FINAL DE MAQUINAS TÉRMICAS1.- Explique el método de refrigeración magnética R.- Es el método de refrigeración que mas se ha acercado al cero absoluto, se utiliza para sustancias con propiedades magnéticas y se lo somete a su campo magnético que provoca un calentamiento en la sustancia este calor es absorbido por helio que rodea a la sustancia y hierve a 1 º K luego se aísla térmicamente a la sustancia del helio y se procede a retirar rápidamente el campo magnético lo que provoca que la temperatura de la sustancia descienda asta 0,001 º K 2.- Haga una explicación sobre la salmuera y el punto eutéctico R.- Mientras la concentración de la salmuera se acerca mas a la concentración eutéctica se puede alcanzar una mas baja temperatura de congelación el llevar la concentración mas allá del punto eutéctico no nos interesa puesto que la temperatura de congelación aumentaría. 3.- Cuando se usa la válvula de presión constante R.- Es una válvula que mantiene la presión constante a su salida que es la entrada al evaporador se utiliza cuando se quiere mantener la temperatura en un punto para controlar la humedad y evitar la congelación del agua que se enfría. 4.- Que finalidad tiene los presostatos del equipo de laboratorio R.- Tiene como finalidad controlar la presión de admisión y descarga del compresor y también de apagarlo y encenderlo lo que provoca que la válvula solenoide se abra o se cierre cuando el compresor este encendido y apagado respectivamente. 5.- Haga una explicación completa del proceso de humidificación adiabática y sus resultados R.- La saturación adiabática es un proceso de temperatura de bulbo húmedo constante la instalación consiste en un conducto aislado a través del cual circula en proceso continuo, agua que cae pulverizada en forma de lluvia, el agua evaporada satura el aire. Después de iniciada la operación cuando se ha establecido el equilibrio el agua sale del sumidero a la misma temperatura a la que entra. Balance de Energia 1 2 º º Q W m s hs m e he sumidero 3 º º º m A2 h2 m A1 h1 m liq hliq % mA balance de masa º º º º mliq m 2 m1 m3 h2 h1 º hliq mA %mA º º º º º m A mV2 m A mV1 mliq h2 h1 w2 w1 hliq º º º mV2 mV1 mliq h2 h1 1 º 1 º º mA mA mA este ter min o es despreciab le por º este motivo podemos decir que mliq tambien la entalpia se mantiene w2 w1 º mA 6.- En que se basa el criterio de considerar al vapor de agua como gas ideal R.- En psicrometría estudiamos las propiedades del aire y sus componentes que uno de ellos es el vapor de agua pues bien, si tenemos en un recipiente una cierta cantidad de masa de aire, entonces a través de ciertos análisis el vapor de aire es muy pequeño en masa a comparación de los otros componentes y por ello se lo considera como un gas ideal. FINAL DE MAQUINAS TÉRMICAS 1.- ¿Para que son los presostatos del sistema de refrigeración de laboratorio? Explique que función desempeña. 2.- ¿Qué función la válvula solenoide del mismo sistema y de donde recibe la orden de actuar? 3.- ¿Explique que es la temperatura de bulbo húmedo y utilidad tiene este dato? muéstrelo en el diagrama psicrometrico 4.- ¿Explique que se pretende al instalar un separador de vapor a presión intermedia? 5.- Haga un análisis comparativo entre compresores en paralelo, compresor en serie. FINAL DE MAQUINAS TÉRMICAS 1.- ¿Explique el sistema de refrigeración electrolux? R.- El sistema electrolux es una variación del sistema de refrigeración por absorción, no utiliza una bomba mecánica y la circulación la hace en virtud de las diferencias de densidades. El sistema electrolux utiliza una tercera sustancia que es el hidrogeno, el objetivo principal del hidrogeno es ejercer una presión parcial, que sumándose con la presión del amoniaco den una presión total que iguale a la presión del amoniaco y agua en el condensador y en el generador. 2.- ¿En que consiste el sistema de refrigeración en cascada? ¿Para que sirve? R.- es un sistema que combinados a mas unidades de compresión, el calor del condensador del sistema a baja temperatura es cedido al evaporador de alta, como las presiones de altas y bajas están separadas pueden usarse distintos refrigerantes en cada sistema y esa es la mayor ventaja. Ventaja: es la posibilidad de utilizar los evaporadores diferentes en los sistemas de alta y baja temperatura. 3.- ¿Indique como se comporta la potencia del compresor en función de la relación de compresión diga para que sirve? R.- sirve para poder determinar el tamaño del motor del compresor y no pidamos una potencia mayor a la que el compresor nos pueda dar, así evitamos sobredimensionar el motor del compresor. º sub wc mc P º v 1 P0 P mc wc v max P0 Cuando la relación de compresión es máxima º el m c es 0 porque todo lo que esta adentro se comprime y luego se expande pero no sale. r 1 rmax 4.- ¿Por qué la temperatura de bulbo húmedo es la mas baja que del liquido que se evapora? R.- 5.- ¿Indique las cualidades o propiedades que se toman en cuenta en los refrigerantes? R.- FINAL DE MAQUINAS TÉRMICAS 1.- cuando se utiliza la válvula de presión constante 2.- cuando se usa la válvula termostatica de expansión con igualador externo 3.- que tipo de condensador es el del equipo de laboratorio R.- el condensador del equipo de laboratorio es un serpentín de cobre electrolítico de 83 p lg de diámetro que facilita el intercambio de calor, además posee un ventilador. condensador de tipo serpentin ventilador 4.- ¿Cuando no hay evaporación? Explique R.- No hay evaporación cuando no existe diferencia de presiones entre el agua en estado líquido y el aire existente en la atmósfera. Cuando si existen diferencia de presiones, las moléculas de la zona mas alta del agua empiezan a moverse y se transfieren al aire, debido a esto también existirá diferencia de temperaturas lo que provocara una evaporación sostenida del líquido, pero como se dijo anteriormente si no hay diferencia de presiones no hay evaporación. O también cuando la temperatura del agua es mayor a la temperatura del aire. 5.- como se construye la escala de entropía del diagrama psicrometrico FINAL DE MAQUINAS TÉRMICAS 1.- Que influencia tiene la relación de compresión en la potencia de un compresor (de cilindro y pistón) y porque es importante conocerla R.