Componentes Basicos Del Sistema De Refrigeración.docx

COMPONENTES BASICOS DEL SISTEMA DE REFRIGERACIÓN Existe una serie de componentes fundamentales para que un sistema de enfriamiento funcione correctamente y comience a generar frío. Con estos componentes podemos construir sistemas para refrigeradores, aires acondicionados, cámaras frigoríficas y cualquier sistema que produzca frío como base de su funcionamiento. Los elementos de un circuito de refrigeración en un sistema frigorífico corresponden a un conjunto de diferentes dispositivos tanto mecánicos como térmicos los cuales operan en conjunto e interconectados entre sí a fin de generar el fenómeno de refrigeración. La refrigeración se emplea para extraer calor de un recinto, disipándolo en el ambiente. Se dice que hay refrigeración cuando la temperatura deseada es menor que la del ambiente. Este servicio es de gran importancia en la industria alimentaria, para la licuación de gases y para la condensación de vapores. La transferencia de calor de un medio de baja temperatura a uno de alta temperatura requiere de dispositivos especiales llamados refrigeradores; estos son dispositivos cíclicos cuyo fluido de trabajo se denomina refrigerante. Estos son los cuatro elementos básicos que conforman un ciclo de refrigeración, sin alguno de ellos el ciclo es imposible que se lleve a cabo, aunque pueden existir elementos adicionales, destinados a mejorar el comportamiento de la instalación o para el control y regulación de la misma. La refrigeración ofrece un amplio espectro de aplicaciones en la ingeniería mecánica y de plantas de procesamiento, así como en muchas otras disciplinas. Debido al gran ámbito de aplicación, también varían los requisitos para la puesta en práctica de la refrigeración y, por tanto, la selección de los componentes necesarios.

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COMPRESOR: Es como el corazón del sistema. Básicamente lo que hace

es extraer el refrigerante (en forma de gas) que proviene del evaporador y transportarlo al condensador y a lo largo del sistema, incrementando la presión y la temperatura. Su función principal es comprimir y aumentar la presión para bombear correctamente el refrigerante. Tiene dos funciones. En primer lugar, succiona el vapor refrigerante y reduce la presión en el evaporador a un punto en el que puede ser mantenida la temperatura de evaporación deseada. En segundo lugar, el compresor eleva la presión del vapor refrigerante a un nivel lo suficientemente alto, de modo que la temperatura de saturación sea superior a la del medio de enfriamiento disponible para la condensación del vapor refrigerante. En otras palabras, es aspirar el vapor del evaporador y ayudarlo a entrar en el condensador. Este trabajo lo consigue mediante la aportación de una energía exterior, como es la electricidad. Aspira el refrigerante en forma de vapor que proviene del evaporador y lo transportar al condensador aumentando su presión y su temperatura. Es un mecanismo de compresión volumétrica, o de reducción progresiva de volumen, basado en sistemas rotativos o alternativos. Su función es hacer circular el fluido refrigerante dentro del circuito, luego aspirarlo en el estado de gas del evaporador y comprimirlo, aumentando su presión, hacia el condensador. El trabajo mecánico del compresor implica también un aumento notable de la temperatura del gas (incluso más de los 100°C) y una absorción de energía eléctrica. El consumo eléctrico de un compresor será tanto mayor cuanto mayor es la diferencia entre las dos presiones a las que trabaja. Es esencial que el refrigerante en la entrada al compresor esté en el estado gaseoso ya que los líquidos son notoriamente incompresibles. El compresor se activa cuando se demanda a la máquina la producción de frío, por medio de sistemas termostáticos. La función del compresor en el ciclo de refrigeración es aspirar el vapor del evaporador, elevar su presión, y dirigirlo al condensador. Este trabajo lo consigue mediante la

aportación de una energía exterior, mediante un motor accionado por electricidad. Mientras más eficiente sea un compresor, mejor será capaz de transferir la energía mecánica para elevar la presión del fluido y menor será la parte que se transforma en calor. Los compresores de refrigerante tienen la función de transportar el refrigerante evaporado del nivel de presión de evaporación al nivel de presión de condensación. A través de ellos se realiza la alimentación de la energía mecánica en el ciclo frigorífico. En general, los compresores se accionan eléctricamente.  CONDESADORES: La misión del condensador es extraerle el calor al refrigerante. Este calor, en principio, es la suma del calor absorbido por el evaporador y el producido por el trabajo de compresión. Recibe el gas refrigerante a presión y disminuye su temperatura para convertirlo en líquido. Nota: cuando un condensador está acompañado de un motor ventilador y un compresor, hablamos de una unidad condensadora. Dependiendo el proyecto, su finalidad y las condiciones de la industria, existen diferentes tipos de condensadores en la refrigeración industrial, los más usados son: Condensador Evaporativo. Condensador Remoto. Unidades Condensadoras (Condensador + Motor de ventilación + Compresor). Las marcas que consideramos para nuestros proyectos por su calidad y prestigio tecnológico son: SPX Cooling Technologies y Krack. Proporciona una superficie de intercambio de calor a través de la cual el calor pasa del gas refrigerante caliente a un medio de condensación, provocando el cambio de fase del refrigerante de estado gaseoso a estado líquido. Tiene la función de poner en contacto el vapor refrigerante que proviene del compresor con un medio condensante para licuarlo.

