcionamiento y características de los siguientes elementos de refrigeración y aire acondicionado

Trabajo de 3er parcial

Describir el funcionamiento y características de los siguientes elementos de refrigeración y aire acondicionado.

1. Compresor Abierto.

Con los pistones y cilindros sellados en el interior de un Cárter y un cigüeñal extendiéndose a través del cuerpo hacia afuera para ser accionado por alguna fuerza externa. Tiene un sello en torno del cigüeñal que evita la perdida de refrigerante en el compresor. Se llaman abiertos porque el motor eléctrico y el compresor están separados. Por lo tanto, el fluido refrigerante ya no está en contacto con la parte eléctrica, como ocurre en los compresores herméticos y semi-herméticos. Al estar separados, las posibles averías también se solucionan independientemente.

En el compresor, un extremo del cigüeñal sale al exterior para ser conectado y accionado por el motor eléctrico, por lo que necesita un sistema de estanqueidad o sello en ese punto saliente para evitar las fugas del fluido refrigerante al exterior.

1. Compresor Cerrado.

Los compresores herméticos para refrigeración doméstica (refrigeradores, acondicionadores, congeladores), pero también bombas de calor, son producidos en líneas automáticas caracterizadas por elevadas cadencias. Los productos que deben ser verificados son colocados en pallets mediante transportadores veloces; las máquinas de verificación tienen cámaras totalmente automáticas, tanto para el proceso de prueba como para la movilización de las piezas. Dentro de las cámaras de prueba, el compresor es bloqueado en su posición y por medio de instrumentos especiales son capturados los tubos y sellados para garantizar la estanqueidad necesaria a la prueba. Mediante tales conexiones el compresor es presurizado con el gas de prueba mientras la cámara, cerrada también automáticamente, es bombeada en vacío hasta ser conectada al espectrómetro de masa capaz de detectar y cuantificar la pérdida.

1. Condensador.

El condensador utilizado en refrigeración doméstica es del tipo de placas y está colocado en la parte posterior del gabinete, enfriándose el vapor refrigerante por la circulación natural del aire entre las placas las cuales tienen ondulaciones que forman canales o tubos.La función del condensador es transformar en su interior el gas refrigerante comprimido en el compresor en líquido refrigerante. En el interior del condensador el gas refrigerante pierde el calor que absorbió durante el proceso de su evaporación desde el espacio a enfriar, así como también hace entrega del calor absorbido durante su circulación a través de la línea de retorno al compresor y el calor absorbido durante el fenómeno de compresión en el interior del compresor.

1. Evaporador.

En los sistemas frigoríficos el evaporador opera como intercambiador de calor, por cuyo interior fluye el refrigerante el cual cambia su estado de líquido a vapor. Este cambio de estado permite absorber el calor sensible contenido alrededor del evaporador y de esta manera el gas, al abandonar el evaporador lo hace con una energía interna notablemente superior debido al aumento de su entalpía, cumpliéndose así el fenómeno de refrigeración.

El flujo de refrigerante en estado líquido es controlado por un dispositivo o válvula de expansión la cual genera una abrupta caída de presión en la entrada del evaporador. En los sistemas de expansión directa, esta válvula despide una fina mezcla de líquido y vapor a baja presión y temperatura. Debido a las propiedades termodinámicas de los gases refrigerantes, esta caída de presión está asociada a un cambio de estado y, lo que es más importante aún, al descenso en la temperatura del mismo.

De esta manera, el evaporador absorbe el calor sensible del medio a refrigerar transformándolo en calor latente el cual queda incorporado al refrigerante en estado de vapor. Este calor latente será disipado en otro intercambiador de calor del sistema de refrigeración por compresión conocido como condensador dentro del cual se genera el cambio de estado inverso, es decir, de vapor a líquido.

1. Válvula de expansión.

Las válvulas de expansión termostáticas son desarrolladas para regular la inyección de refrigerante líquido a los evaporadores. Esta inyección de refrigerante estará siempre regulada por un elemento termostático que está situado en la parte superior de la válvula de expansión la cual es controlada en función del recalentamiento del refrigerante.

1. Equipos de control.

En los equipos tradicionales de refrigeración el rendimiento frigorífico se controla incluyendo más condensadores para reducir la temperatura en mayor cantidad con lo que se traduce en mayor rendimiento en el evaporador. El problema de este tipo de control es que el compresor está trabajando siempre, con lo cual el consumo eléctrico sigue siendo el mismo aunque las necesidades del momento no requieran tanto consumo. Otra manera de controlar el rendimiento frigorífico es incluyendo más compresores de modo que cuando solamente trabaja 1 compresor el consumo eléctrico se disminuye considerablemente.

Describir el principio de funcionamiento de un sistema de refrigeración.

Los sistemas de refrigeración consisten en ciclos termodinámicos (Ver figura), mediante los cuales es posible tomar un flujo de calor de una fuente de baja temperatura y trabajo u otra fuente de energía para transmitir calor a un sumidero de mayor temperatura. El ciclo termodinámico se realiza utilizando una sustancia de trabajo que se denomina refrigerante, la cual cambia de estado durante el ciclo, permitiendo la transferencia de calor mencionada.

Describir el principio del funcionamiento de un sistema de aire acondicionado.

La climatización es el proceso de tratamiento del aire de tal forma que se controlan simultáneamente su temperatura, humedad, limpieza y distribución para responder a las exigencias del espacio climatizado. El acondicionamiento del aire es el proceso de tratamiento necesario para mantener las condiciones ambientales de temperatura, humedad relativa, movimiento y limpieza del aire de un lugar en los valores deseados para garantizar el confort o el grado de higiene requerido.

Representar 2 ciclos termodinámicos de refrigeración como también su representación gráfica de P-V y T-S.

Evaporización
En el evaporador el líquido se evapora a una temperatura y presión constante, mientras el calor necesario para el suministro de calor latente de evaporación pasa de las paredes del evaporador hacia el líquido que se evapora. Todo el refrigerante se evapora en el evaporador.

Condensación
El vapor fluye por la línea de descarga hacia el condensador donde evacua calor hacia el aire relativamente frío que el ventilador del condensador hace circular a través del condensador. Cuando el vapor caliente evacua calor hacia el aire más frío, su temperatura se reduce a la nueva temperatura de saturación que corresponde a la nueva presión y el vapor se condensa, volviendo al estado líquido. Antes de que el refrigerante alcance el fondo del condensador se condensa todo el vapor y luego se subenfria. A continuación el líquido subenfriado pasa al receptor y queda listo para volver a circular.

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