- la influencia que tiene la relación de compresión se basa en si en que el tamaño del compresor es proporcional a su relación de compresión si 0 tendremos un flujo masico mas grande, por lo tanto no abra una buena compresión si = máxima el trabajo que llegara a consumir el compresor será también mayor esto nos ayudara a encontrar la potencia deseada y no llegar a sobredimensionar el tamaño del motor. 2.- para que es el subenfriador de líquido 3.- que diferencia hay entre la válvula termostatica de expansión con igualador interno y con igualador externo R.- la válvula termostatica con igualador interno se da cuando la presión del igualador a la salida de la válvula actúa internamente sobre la parte inferior del diafragma a una presión del refrigerante superior a la que en realidad requiere el recalentamiento para abrir la válvula y reducir la efectividad del evaporador. La válvula termostatica igualador externo es la que hace actuar sobre su…………….inferior de diafragma la presión del refrigerante a la……………del evaporador esto se consigue conectando por un pequeño tubo la tubería de admisión como cámara inferior del diafragma. 4.- para que es la válvula solenoide del equipo de laboratorio R.- sirve específicamente para regular el caudal de refrigerante entrante al evaporador. Estas son válvulas electromagnéticas mandada por corrientes eléctricas que son válvulas de cierre total, se instalan frecuentemente en tuberías de liquido y se cierran cuando el compresor no esta funcionando, esto evita el escape de liquido del condensador a través de la válvula de expansión y que se inunde el evaporador con lo que no alimentaría al compresor con liquido. 5.- cual es el punto de partida para construir el diagrama psicrometrico FINAL DE MAQUINAS TÉRMICAS 1.- Indique las cualidades o propiedades que interesan de los refrigerantes 2.- cual es el motivo……… propone que la compresión sea en etapas R.- en una compresión por etapas la r (relación de compresión) es pequeña por lo que el tamaño de los compresores serán pequeños y esto es más que todo por el factor económico. 3.- porque en el sistema electrolux se usa una tercera sustancia R.- el sistema electrolux es una versión del sistema de absorción, la circulación se efectúa por diferencia de densidades, y la vaporización se hace en presencia de una tercera sustancia que es el hidrogeno. El objeto del hidrogeno es ejercer una presión parcial que sumándose a la presión del amoniaco resulta una presión total el cual se igualara con la presión del condensador y generador. 4.- como se construye la escala de valores de entalpía del diagrama psicrometrico 5.- en un tanque se tiene aire a 7 kgf/cm2, 205 º C, 30 % de humedad relativa y se enfría hasta 50 ºC determine si habrá condensado o no. FINAL DE MAQUINAS TÉRMICAS 1.- porque algunas variables psicrométricas se definen tomando como base el kg de aire seco R.- 2.- Explique el sistema de refrigeración electrolux R.- El sistema electrolux se caracteriza por funcionar sin bomba de liquido la circulación se realiza en virtud de la diferencias de densidad de fluidos y la dicha revaporización del refrigerante tiene lugar en presionar de un tercer componente del sistema amoniaco y agua en el evaporador y en el absorbedor hay hidrogeno presente su función del hidrogeno trata sobre ejercer una presión parcial que sumándose a una presión parcial del amoniaco resulta una presión total que igual a la presión del amoniaco y agua en el condensador y generador 3.- cual es el criterio para proponer el separador de vapor parcial 4.- ¿Que tipo de dispositivo de estrangulamiento tiene el laboratorio? ¿Por qué? 5.- ¿Que función tiene la válvula solenoide del equipo de laboratorio y para que? R.- La válvula solenoide son válvulas electromagnéticas mandadas por corriente eléctrica y que se utiliza como válvula de cierre total frecuentemente se instalan en tuberías de líquido y se cierran cuando el compresor no esta en funcionamiento esto evita el escape del líquido del condensador a trabes de la válvula de expansión y que se ………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………… 6.- porque es importante el estudio de los gases ideales FINAL DE MAQUINAS TÉRMICAS 1.- ¿En que se sustenta la instalación del separador de vapor a presión intermedia? 2.- ¿Por qué la temperatura de congelación de distintos productos es menor a 0 ºC? 3.- ¿Cuándo se usa la válvula termostatica de expansión con igualador externo? 4.- ¿En el equipo de laboratorio se tiene una válvula solenoide para que sirve y donde recibe su señal de operación? 5.- ¿aire húmedo 30 ºC y 70% húmedo relativo esta en contacto con agua liquida a 5ºC ¿hay evaporación? ¿Por qué? PREGUNTAS DE LABORATORIO Válvula presostato: Es el que regula la presión de entrada y 106.- ¿Cómo se miden las temperaturas de bulbo seco y bulbo salida del compresor. Válvula Solenoide.-Es aquella que regula el húmedo? líquido refrigerante y hace que el flujo sea constante. Pueden medirse con un psicrometro de onda, un psicrometro de Termostato El termostato es un dispositivo de control que aspiración accionado a mano o un psicrometro sobre cuyos permite controlar la temperatura, en el equipo de laboratorio bulbos un ventilador sopla una corriente de aire. limita al sistema a trabajar en un rango de temperatura cuyás 107.- ¿Cómo se determina la humedad a baja temperatura? valores limites se establecen en el termostato. ¿Qué es el bulbo Usando un instrumento frecuente como ser el medidor del palpador? Es un sensor de temperatura. ¿Qué es un filtro? Es punto de rocío. cualquier objeto que puede detener el paso de ciertas partes de 109.- ¿En qué consisten los métodos indirectos para medir una sustancia, en el caso del filtro de laboratorio retiene polvillo humedad? del desgaste del compresor y la posible humedad. El filtro de Consiste en observar una propiedad de una sustancia que es laboratorio esta hecho de Drierite, que es Sulfato de cobre sensible a la humedad. La conductividad de los materiales anhídrido. ¿Para qué se usa la válvula solenoide en el equipo de higroscópicos, es un ejemplo de propiedades que se usan para laboratorio? La válvula solenoide es una electroválvula medidas indirectas. comandada por corriente eléctrica. Se usa como válvulas de 110.