La función del condensador es extraerle el calor al refrigerante. Este calor, en principio, es la suma del calor absorbido por el evaporador y el producido por el trabajo de compresión. Es un intercambiador de calor análogo al evaporador, de dimensiones ligeramente más generosas también en forma de batería aleteada, placas o haz tubular. Permite el intercambio de energía entre el aire exterior (o agua en su caso) forzado por medio de ventiladores y el refrigerante en forma de gas caliente en la salida hacia el compresor. El refrigerante se enfriará, condensará a temperatura y presión prácticamente constantes y a continuación sufrirá un ligero sub-enfriamiento. En la salida, por lo tanto, tendremos refrigerante líquido a alta presión y temperatura ligeramente inferior a la temperatura de condensación. El condensador es un intercambiador de calor donde se extrae calor al refrigerante, para transferirlo a ambiente, produciendo la condensación del fluido. Este calor es la suma del calor absorbido por el evaporador y el producido por el trabajo de compresión. En un sistema de frío en una cámara frigorífica el condensador será la unidad exterior donde se disipa el calor extraído de la cámara. Los intercambiadores de calor son componentes elementales de instalaciones frigoríficas. Durante el enfriamiento, los intercambiadores sirven para la absorción de energía del refrigerante mediante evaporación. Durante el calentamiento, los intercambiadores emiten la energía que es liberada durante la condensación del refrigerante.  VALVULAS DE EXPANSION: Su función es crear una caída de presión y temperatura del refrigerante, formando una mezcla líquido-vapor antes de entrar al evaporador, suministrándolo así de manera controlada. De cierta manera es la pieza que mantiene el intercambio de calor entre el sistema y el cuarto o medio a refrigerar siempre funcionando. Este elemento esta localizado cerca del evaporador; la misión de este es de controlar el paso de refrigerante y separar la parte de alta presión con la de la baja presión.

La misión fundamental de la válvula de expansión en el ciclo de refrigeración es la de proporcionar la diferencia de presión establecida entre los lados de alta y de baja presión del circuito de refrigeración. La forma más simple para lograrlo es mediante un tubo capilar entre el condensador y el evaporador, de manera que este le produzca una pérdida de carga al refrigerante. Esta solución, del tubo capilar, es válida para pequeñas instalaciones, pero cuando se trata de regular grandes cantidades de refrigerante es conveniente el uso de la válvula de expansión. En tal caso se utilizan válvulas de expansión termostáticas, que utilizan un bulbo palpador que se coloca a la salida del evaporador, en contacto con la tubería, y que tiene en su interior una cantidad del mismo refrigerante que utiliza el circuito. Si se produce un enfriamiento del vapor que sale del evaporador, se enfría el bulbo y disminuye la presión que se transmite a la válvula, y ésta se cierra, por lo que llegará menos refrigerante al evaporador. Si llega menos refrigerante habrá más superficie de recalentamiento y aumentara la temperatura de recalentamiento.

Se encarga de convertir el refrigerante líquido en pequeñas partículas líquidas a baja presión (similar a como funciona un atomizador). Esas pequeñas partículas absorben el calor del ambiente y se evaporan. El sistema de expansión está formado principalmente por válvulas, es el equipo que controla el flujo de refrigerante líquido que entra al evaporador de expansión directa, manteniendo constante el recalentamiento del vapor de refrigerante en la salida del evaporador. Básicamente su misión, en los equipos de expansión directa (o seca), se restringe a dos funciones: la de controlar el caudal de refrigerante en estado líquido que ingresa al evaporador y la de sostener un sobrecalentamiento constante a la salida de este.

La misión fundamental de la válvula de expansión en el ciclo de refrigeración es la de proporcionar la diferencia de presión establecida entre los lados de alta y de baja presión del circuito de refrigeración. Dentro de una instalación frigorífica, la válvula de expansión, se ocupa de disminuir la presión para proporcionar la diferencia de presión establecida entre los lados de alta y de baja presión del circuito de refrigeración. Existen muchos diseños, pero el sistema más sencillo es mediante un tubo capilar entre el condensador y el evaporador, de manera que se genera una elevada pérdida de carga en el refrigerante. Este sistema se usa en pequeñas instalaciones frigoríficas, pero cuando se trata de regular grandes cantidades de refrigerante se usan válvulas de expansión termostáticas, que utilizan un sistema colocado a la salida del evaporador, en contacto con la tubería, y que contiene un cierto volumen de refrigerante. Si se produce un enfriamiento del vapor que sale del evaporador, se enfría el bulbo, lo que genera una disminución de la presión transmitida a la válvula, originando que se cierre y entonces llegará menos refrigerante al evaporador. Si llega menos refrigerante habrá más superficie de recalentamiento y por lo tanto aumentará la temperatura a la que se calienta el fluido frigorífico.  EVAPORADORES: El evaporador es un intercambiador de calor que, por sus necesidades caloríficas, absorbe calor del medio en el que se encuentra. y lo traslada a otro lugar. El sistema de evaporación absorbe el calor al evaporar el líquido refrigerante. No importa si es un aire acondicionado o un equipo de 1 tonelada, todos los proyectos de refrigeración mantienen estos mismos elementos y lo que varía es el tamaño, la capacidad y forma de los mismos. Implementados en todos los sistemas de refrigeración industrial, los evaporadores varían por tamaño y capacidad. Depende de su aplicación para definir el modelo adecuado para el funcionamiento del sistema. Este elemento es un intercambiador de calor que, por sus necesidades caloríficas, absorbe calor del medio en el que se encuentra, con lo cual lo enfría.

