Refrigeracion

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SISTEMA DE

REFRIGERACION POR

COMPRESION

Contenidos

Artículos

Sistema frigorífico 1

Circuito de refrigeración 7

Refrigeración por compresión 9

Bomba de calor 11

Cámara de refrigeración 13

Dispositivo de expansión 16

Cámara frigorífica 16

Compresor (máquina) 25

Acondicionamiento de aire 27

Climatización 34

Refrigeración 37

Refrigerante 40

Evaporador 42

Válvula de expansión 46

Carga térmica (climatización y refrigeración) 48

Referencias

Fuentes y contribuyentes del artículo 49

Fuentes de imagen, Licencias y contribuyentes 50

Licencias de artículos

Licencia 51

Sistema frigorífico 1

Sistema frigorífico

Diagrama de sistema frigorífico de una etapa con dos zonas de frío. Evaporadores de

expansión directa.

Los denominados sistemas frigoríficos

o 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 másfocos,

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.

Cabe mencionar la radical diferencia

entre un sistema frigorífico y un

circuito de refrigeración, siendo este

último un mero arreglo para disminuir

temperatura el cual se define como

"concepto", ya que su diseño (abierto,

semi abierto, cerrado), fluido (aire,

agua, incluso gas refrigerante), flujo

(sólo frío o "bomba de calor") varían conforme la aplicación. Estos varían desde el clásico enfriamiento de motores

de combustión interna por medio de agua hasta el water cooling utilizado en enfriamiento de computadores. Los

sistemas frigoríficos tienden a ser bastante más complejos que un circuito de refrigeración y es por eso que se

presentan aparte.

En el estudio acabado y diseño de estos sistemas frigoríficos se aplican diversas ciencias, tales como la química, en

las propiedades y composición de los refrigerantes; la termodinámica, en el estudio de las propiedades de la materia

y su energía interna; la transferencia de calor, en el estudio de intercambiadores de calor y soluciones técnicas; así

como la ingeniería mecánica, en el estudio de compresores de gas para lograr el trabajo de compresión requerido. Se

han mencionado estas disciplinas dejando de lado la electricidad, desde los tradicionales conocimientos en corrientes

trifásicas para la alimentación de los equipos, hasta conocimientos relativamente avanzados en automatización y

PLC, para el control automático que estos requieren cuando están operando en planta frigorífica.

Los sistemas frigoríficos se diferencian entre sí conforme su método de inyección de refrigerante y configuración

constructiva, ambos condicionados por sus parámetros de diseño. De esta manera, y haciendo un adecuado balance

de masas y energías, es posible encontrar la solución adecuada a cualquier solicitación frigorífica.

Sistema frigorífico 2

Parámetros de diseño

El diseño de estos sistemas frigoríficos se define, principalmente, en función de los siguientes parámetros:

• Temperaturas de operación: (Temperaturas de evaporación y condensación)

• Capacidad del sistema, generalmente denominada en KW definida en función de la carga térmica.

• Refrigerantes amigables ambientalmente y de amplio efecto refrigerante.

• Costos operativos del sistema.

Sistemas de refrigeración conforme zonas de frío

Sala de recepción de Cámara frigorífica#Planta

frigoríficaplanta frigorífica.

Los sistemas de refigeración -implementados tanto en

plantas frigoríficas como en refrigeradores domésticospueden

catalogarse primeramente conforme las denominadas

"zonas de frío" o temperaturas de frío para las cuales estos

estén diseñados.

Una zona de frío

Es el clásico arreglo en el cual el sistema opera bajo una sola

temperatura de régimen de frío, es decir, entre una

temperatura de condensación y una sola temperatura de

evaporación del refrigerante.

Dos o más zonas de frío

Es aquel sistema en el cual el refrigerante -condensado a una sola temperatura- se evapora a distintos valores en

función de distintos procesos. A modo de ejemplo, y para una planta frigorífica, una cámara de congelado y una

cámara de productos frescos requieren distintas temperaturas de régimen y, por lo tanto, distintas temperaturas de

evaporación del refrigerante.