- ¿Cuáles son los procesos termodinámicos realizados por el cierre total. Se Instalan en las tuberías de líquido y se cierran aire? cuando el compresor no está funcionando evitando el escape del Algunos de los procesos fundamentales son calentamiento o líquido del condensador a través de la válvula de expansión y enfriamiento sensible, humedecimiento adiabático y no que se inunde el evaporador con lo que se alimentarla al adiabático, enfriamiento desecado y mezclado compresor con liquido al arranque de este. ¿Qué tipo de 111.- ¿En qué consiste el enfriamiento o calentamiento condensador es el del equipo de laboratorio? El tipo de sensible? condensador de laboratorio es de tipo serpentín que utiliza aire Consiste en una variación de temperatura de bulbo seco sin que atmosférico para transferir el calor del refrigerante a la se altere la relación de humedad. atmosfera, consta también de un ventilador que le colabora en 112.- ¿Qué es el calor latente? el proceso. ¿Para qué sirve el visor de líquido? Sirve como ayuda Es el calor cedido o absorbido al evaporar o condensar la para verificar la presencia de refrigerante en el sistema. El visor humedad del aire sin variación de la temperatura. de líquido es una conexión corta y transparente que permite ver 113.- ¿Qué es un enfriamiento y desecado? el flujo de refrigerante. El visor de líquido está situado antes de Es un proceso con reducción tanto de la temperatura de bulbo la válvula de expansión; muestra por la presencia o ausencia de seco como la de la relación de humedad. Un serpentín de burbujas de vapor, si el sistema tiene suficiente carga enfriamiento y desecado realiza este proceso. refrigerante. Compresor:Es de cilindro y pistón tipo hermético, 114.- ¿Qué es el secado químico? presenta 3 bovinas, relay, bovina de arranque. EL compresor Es un proceso por el cual el vapor de agua del aire es absorbido succiona gas y bota gas. La potencia es de 1HP 220V Succión por una sustancia higroscópica. Si este proceso se realizara 1,5Bar y de descarga 14 Bar Proceso: Compresor-condensador térmicamente aislado, es a entalpia constante y la relación de con ventilador-separador L_V-filtro-Visor de liq-valvula humedad disminuye, la temperatura del aire debe aumentar. solenoide Q=cte- válvula expansión automática-evaporador 115.- ¿Qué es una sustancia higroscópica? Las sustancias higroscópicas son aquellas que tienen una fuerte afinidad por tomar agua del medio ambiente, razón por cual se guardan en desecadores (recipientes de vidrio que se pueden someter a vacío y con gel de sílice en su interior para que absorba la humedad). 7.- ¿Qué estudia la Psicrometría? mezclas del aire y vapor de agua. 98.- ¿Por qué debemos comprender como se establece la carta psicrómetrica? Para conocer las limitaciones de la carta y para saber calculas las propiedades en otras condiciones. 99.- ¿Qué es la relación de humedad? Es el peso de vapor de agua mezclado con cada kilogramo de aire seco (W). 100.- ¿Por qué el aire es considerado un gas perfecto? Porque su temperatura es relativamente alta en comparación con su temperatura crítica. 101.- ¿A qué temperatura está referida la temperatura del aire seco y la de vapor de agua? La temperatura de aire seco está referida a -17,8°C y la del vapor de agua está referida a 0°C, es decir es nula para el líquido saturado a 0°C. 102.- En el saturador adiabático ¿En qué punto la T2 = Tbh cuando la humedad relativa es 100%? Cuando el aire no saturado pasa sobre la mezcla húmeda, un poco del agua de la mezcla se evapora. Como resultado se da la disminución de la temperatura que es la fuerza motriz para la transferencia de calor entre el aire y el agua. 103.- ¿Qué es la temperatura de bulbo húmedo? Es la temperatura indiciada por un termómetro que tiene su bulbo humedecido e inmerso en una corriente de aire evitando la transmisión de calor por radiación hacia o desde el termómetro. Es una medida del efecto del aire sobre el agua cuando está en íntimo contacto con ella, es un valor de la T q toma en cuenta el efecto de la HR ambiental y el potencial de evaporación. 104.- ¿De dónde procede la energía necesaria para evaporar agua? Del aire por transmisión de calor sensible o de la misma cantidad de agua por descenso de su propia temperatura. 105.- ¿Qué es la desviación de entalpías? Es una corrección que debe aplicarse al valor de la entalpia hallado prolongando la línea de bulbo húmedo hasta la escala de la entalpia. La desviación de entalpia es nula en la línea de saturación. Tubo capilar: dispositivo de expansión más sencillo y permite el paso del refrigerante líquido al evaporador. Consiste en un tubo de longitud grande y un diámetro pequeño, que al pasar el líquido refrigerante pierde presión a causa de la fricción y de la aceleración del refrigerante transformando parte del líquido en agua o cualquier otra sustancia.* Evaporador Inundado.-* 29.- ¿Qué es una tonelada de refrigeración?Es la cantidad de vapor. Válvula flotador: Es un tipo de válvula de expansión que Evaporador de Expansión directa (seco).- (Circulación Natural.- calor que se necesita extraer para cambio de fase líquido a mantiene al líquido a un nivel constante en una vasija, ésta Circulación forzada.- )* Evaporador Sobrealimentado.- solido de una tonelada de agua en una día. Equivale a extraer de mantiene un nivel constante de líquido refrigerante en el 67.- ¿Qué diferencia hay entre un evaporador inundado y un un cuerpo 3024kcal/hr evaporador. Cuando el líquido desciende por debajo del punto evaporador seco?La diferencia es que en el evaporador 31.- ¿Que es un enfriamiento magnético?Con más éxito para de control, la válvula se abre y se cierra cuando el líquido llega inundado el líquido entra por la izquierda, por una válvula de aproximarse al 0 absoluto. Para el enfriamiento magnético se hasta el punto de control. Válvula de expansión a presión expansión de tipo flotador, va hacia abajo y entra en los tubos usa una sal pragmática tal como el sulfato gadolinio sustancia constante: Es la encargada de mantener controlada la presión de serpentines. En cambio en el evaporador seco al usar una con propiedades magnéticas especiales se somete a un campo del evaporador y por lo tanto su temperatura es constante. válvula de expansión termostática algunos tubos recalientan el magnético, el campo magnético eleva la temperatura de las Válvula de expansión termostática: es un dispositivo de vapor refrigerante en vez de evaporar el líquido. sustancias pero el calor es extraído rápidamente por el helio que expansión, que tiene la capacidad de generar la caída de presión 77.