Normalmente es de circulación forzada de aire mediante ventilador, y se utilizan tubos de aletas para aumentar la superficie de intercambio. Llegados a este punto y sabiendo cuales son los principales elementos que forman el ciclo de refrigeración, ahora solo nos queda saber cuál es el comportamiento del refrigerante en dichos elementos. Es el lugar de la instalación donde se produce el intercambio térmico entre el refrigerante y el medio a enfriar. La función del evaporador consiste en proporcionar una plataforma donde se produce el intercambio térmico entre el refrigerante y el medio a enfriar. Es decir, el calor pasa del ambiente a refrigerar, al refrigerante del sistema, provocando el cambio de fase de refrigerante líquido a gas. Es un intercambiador de calor similar a un radiador en caso de uso con aire (serpentín aleteado) o más compacto en caso de uso con agua (placas, haz tubular); permite el intercambio de energía por conducción entre el refrigerante que se evapora pasando de líquido a gas y el aire (o el agua) que se enfría. La evaporación se produce a presión y temperatura prácticamente constantes salvo alguna pérdida de carga. El refrigerante en la salida será un gas recalentado con una temperatura ligeramente superior a la de evaporación. Este componente es un intercambiador de calor que absorbe calor del medio en el que se encuentra, con lo cual lo enfría, transfiriendo ese calor al fluido frigorífico. Estos sistemas son normalmente de circulación forzada de aire mediante ventilador, y se utilizan tubos de aletas para aumentar la superficie de intercambio. En una cámara frigorífica será la unidad interior, que extrae calor de la cámara para que, siguiendo el ciclo frigorífico, sea evacuado al exterior, en la unidad condensadora. Los intercambiadores de calor son componentes elementales de instalaciones frigoríficas. Durante el enfriamiento, los intercambiadores sirven para la absorción de energía del refrigerante mediante evaporación. Durante el calentamiento, los intercambiadores emiten la energía que es liberada durante la condensación del refrigerante.

El circuito frigorífico usado en la refrigeración es un circuito cerrado llamado de "compresión de vapor". Este aprovecha la evaporación de un fluido refrigerante dentro del circuito, en particular en un intercambiador de calor llamado evaporador, que absorbe energía del aire circundante que después alcanza el espacio de los alimentos gracias a la convección natural o forzada por ventiladores (ver también "CREAR FRÍO" y "PRESIÓN Y TEMPERATURA"). Una vez evaporado el refrigerante ya no es capaz de absorber energía de forma significativa, por lo tanto es necesario devolverlo a su estado de líquido por medio de la condensación. Se tiene sin embargo el problema de encontrar un ambiente lo bastante "frío" que absorba energía del refrigerante, que ciertamente no podrá ser el espacio frigorífico recién refrigerado. Aprovechando la correlación entre presión y temperatura de cambio de estado que hace que a presiones mayores correspondan temperaturas mayores, se utiliza un compresor para llevar el refrigerante a una presión más elevada que la del evaporador (¡incluso 8-10 veces!) de forma que el proceso de condensación puede producirse a temperaturas compatibles con una fuente "fría" fácilmente disponible, típicamente el aire exterior del edificio. Aquí la condensación se producirá a temperaturas elevadas (solamente 35-55°C) dentro de un intercambiador de calor que pone en contacto el aire exterior con el refrigerante. Este último condensará volviendo al estado líquido mientras que el aire exterior sufrirá un aumento de temperatura. El refrigerante líquido está todavía a alta presión a la salida del condensador. Es necesario, por lo tanto, un órgano de laminación que expanda el refrigerante líquido reduciendo la presión hasta aquella a la que se produce la evaporación; ahora el refrigerante vuelve al

estado inicial (líquido a baja presión y temperatura) y puede absorber nuevamente energía del aire procedente del espacio de los alimentos. (https://www.caloryfrio.com/aire-acondicionado/aire-instalaciones-componentes/sistemasde-refrigeracion-compresion-absorcion.html) …….. IMPORTANTE LEER