maquinas frigorificas
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  Máquinas Frigorificas

 
    Las Maquinas Frigorificas 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).

La refrigeración consiste en hacer que  en una cámara o recinto la temperatura descienda por debajo de la temperatura del medio ambiente, y se mantenga luego a esta baja temperatura.

Como ningún recinto o cámara es perfectamente adiabático, para mantener dicho recinto a esa baja temperatura, es preciso extraer calor del recinto continua o al menos intermitentemente.

Esto implica normalmente el transporte de calor de un recinto a baja temperatura al medio ambiente, que se encuentra a mayor temperatura.

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 que 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”.

                                       Qf                 Qf                    Tf

eficiencia = ----- = ---------------- = -----------=----------

                                              w             Qc – Qf           Tc - Tf 

-La  transferencia de calor se realiza mediante un fluido frigorígeno 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:

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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 esta 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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