- ¿Por qué se llama a un evaporador, evaporador seco? rodea a la sustancia y hierve a 1°K. A continuación se aísla necesaria entre el condensador y el evaporador en el sistema. Porque parte del evaporador se lo utiliza para el calentamiento térmicamente a la sustancia de helio, se aleja bruscamente el Básicamente su misión, en los equipos de expansión directa (o del vapor, este recalentamiento no tiene que ser mayor a los 5C, campo magnético, la temperatura de la sustancia desciende seca), se restringe a dos funciones: la de controlar el caudal de el evaporador seco se presenta cuando se utiliza una válvula de entonces a 0,001°K. refrigerante en estado líquido que ingresa al evaporador y la de expansión constante porque esta válvula mide el grado del 32.- Explique el enfriamiento eléctricoEs aquel que funciona con sostener un sobrecalentamiento constante a la salida de este. recalentamiento del gas de admisión que sale del evaporador un termopar y explicar que es termopar. Son dos uniones Para realizar este cometido dispone de un bulbo sensor de seco. interconectadas de metales diferentes en donde el circuito temperatura que se encarga de cerrar o abrir la válvula para así 85.- ¿Qué es un condensador y para qué sirve en el proceso de genera una fuerza electromotriz que se conoce como el efecto disminuir o aumentar el ingreso de refrigerante y su refrigeración?El condensador es un intercambiador de calor y Peltier. Cuyas uniones están a la misma temperatura. En este consecuente evaporación dentro del evaporador, lo que implica como su nombre lo indica, sirve para disipar al exterior del caso, se absorbe calor en una unión y se desprende en la otra. La una mayor o menor temperatura ambiente, respectivamente sistema de refrigeración, el calor absorbido en el evaporador parte que se enfría suele estar cerca de los 10º C aprx., mientras ¿Cuándo se usa la válvula de presión constante? que se genera en el proceso de compresión. que la parte que absorbe calor puede alcanzar rápidamente los Es una válvula que mantiene la P constante a su salida que es la Durante el proceso de compresión, se produce naturalmente el 80º C. entrada del evaporador, se utiliza cuando se quiere mantener la aumento de la temperatura y la presión del fluido refrigerante. 36.- Explique las características del sistema electrolux.El sistema T en un punto para controlar la humedad y evitar la congelación Para la continuidad de la refrigeración, es necesario que este gas electro lux es una versión del sistema de refrigeración por del agua que se enfría.¿Con igualador interno? En esta válvula la se enfríe y se condense, transformándose en líquido. absorción, no utiliza bomba de líquido y la circulación se hace en presión la presión del evaporador a la salida de la válvula actúa Condensadores enfriados por agua.- Condensadores enfriados virtud de las diferencias de densidades entre las sustancias. internamente sobre la parte inferior del diafragma, una presión por aire.- Condensadores de Evaporación.- Utiliza una tercera sustancia la cual es el hidrogeno, el objetivo del refrigerante mayor a la que existe en la tubería de admisión 87.- ¿Qué función tienen los purgadores? principal del hidrogeno es ejercer una presión parcial que en el punto donde se ha sujetado el bulbo palpador, esto Extraen el aire del sistema, funciona aspirando una mezcla de sumándose a la presión parcial del amoniaco da como resultado requiere aumentar el recalentamiento para abrir la válvula y vapor refrigerante y el aire del condensador o depósito, una presión total que iguala a la presión del amoniaco, del agua reducir la efectividad del evaporador. ¿Con igualador externo? condensando el refrigerante por enfriamiento o compresión y del condensador en el generador. Además la evaporación del Se usa para controlar la presión en el evaporador para ello usa dejando escapar los no condensables y devolviendo el líquido refrigerante se hace en presencia de esta tercera sustancia. un bulbo palpador que es un sensor de temperatura a la salida refrigerante al sistema. Se instalan en grandes sistemas de 69.- ¿Qué son las torres de enfriamiento?Las torres de del evaporador, usualmente está lleno del mismo líquido amoniaco o en sistemas de baja presión con compresor refrigeración o enfriamiento son estructuras para refrigerar agua refrigerante a través de la temperatura transfiere la presión a la centrifugo y otros medios a temperaturas muy altas. El uso principal de parte superior del diafragma, como la temperatura de 71.- Separador total: grandes torres de refrigeración industriales es el de rebajar la evaporación disminuye en el evaporador se comunica la salida Es un dispositivo que separa totalmente al líquido del vapor ya temperatura del agua de refrigeración utilizada en plantas de del evaporador a la parte inferior del diafragma a través de una que solamente entra líquido al evaporador. Para evitar el energía, refinerías de petróleo, y otras instalaciones industriales. tubería transfiriendo la presión a la salida del evaporador, arrastre del líquido al compresor, por eso se lo manda al En una torre de refrigeración húmeda el agua caliente puede ser permite controlar el recalentamiento del refrigerante en el separador. El efecto refrigerante es máximo cuando solamente enfriada a una temperatura inferior a la del ambiente, si el aire evaporador y mejorar su funcionamiento.(contrarresta la caída llega líquido al evaporador, los coeficientes de transmisión de es relativamente seco.La torre de enfriamiento pierde eficiencia de presión debido a los grandes evaporadores) calor son más eficientes cuando el evaporador es inundado. El cuando la humedad relativa aumenta ya que hace que se 47.- ¿Qué diferencia hay entre una compresión en serie y la evaporador será más chico porque circula líquido. reduzca la capacidad de evaporación del aire. compresión en paralelo?Serie=↑W, rc mas alta, ↑tamaño, 72.- ¿Cuál es el objetivo de proponer el separador de líquido 90.- ¿Qué es la refrigeración por absorción?El sistema de mayor gasto E, menor CO vapor?El objetivo es el ahorro de la potencia necesaria en el refrigeración por absorción es un medio de refrigeración que, al Paralelo=↓W, rc mas baja ↓tamaño menor gasto E mayor CO refrigerante ya que así el VS que se produce al expandir el igual que en el sistema de refrigeración por compresión, 49.