Maquinas frigoríficas, Refrigeración Eficiencia y Refrigeración a Gas



Maquinas Frigoríficas
Las Maquinas Frigoríficas y Las técnicas de refrigeración
han alcanzado hoy en día un desarrollo extraordinario, siendo su aplicación tan
extensa, que cubre ó aparece en cualquier plano de la vida diaria de la
humanidad.
Así, tenemos entre sus diversas aplicaciones:
 - Conservación de
productos perecederos.
 - Fabricación de
hielo.
 - Refrigeración y
acondicionamiento de aire.
 - Procesos
industriales diversos (industria química, textil, mecánica, etc.).
 - Separación de gases
(por destilación de los productos a baja temperatura).
 - Obtención de N2,
O2, H2, etc.
 - Tratamiento de
materiales.
 - Criogénica
(obtención de temperaturas extremadamente bajas).
Las Maquinas Frigoríficas y Las técnicas de refrigeración
han alcanzado hoy en día un desarrollo extraordinario, siendo su aplicación tan
extensa, que cubre ó aparece en cualquier plano de la vida diaria de la
humanidad.



Así, tenemos entre sus diversas aplicaciones:
- Conservación de productos perecederos.
- Fabricación de hielo.
- Refrigeración y acondicionamiento de aire.
- Procesos industriales diversos (industria química, textil,
mecánica, etc.).
- Separación de gases (por destilación de los productos a
baja temperatura).
- Obtención de N2, O2, H2, etc..
- Tratamiento de materiales.
- Criogénica (obtención de temperaturas extremadamente
bajas).
Transporte de calor
En general, el transporte de calor se realiza mediante un
fluido transportador de calor que se denomina refrigerante. Como sabemos; el
calor pasa espontáneamente de un cuerpo caliente a otro frío; para poder pasar
calor de un cuerpo frío a otro caliente debemos aportar o trabajo mecánico o
calor del exterior, lo que nos lleva a clasificar las instalaciones
frigoríficas en dos tipos, según qué tipo de energía toma del exterior:
- Instalaciones frigoríficas con compresor: Son aquellas que
toman trabajo mecánico del exterior.
- Instalaciones frigoríficas sin compresión: son aquellas
que toman calor del exterior. Como sabemos estas instalaciones trabajan
mediante ciclos termodinámicos, y se mide su rendimiento mediante dos
parámetros:



Funcionamiento de las Instalaciones
Extrae calor del foco frío que está a Tf y lo envía al foco
caliente que está a Tc. -Según Carnot W = Qc – Qf . W es el trabajo consumido
por el motor del compresor del frigorífico, por tanto “cuanto mayor sea la
cantidad de calor que se extrae del foco frío menor será el trabajo consumido y
por tanto mejor será la eficiencia de la cámara frigorífica”
Refrigeración eficiencia
La transferencia de calor se realiza mediante un fluido frigorífero
o refrigerante, que en distintas partes de la máquina sufre transformaciones de
presión, temperatura y fase (líquida o gaseosa); y que es puesto en contacto
térmico con los recintos para absorber calor de unas zonas y transferirlo a
otras. Una máquina frigorífica debe contener como mínimo los cuatro siguientes
elementos:
1) condensador,
2) válvula de expansión,
3) evaporador,
4) compresor.
Compresor: Es el elemento que suministra energía al
sistema. El refrigerante llega en estado gaseoso al compresor y aumenta su
presión.
Condensador: El condensador es un intercambiador de calor,
en el que se disipa el calor absorbido en el evaporador (más adelante) y la
energía del compresor. En el condensador el refrigerante cambia de fase pasando
de gas a líquido.
•Sistema de expansión: El refrigerante líquido entra en el
Dispositivo de expansión donde reduce su presión. Al reducirse su presión se
reduce bruscamente su temperatura. No se coloca una turbina porque el objetivo
no es producir trabajo.
Evaporador: El refrigerante a baja temperatura y presión
pasa por el evaporador, que al igual que el condensador es un intercambiador de
calor, y absorbe el calor del recinto donde está situado.
El refrigerante líquido que entra al evaporador se
transforma en gas al absorber el calor del recinto. Resumiendo, el evaporador
absorbe el calor del recinto que queremos enfriar, el compresor aumenta la
presión del refrigerante para facilitar la condensación posterior y posibilitar
la circulación del fluido. La válvula de expansión reduce la presión provocando
el enfriamiento del refrigerante.
Sistema de Refrigeración de Gas
Se emplea aire como elemento refrigerante. Fueron los
primeros dispositivos empleados en obtener bajas temperaturas. En lugar de
utilizar una válvula de expansión utiliza una turbina para realizar la
expansión adiabática. El trabajo que genera se aprovecha para mover un
ventilador situado en el evaporador.
Sistema de Refrigeración de vapor



Se utilizan fluidos criogénicos, que son sometidos a
sucesivas condensaciones y evaporaciones para disminuir la temperatura. Utiliza
válvula de expansión no produciendo trabajo.

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