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Clase 17: “Ciclo de Refrigeracion”
Clase 17 Clase 17
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27/04/22
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REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA (MARCO TEÓRICO)
CICLO DE REFRIGERACIÓN
La refrigeración es mantener una sustancia o un cuerpo por debajo de la temperatura ambiente, poniéndola en contacto de forma directa o indirecta con otra que se encuentre por debajo de la temperatura a la que deseamos mantener la sustancia. (Castillo &
Puente, 2014)
El ciclo básico de refrigeración consta de 4 puntos que son: evaporación, compresión, condensación, control y expansión a continuación se presentarán breve resumen de cada uno de los puntos anteriores:
EVAPORACIÓN
En la etapa de evaporación el refrigerante absorbe el calor del especio que lo rodea y en consecuencia lo enfría. Esta etapa tiene lugar en un componente denominado evaporador, el cual es llamado así debido a que en el refrigerante se evapora cambia de líquido a vapor. (Renedo, 2002)
COMPRESIÓN
Después de evaporarse el refrigerante sale el evaporador en forma de vapor a baja presión, pasa al compresor en donde se comprime incrementando su presión (este aumento de presión es necesario para que el gas refrigerante cambie fácilmente a líquido y lo bombea asía la etapa de condensación).
CONDENSACIÓN
La etapa de condensación del ciclo se realiza en una unidad llamada
“condensador” que se encuentra localizado en el exterior del espacio refrigerado. Aquí el gas refrigerante a alta presión y alta temperatura, rechaza calor asía el medio ambiente (es enfriado por una corriente de agua o de aire), cambiando de gas a líquido frío ya una alta presión.
CONTROL Y EXPANSIÓN
Esta etapa es desarrollada por un mecanismo de control de flujo, este dispositivo retiene el flujo y expansión al refrigerante para facilitar su evaporación posterior. Después de que el refrigerante deja el control del flujo se dirige al evaporador para absorber calor y comenzar un nuevo flujo. (Baena, 2015)
Figura 1: Diagrama de un ciclo básico de refrigeración
Fuente: (Villamil & Piamba, 2005)
REFRIGERANTE
Un refrigerante es un producto químico líquido o gas, fácilmente licuable, que se utiliza para servir de medio transmisor de calor entre otros dos en una máquina térmica, y concretamente en aparatos de refrigeración. Los principales usos son los refrigeradores y los acondicionadores de aire. (Torres, 2011)
CICLO DE REFRIGERACIÓN POR COMPRESIÓN
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA DE INDUSTRIAS ALIMENTARIAS ibra fuerza x pie (tambi se usa con frecuencia la unidad “Btu”TERMODINA
TERMODINÁMICA
“ Artículo Científico UNIVERSIDAD NACIONAL SANTIAGO ANTÚNEZ DE MAYOLO”
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA “SISTEMAS DE REFRIGERACIÓN DE USO DOMÉSTICO”DE INDUSTRIAS ALIMENTARIAS
TERMODINÁMICA
RESUMEN
La refrigeración es mantener una sustancia o un cuerpo por debajo de la temperatura ambiente, poniéndola en contacto de forma directa o indirecta con otra que se encuentre por debajo de la temperatura a la que deseamos mantener la sustancia. En las primicias de los sistemas de refrigeración mecánica, los equipos para producirla ocupaban grandes espacios, eran costosos, de alto consumo energético, de baja eficiencia y necesitaban servicio técnico continuo por lo que su aplicación se veía limitada solamente para industrias para las cuales la refrigeración era imprescindible, tales como plantas productoras de hielo, empacadoras de cárnicos, etc. En la actualidad debido al avance tecnológico que ha desarrollado la humanidad, la refrigeración ha sido beneficiada, convirtiéndose en sistemas más eficientes de menor volumen y costo por lo que su campo de aplicación se ha extendido considerablemente.
Palabras clave: Refrigeración, sistemas, energético, temperatura, tecnológico
INTRODUCCIÓN
Día a día en medio de muchos de
nuestros procesos productivos se puede observar la necesidad creciente de
generar operaciones cada vez menos nocivas con el medio ambiente. En el
caso de la Refrigeración, es importante para muchos campos, una de ellas es la industria. En base a ello, y gracias al avance tecnológico, hoy en día se conocen diversos sistemas de
refrigeración.
1.1. Sistemas de Refrigeración: a. Refrigeración comercial:
Abarca todo lo que concierne a instalaciones frigoríficas para locales comerciales como hoteles, restaurantes, supermercados que se dedican a la venta o almacenamiento de productos perecibles.
b. Refrigeración industrial:
Como su nombre lo indica estos sistemas
de refrigeración son utilizados en procesos de manufactura, se distinguen por ser de tamaño considerable y requieren asistencia técnica permanente.
c. Conservación de alimentos:
Es la aplicación más importante que se le da a la refrigeración, por el incremento de la población y su requerimiento de a7imento. En la mayoría de casos estos alimentos son producidos y procesados en zonas alejadas de la ciudad, por lo que es necesario conservar las características
de los productos durante su traslado, distribución y venta.