- ¿Qué es un compresor rotativo?Es un compresor en el cual líquido refrigerante sé separa o se comprime antes de que aprovecha que las sustancias absorben calor al cambiar de el rotor gira en el interior de un estator cilíndrico. Durante la ocurra la expansión completa. La separación ocurre cuando la estado, de líquido a gaseoso. Así como en el sistema de rotación, la fuerza centrífuga extrae las paletas de las ranuras velocidad ascendente del vapor es suficientemente baja para compresión el ciclo se hace mediante un compresor, en el caso para formar células individuales de compresión. La rotación que las partículas de líquido caigan del dispositivo y no dañen el de la absorción, el ciclo se basa físicamente en la capacidad que reduce el volumen de la célula y aumenta la presión del aire. Los compresor.73.- ¿Para qué se utiliza el subenfriador de líquido?Se tienen algunas sustancias, como el bromuro de litio, de absorber dos tipos fundamentales son los rodillo y el tipo de alabes. usa porque debido a las grandes distancias que recorre el líquido otra sustancia, tal como el agua, en fase de vapor. El compresor 50.- ¿Qué es un compresor centrífugo?Un compresor centrífugo existe una caída de presión, por tanto se forma una mezcla, y es sustituido por el conjunto generador-absorbedor. Lo inventó aumenta la presión de un fluido por medio de un impulsor que como la válvula solo puede recibir líquido para su mejor Ferdinand Carré en 1859 en EEUU. acelera el flujo y un difusor que lo restringe. Este aumento del funcionamiento se hace la instalación de un subenfriador, para 91.- ¿Qué mejoras se le hace al sistema de absorción?Se le han flujo en un espacio restringido produce la presión. El compresor que esta caída de presión se efectúe en la zona de líquido añadido dos dispositivos al sistema tipo para reducir la centrífugo puede proporcionar una relación de compresión tan subenfriado. Para que con la caída de presión no se forme concentración de agua en el vapor que entra en el condensador. alta como un compresor alternativo, sin embargo, tienen que vapor, el subenfriador de líquido se usa generalmente en Estos dispositivos son el rectificador, el analizar y un utilizar múltiples etapas.Son casi libres de vibraciones y son instalaciones largas donde la caída de presión en las tuberías es intercambiador de calor entre el generador y el absorbedor, por silenciosos para su tamaño, requieren poca potencia para el considerable.74.- Intercambiador de calor:Un intercambiador de lo cual hace que se reduzca el costo del sistema. arranque y necesitan escasos servicios y mantenimiento. calor es un dispositivo diseñado para transferir calor entre dos 92.- Indique en que circunstancia el sistema de refrigeración por Ocupan poco espacio y no pueden ser movidos por las turbinas medios, que estén separados por una barrera o que se absorción compite con el sistema de compresión.La ventaja del de vapor, lo que puede ayudar al balance de una planta. encuentren en contacto.Intercambiadores de contacto directo: sistema por absorción es que tiene una fuente de energía 52.- ¿Cuáles son las diferencias fundamentales entre un ciclo son aquellos dispositivos en los que los fluidos sufren una distinta a la del sistema por compresión, y esta fuente real de compresión de vapor y el ciclo estándar?Las caídas de mezcla física completa.75 ¿Qué ventajas concretas ofrece el energética es precisamente el calor, que se lo obtendría del gas presión en el condensador y en el evaporador, la compresión no Intercambiador de líquido vapor?Ofrece varias ventajas unas de 94.- ¿Qué es el sistema de absorción tipo?Resulta cuando el es isoentropica y hay una pérdida de rendimiento debido a la ellas son el aumento del efecto refrigerante, y el compresor de un sistema de compresión de vapor se sustituye fricción. El recalentamiento a la salida del evaporador. subenfriamiento del líquido a la salida del condensador para por el conjunte generador - absorbedor. El conjunto generador - 57.- ¿Qué condiciones deben darse para que el agua se evapore? evitar la formación de burbujas de vapor que impidan la absorbedor comprime el vapor refrigerante, absorbiendo Se evapora debido a una diferencia de presiones del líquido y circulación del líquido refrigerante a través de la válvula de primero el vapor por un líquido, aumentando la presión del del vapor de agua, aquellas moléculas que se encuentran en la expansión y para que una mayor cantidad de líquido entre al líquido hasta la del condensador y liberando después el vapor. superficie están en mayor movimiento por tanto esas moléculas evaporador, como existe más VR debido al IC se garantiza que Cuando el vapor refrigerante se disuelve en el absorbente, la escapan convirtiéndose en vapor llevando un espacio de aire a la no le llegue liquido al compresor. temperatura de la solución tiende a aumentar. Para oponerse a atmósfera. Lógicamente cuanto mayor sea la temperatura del 76.- Explique el proceso de humidificación adiabático esto un serpentín refrigerador extrae este calor de solución. La sistema la proporción de moléculas que se escapa será mayor. Tener una temperatura de bulbo húmedo constante. La masa de solución en el absorbedor se llama solución fuerte porque es Este fenómeno depende también de la humedad relativa del aire seco se mantiene constante La HR es aproximadamente rica en refrigerante. La bomba toma esta solución, aumenta la aire, puesto que al igual que hay moléculas que escapan hay 100% a la salida La relación de humedad W2>W1 presión e introduce la solución fuerte en el generador. Cuando otras que pasan de la atmósfera al sistema líquido. 27.- ¿Que es un sistema de refrigeración de cascada? el vapor refrigerante abandona la solución en el generador, la 58.- ¿Cuándo no existe evaporación?* Cuando no existe la Proceso de refrigeración por etapas, es decir, dos o más ciclos de solución se hace débil, es decir tiene una pequeña concentración diferencia de presión liquido - vapor.