Sistemas de refrigeración conforme alimentación de refrigerante

Evaporador inundadoEvaporadores inundados para

amoníaco en cámara de refrigeración para frutas.

Expansión seca (DX)

Se les denomina sistemas de expansión seca, -o directa- a

los sistemas frigoríficos en los cuales la evaporación del

refrigerante se lleva a cabo a través de su recorrido por el

evaporador, encontrándose este en estado de mezcla en un

punto intermedio de este. Estos sistemas, si bien son los más

comunes, suelen ser de menor capacidad que los de

recirculación de líquido.

Sistema frigorífico 3

Con recirculación de líquido

Lo que diferencia a los sistemas de recirculación de líquido a los de expansión directa es que el flujo másico de

líquido a los evaporadores supera con creces al flujo de vapor producido en el evaporador. Es común el apelativo de

“sobrealimentación de líquido” para los evaporadores de estos sistemas. Estos sistemas son preferentemente

utilizados en aplicaciones industriales, con un número considerable de evaporadores y operando a baja temperatura.

Tipos y Configuración de sistemas de refrigeración

Refrigeración por compresión

Compresor industrial para R22.

La refrigeración por compresión desplaza la energía térmica

entre dos focos; creando zonas de alta y baja presión

confinadas en intercambiadores de calor, mientras estos

procesos de intercambio de energía se suceden cuando el

fluido refrigerante se encuentra en procesos de cambio de

estado; de líquido a vapor, y viceversa.

El proceso de refrigeración por compresión se logra

evaporando un gas refrigerante en estado líquido a

través de un dispositivo de expansión dentro de un

intercambiador de calor, denominado evaporador.[1]

Para evaporarse este requiere absorber calor latente de

vaporización. Al evaporarse el líquido refrigerante

cambia su estado a vapor. Durante el cambio de estado el refrigerante en estado de vapor absorbe energía

térmica del medio en contacto con el evaporador, bien sea este medio gaseoso o líquido. A esta cantidad de

calor contenido en el ambiente se le denomina carga térmica. Luego de este intercambio energético, un

compresor mecánico se encarga de aumentar la presión del vapor para poder condensarlo dentro de otro

intercambiador de calor conocido como condensador. En este intercambiador se liberan del sistema frigorífico

tanto el calor latente como el sensible, ambos componentes de la carga térmica. Ya que este aumento de

presión además produce un aumento en su temperatura, para lograr el cambio de estado del fluido refrigerante

-y producir el subenfriamiento del mismo- es necesario enfriarlo al interior del condensador; esto suele hacerse

por medio de aire y/o agua conforme el tipo de condensador, definido muchas veces en función del

refrigerante. De esta manera, el refrigerante ya en estado líquido, puede evaporarse nuevamente a través de la

válvula de expansión y repetir el ciclo de refrigeración por compresión.

Tipos de compresión

Por su parte, los sistemas de refrigeración por compresión se diferencian o separan en dos grandes tipos:

• Sistemas de compresión simple

Eleva la presión del sistema mediante una sola carrera de compresión. Es el más común de los sistemas de

refrigeración ampliamente utilizado en refrigeradores y equipos de aire acondicionado.

• Sistemas de compresión múltiple

Solución de compresión ideal para bajas temperaturas debido a las altas relaciones de compresión que estos

sistemas superan.

Sistema frigorífico 4

Configuración de sistemas de compresión

Sistemas de expansión directa

La válvula de expansión termostática genera la expansión

directa del refigerante en este tipo de sistemas frigoríficos.

De compresión simple:

• Sistema de una etapa.

Es el sistema de refrigeración más ampliamente

utilizado debido a su simplicidad y versatilidad.

Su particularidad,

...