d. Refrigeración doméstica:
Comprende lo referente a refrigeradores y congeladores de baja potencia que varían entre l20 y 12 hp y son de tipo sellado hermético. Es la aplicación de la refrigeración más conocida y representa un gran porcentaje de la refrigeración industrial. El presente capítulo describe la mecánica de los sistemas de
refrigeración de uso doméstico desde su principio de funcionamiento, ciclo termodinámico, características y propiedades que deben tener los fluidos refrigerantes para esta aplicación. [1]
1.2. Termodinámica De Los Sistemas
De Refrigeración:
Los ciclos termodinámicos de
refrigeración:
a. Ciclo invertido de Carnot:
Es un ciclo totalmente reversible que se compone de dos procesos isotérmicos reversible y de los procesos isentrópicos, opera en sentido contrario a las manecillas del reloj. Las condiciones de funcionamiento hacen que este ciclo no sea aplicable en la realidad, ya que presenta inconvenientes en los procesos de compresión y expansión debido a la presencia de humedad en estas fases. En el caso del proceso 2-3, necesita un compresor que maneja dos fases y en el proceso 4-1; la presencia de pequeñas gotas líquidas tiene dos efectos perjudiciales en la turbina. Las modificaciones para evitar estos problemas dan como resultado el ciclo de refrigeración por compresión de vapor. El ciclo invertido de Carnot sirve como
estándar contra el cual se compara los ciclos reales de refrigeración. [2]
b. Ciclo de compresión de vapor:
Su principal característica es utilizar un
dispositivo de expansión (válvula de expansión o tubo capilar). Funciona en cuatro etapas: compresión, rechazo de
calor, estrangulamiento en el dispositivo de expansión y absorción de calor. Existen dos clases: el ciclo ideal que considera condiciones ideales de
funcionamiento y el ciclo real que considera las irreversibilidades que suceden en cada componente. [3]
c. Ciclo de refrigeración de gas (ciclo invertido Brayton):
Como los ciclos anteriores, funciona en 4 etapas; que son: compresión de gas, rechazo de calor, expansión de una turbina y absorción de calor. Este ciclo se aplica en las instalaciones de aire acondicionado de los aviones.
d. Ciclo de refrigeración por absorción:
Funciona mediante la absorción de un
refrigerante por un medio de transporte, su funcionamiento es parecidos al ciclo de compresión de vapor, con la diferencia que el compresor es sustituido por un mecanismo de absorción. [4]
CONCLUSIONES
Los denominados sistemas frigoríficos o de refrigeración, corresponden a arreglos mecánicos que utilizan las propiedades termodinámicas de la materia para trasladar energía térmica en forma de calor entre dos o más focos, conforme se requiera. Ya que los refrigeradores funcionan haciendo que el refrigerante que circula por su interior pase de estado líquido a gaseoso. Este proceso, conocido como “evaporación”, enfría el área circundante y produce el efecto deseado. Es decir, la generación del frío en los sistemas
de refrigeración ocurre exactamente por el denominado “cambio de estado de ese fluido refrigerante”. Finalmente, en la industria de fabricación de equipos de refrigeración de uso doméstico, el ciclo que más se utiliza para el diseño de estos equipos; es el ciclo real de compresión de vapor, por lo eficiente, por la facilidad de funcionamiento y lo rentable que resulta su ensamblaje.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
[1] Castillo, B., & Puente, F. (2014). Estudio Termodinámico de un sistema de
refrigeración.
[2] Sánchez, L. (2019). Evaluación de los ciclo de refrigeración.
[3] Aramburu, A. (2017). Estudio de un sistema de refrigeración.
[4] Tulcán, P. (2015). Estudio y aplicación de ciclos de refrigeración.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS:
Aramburu, A. (2017). Estudio de un sistema de refrigeración. pirhua.udep.edu.pe. Recuperado de: https://pirhua.udep.edu.pe/bitstream/handle/11042/2991/IME_219.pdf?sequence =1&isAllowed=y
Castillo, B., & Puente, F. (2014). Estudio Termodinámico de un sistema de refrigeración. dspace.ups.edu.ec. Recuperado de: https://dspace.ups.edu.ec/bitstream/123456789/6223/1/UPS-CT002826.pdf
Sánchez, L. (2019). Evaluación de los ciclo de refrigeración.repository.uamerica.edu.co. Recuperado de: https://repository.uamerica.edu.co/bitstream/20.500.11839/7405/1/61412642019-1-IQ.pdf
Tulcán, P. (2015). Estudio y aplicación de ciclos de refrigeración. www.redalyc.org. Recuperado de: https://www.redalyc.org/pdf/2311/231117496005.pdf
Baena, C. (12 de Agosto de 2015). Ciclo de refrigeración termodinámico. Recuperado de Academia : https://www.academia.edu/6523000/CICLO_TERMODINAMICO_DE_REFRI GERACION
Castillo, B., & Puente, F. (2014). Estudio termodinamico de un sistema de refrigeracion. Ecuador: Universidad Politecnica Salesiana . Recuperado de https://dspace.ups.edu.ec/bitstream/123456789/6223/1/UPS-CT002826.pdf Renedo, C. (2002). Ciclos de Refrigeración. Universidad de Cantabria . Recuperado de https://personales.unican.es/renedoc/Trasparencias%20WEB/Trasp%20Termo% 20y%20MF/00%20GRADOS/TD%2006.pdf
Torres, R. (2011). Investigacion de la unidad 1: Principios de Refrigeracion. Recuperado de https://temariosformativosprofesionales.files.wordpress.com/2015/02/
Villamil, H., & Piamba, O. (2005). Estudio y aplicación de ciclos de refrigeración Refrigerantes alternativos. Cali, Colombia. Recuperado de https://www.redalyc.org/pdf/2311/231117496005.pdf