* Cuando la presión de refrigeración que operan en serie. En un ciclo de refrigeración de de refrigerante. Desde el generador el refrigerante pasa por el saturación (Ps) es mayor que la presión de vapor (Pv). dos etapas, los ciclos se conectan por medio de un condensador, válvula de expansión y evaporador, lo mismo que * Cuando la temperatura del vapor comienza a aumentar. intercambiador de calor en medio, el cual sirve como en el sistema de compresión de vapor. Sistema agua - amoniaco: 62.- ¿Qué es un evaporador de un sistema de refrigeración? evaporador para el ciclo superior y como condensador en el ciclo Sistema bromuro de litio - agua: Es un intercambiador de calor en el cual el calor pasa desde la inferior. La ventaja es la posibilidad de usar 2 refrigerantes 4.- ¿De qué depende el valor del efecto refrigerante y Cuando sustancia que se va a enfriar hasta el refrigerante en ebullición. diferentes en los sistemas de baja y alta temperatura. alcanza su valor máximo?Son la fracción de líquido que ingresa El fin de un sistema de refrigeración es absorber calor del aire, al evaporador (1-X) y el calor latente de vaporización que depende de (P, T) diferencia de entalpias. Llega a alcanzar ER máximo cuando solo ingresa líquido al evaporador y esto se da en un evap.inundado. ER = (1-X) ƛv` ER = ƛv 16.- ¿Qué es la salmuera o Solución Salina?Es la combinación del hielo que se pone en contacto con una sal tal como sulfato de amoniaco o cloruro sódico pero añadiendo calor en el cual se forma una solución salina obteniéndose a una temperatura menor que 0. Se utiliza como refrigerante secundario, se enfrían en el evaporador como un sistema de refrigeración y se trasladan después por tuberías al lugar donde requiere hacer la refrigeración el uso de la salmuera, puede ser aconsejable para mantener los serpentines y tuberías que contiene el refrigerante toxico lejos de los espacios ocupados por personas o alimentos que puedan contaminarse.18.- ¿Cómo afecta el porcentaje de sal en el comportamiento de la salmuera? El punto E se llama punto eutéctico y representa la concentración a la cual puede alcanzarse la más baja temperatura sin solidificación. 19.- ¿Que es una criogenia?Tratamiento en fríos de los metales, la licuefacción y separación de gases, los ensayos de resistencia al medio ambiente de personas y productos21.- ¿Que es el anhídrido carbónico seco (Hielo Seco)?Es una sustancia muy usada para producir bajas temperaturas, el hielo seco se sublima de estado sólido a vapor a - 78,3 C a presión atmosférica, sus usos principales son la conservación de materiales perecederos y resuelve el problema de la eliminación del líquido precedente de la fusión.23. ¿Cómo se forma la escarcha?Cuando las superficies del evaporador funcionan por debajo de 0°C, se formara escarcha si el aire en contacto con el evaporador tiene el punto de rocío superior a la temperatura del metal. 39.- ¿Qué es el rendimiento volumétrico? Son las bases para predecir la bondad de funcionamiento de los compresores, se consideran 2 tipos, el real y de espacio muerto (ideal). Factores La re expansión del gas contenido es el único factor que tiene influencia en el rendimiento volumétrico de un compresor ideal. Para evaluar el rendimiento real deben considerarse los efectos de la caída de presión a través de las válvulas de admisión y de escape, las fugas por los pistones y válvula, el volumen del gas admitido en el cilindro y el espacio nocivo. Si la presión de admisión y la presión de descarga son iguales, el rendimiento volumétrico es 100%, así como también si no se tiene espacio nocivo. 55.- ¿Cuál es la diferencia entre vapor y gas? La diferencia está en que un vapor puede convertirse en un líquido aumentando suficientemente la presión, mientras que un gas no puede convertirse en un líquido a presión alguna si además no se lo enfría. Todas las sustancias tienen una temperatura crítica que marca la transición entre ambos estados. Por encima de esta temperatura crítica la sustancia es un gas y no puede licuarse (transformarla en un líquido) por compresión. Por debajo de esa temperatura crítica, esa misma sustancia se puede pasar al estado líquido aumentando la presión y se la llama vapor.56.- ¿Bajo qué argumento se considera el vapor de agua como gas ideal?El vapor de agua es considerado como gas ideal porque: Las moléculas de vapor de agua están dispersas en el aire seco y se encuentran bastantes separadas de manera que no hay interacción entre las moléculas de vapor. Al no haber interacción entre las moléculas de vapor de agua este se comporta como si estuviera solo. Como ambos se comportan, como si estuvieran solos se lo considera un comportamiento ideal.82.- ¿Cómo se construye el diagrama de entalpias del diagrama psicométrico?Se construyen de la siguiente forma: Por ejemplo se toman un determinado valor de la entalpia y se utiliza la formula h=Cp*(T-Tref)+hv*W se van dando valores de temperatura con sus respectivos valores de hv y se despeja W hallando su valor de esta forma se obtienen las líneas de entalpia que dependen de la temperatura y de la relación de humedad. La temperatura de referencia es una temperatura elegida como parte de partida para los cálculos y las tablas, se puede elegir de manera arbitraria, La temperatura de referencia utilizada en el diagrama psicométrico corresponde a menos 17.5oC que es aproximadamente 0.F También los valores de h en el diagrama psicométrico están medidos a una presión de 1.033 que equivale a 1 atm.84.- ¿Qué es una máquina térmica?Es un dispositivo que trabaja en un ciclo que recibe calor de una fuente de alta temperatura realiza un trabajo mecánico y el calor no aprovechado lo entrega a una fuente de baja temperatura.89.- ¿Qué es un punto eutéctico? Representa la concentración a la cual puede alcanzarse la más baja temperatura sin solidificación, el aumentar la concentración de sal en la solución más allá de este punto no tiene ningún interés ya que la temperatura de congelación aumentaría. La congelación de alimentos es una forma de conservación que se basa en la solidificación del agua contenida en éstos. Por ello uno de los factores a tener en cuenta en el proceso de congelación es el contenido de agua del producto. En función de la cantidad de agua se tiene el calor latente de congelación. El calor latente del agua es la cantidad de calor necesario para transformar 1 kg de líquido en hielo, sin cambio de temperatura, en este caso es de 80 kcal/kg. Otros factores son la temperatura inicial y final del producto pues son determinantes en la cantidad de calor que se debe extraer del producto. En alimentación se define la congelación como la aplicación intensa de frío capaz de detener los procesos bacteriológicos y enzimáticos que alteran los alimentos. Tipos de congelación Por aire: una corriente de aire frío extrae el calor del producto hasta que se consigue la temperatura final Por contacto: una superficie fría en contacto con el producto que extrae el calor Criogénico: se utilizan fluidos criogénicos, nitrógeno o dióxido de carbono, que sustituyen al aire frío para conseguir el efecto congelador Cambios de volumen El paso de agua a hielo comporta un aumento de volumen cercano al 9 %. Debido a este fenómeno los alimentos más ricos en agua se expanden más que aquellos cuyo contenido es menor. Esto puede dar lugar a fracturas o agrietamientos. Es importante tenerlo en cuenta a la hora de fabricar el envase si este puede ir muy ajustado. El punto de congelación de un líquido es la temperatura a la que dicho líquido se solidifica debido a una reducción de energía. 1 El proceso inverso se denomina punto de fusión. El punto de congelación se alcanza en una solución cuando la energía cinética de las moléculas se hace menor a medida que la temperatura disminuye; el aumento de las fuerzas intermoleculares de atracción y el descenso de la energía cinética son las causas de que los líquidos cristalicen. Las soluciones siempre se congelan a menor temperatura que el disolvente puro. La temperatura de congelación del agua pura es 0ºC. Para la mayoría de sustancias ambas temperaturas son iguales. Por ejemplo para el mercurio, cuya temperatura de fusión y de congelación es 234,32 K (−38,83 °C). Sin embargo otras sustancias como el Agar-Agar tienen distintas temperaturas para la fusión y la congelación siendo que se vuelve líquido a 85 °C y sólido a una temperatura entre 32 °C y 40 °C; a este fenómeno se le conoce como histéresis. En el caso del agua, el punto de fusión y de congelación es el mismo: 0 °C. Esto es en presencia de núcleos de cristalización en el líquido, ya que si éstos no están presentes, el agua líquida puede enfriarse hasta −42 °C sin que se produzca la congelación en un proceso llamado sobrefusión. COMPRESORES PARA REFRIGERACION COMPRESORES El componente más importante de cualquier sistema de Refrigeración o Aire Acondicionado es elCOMPRESOR, éste se encarga de hacer circular por el sistema el refrigerante, el cual es comprimido para elevarle la presión hasta un valor, de tal forma que pueda condensarse ( obtenerlo en estado líquido ), luego el refrigerante líquido cumplirá la función de retirar calor del espacio refrigerado a travez del evaporador cuando el líquido cambie de fase y pase al estado de vapor. Hay varios tipos de compresores para este propósito, los mas conocidos son: COMPRESORES ALTERNATIVOS O DE PISTON Han sido los más populares, porque aún son utilizados por la mayoría de los equipos domésticos, congeladores y enfriadores de bajo porte, e igualmente en los equipos de aire acondicionado residenciales. Su mecanismo es similar a los motores de combustión interna que utilizan los vehículos, con la diferencia, que los compresores para refrigeración convierten la potencia de la energía eléctrica en potencia frigorífica. Hoy día existe la tendencia de reemplazarlos por los compresores Rotativos o los Scroll, dea que éstos poseen niveles de ruido mucho más bajos que los compresores alternativos o de pistón. Su principal desventaja consiste en que se requiere de media revolución para aspirar y llenar el cilindro de refrigerante y la media restante para comprimirlo COMPRESORES ROTATIVOS Su mecanismo está diseñado para que funcione de tal manera que en una revolución completa se logra la aspiración y compresión simultánea del gas refrigerante. Este está compuesto básicamente por un cilindro, una escéntrica que gira dentro del cilindro y hace las veces de pistón y una, dos, o cuatro paletas resortadas que separan las diferentes zonas de aspiración y compresión. Tienen un 50 % menos de partes móviles que los compresores de pistón, lo cual los convierten en equipos más versátiles. Como se mencionó anteriormente, son mas silenciosos, lo cual los hace mas elegibles por los clientes. Si observamos y analizamos los dibujos, identificamos que la descarga del compresor está ubicada en el sitio que dice "escape", si la escéntrica gira en el sentido de las manecillas del reloj, cada uno de los espacios separados por las paletas va disminuyendo de volumen lo cual nos indica que en el compresor de 4 paletas se está generando compresión simultánea en cuatro sectores. Esta la principal ventaja comparado con el compresor alternativo COMPRESORES SCROLL El diseño de este tipo de compresor es sencillamente extraordianario, tiene solamente 3 partes móviles lo cual minimiza la posibilidad de fallas mecánicas. La parte del compresor se compone de un Caracol fijo y un caracol móvil, el cual desarrolla movimientos orbitales siguiendo micrometricamente el desarrollo del caracol fijo. Cuando analicen la animación, podrán determinar que el refrigerante es succionado por el compresor en los extremos del scroll, el mecanismo va comprimiendo el refrigerante en 4 sectores al mismo tiempo y lo va transportando hacia el centro del caracol, cada uno de los espacios va disminuyendo gradualmente de volumen, hasta que llega al centro ( descarga ) con la presión de alta requerida para el proceso . GENERALIDADES DE LOS COMPRESORES SCROLL En su funcionamiento no se producen movimientos de rotación sino movimientos orbitales. La acción centrífuga del Scroll orbitante efectúa un sello de los flancos en el scroll estacionario El refrigerante comprimido va saliendo por el centro del scroll hacia la cámara de descarga Durante una orbita, varias cámaras del scroll efectúan el proceso de compresión simultáneamente, produciendo una compresión continua y un accionar suave del compresor Sus 3 partes móviles reemplazan las aproximadamente 15 partes móviles de un compresor de pistón El scroll no requiere de válvulas de succión y descarga, eliminando las pérdidas por escapes en los flappers. Un scroll es entre un 12 y 15 % mas eficiente que uno de pistón No hay volumen de claro ni reexpansión Operación silenciosa. Se ha eliminado el ruido producido de los flappers, debido a su proceso de compresión continuo. COMPRESORES DE TORNILLO Como su nombre lo indica, está compuesto por unos mecanismos similares a un tornillo sinfin, en la mayoría de los casos por dos tornillos ( macho y hembra) los cuales están mecánicamente ajustados para obtener su mayor eficiencia en el proceso de compresión. El refrigerante es succionado por uno de los extremos del conjunto y llevado al otro extremo en la dirección del movimiento de los tornillos. Su principal ventaja en este diseño consiste en que pueden trabajar a mayores velocidades comparados con los tipos anteriores y que el proceso de compresión de refrigerante es continuo sin ningún tipo de oscilaciones en ninguno de los puntos del mecanismo. El rotor macho es el tornillo motriz del sistema, está conformado por 6 lóbulos mientras la hembra tiene 4, con este diseño se obtiene la máxima eficiencia del compresor. Una observación rápida nos permite determinar que el rotor hembra se mueve a una velocidad mayor que el tornillo macho El ajuste entre los lóbulos de los tornillos y la carcaza del compresor es un conjunto cerrado que permite la inyección de aceite dentro del compresor, este aceite como en el resto de compresores sirve para refrigerar las partes móviles. El ajuste entre los cojinetes y rotores es de tal magnitud, que la película de aceite no permite el contacto físico entre los rotores ni la carcaza del compresor, razón por la cual es casi inexistente el desgaste de sus componentes. Estos compresores son máquinas que nos suministran altas capacidades de enfriamiento, del orden de 70 T.R. hacia arriba, sin embargo, son máquinas relativamente sencillas en cuanto respecta a su sistema de lubricación y control de capacidad, el cual está conformado por una corredera que funciona con la presión de aceite y un conjunto de vávulas solenoides que pueden controlar la capacidad de enfriamiento desde un 25 hasta un 100% COMPRESORES CENTRIFUGOS: Este es otro tipo de máquina pesada utilizada principalmente en grandes sistemas de Aire Acondicionado o en procesos industriales que requieren alta capacidad de enfriamiento. Su mecanismo principal está compuesto por turbinas conformadas por ruedas de álabes en donde el refrigerante entra por el centro de la rueda a lo largo del eje y es descargado radialmente por la periferia de las mismas por acción de la fuerza centrífuga, esto aumenta la presión y por consiguiente la temperatura del refrigerante. Pueden ser de una o varias etapas dónde una rueda de turbina descarga a la siguiente y así sucesivamente. Sus evaporadores son del tipo inundado en los cuales la succión del compresor reduce la presión del refrigerante para que éste se vaporice a la temperatura que corresponda según la presión. Generalmente son máquinas que enfrían principalmente agua o algún tipo de solución anticongelante, con el fin de obtener temperaturas por debajo del punto de congelación del agua sin riesgo para la máquina por este motivo Psicrometría Psicrometría, es una rama de la ciencia dedicada al estudio de las propiedadestermodinámicas del aire húmedo y el efecto de la humedad atmosférica en los materiales y en el confort humano.2 3 El aire húmedo, está constituido por una mezcla de aire seco y vapor de agua. El cálculo de sus parámetros, se puede hacer analíticamente mediante las ecuaciones que los relacionan o gráficamente mediante diagramas construidos a partir de esas ecuaciones. En la práctica se utiliza más este segundo método, por su rapidez sin gran menoscabo de la exactitud y porque ofrecen un resultado visual de la transformación. Usos El cálculo psicrométrico y el estudio de las transformaciones del aire son necesarios para su acondicionamiento en multitud de campos: conservación de alimentos en cámaras, climatización de locales, procesos de secado y fabricación de medicamentos, metrología, atmósferas explosivas, ambientes en salas de informática, industria textil, salas blancas, etc. Diagrama psicrométrico Un diagrama psicrométrico o carta psicrométrica es un gráfico integrado por familias de curvas, trazadas a partir de las ecuaciones de estado que relacionan los parámetros que caracterizan la mezcla aire-vapor de agua. Para poder determinar todos los parámetros del aire húmedo, se necesitan conocer previamente, al menos tres de ellos. Con esta premisa, resulta complicado representar la resolución de un problema en un gráfico de dos dimensiones. Para solventar el problema, se fija una de las variables: la presión atmosférica. Esto implica que se requiere un diagrama distinto para cada localidad, según sea su altitud sobre el nivel del mar, o bien, resolver el problema sobre un diagrama cualquiera y posteriormente corregir los resultados en función de la diferencia de presiones entre el diagrama utilizado y la localidad en cuestión. La mayor parte de los diagramas están construidos para la presión a nivel del mar (101.325 Pa) Solventado este problema, se trata de marcar en unos ejes coordenados4 un punto a partir de dos variables conocidas y leer el valor de todas las demás líneas que pasan por ese punto, que representan un valor constante de cada parámetro y han sido trazadas a partir de las ecuaciones de estado correspondientes. Existen tres tipos de diagrama según su construcción: El diagrama de Mollier: utiliza como variables independientes; la humedad específica en el eje de "abcisas" y la entalpía en "ordenadas", de forma que las líneas paralelas verticales son líneas de humedad específica constante y las paralelas horizontales, lo son de entalpía constante, las demás variables vienen representadas por familias de curvas con distintas inclinaciones. Los ejes en este diagrama forman un ángulo bastante menor de 90º, generalmente 40º. El origen de entalpías se toma en t=0ºC y w= 0 g vapor agua/kg aire seco. El diagrama de ASHRAE (American Society of heating, Refrigerating and Air-Conditoning Enginers) es el propuesto por esta entidad Americana, líder en la investigación y tecnología del aire acondicionado. Las variables elegidas para los ejes son : la temperatura seca en "abcisas" y humedad específica en "ordenadas". El eje vertical se sitúa a la derecha del plano, al contrario que el de Molliere que se ubica a la izquierda. Los ejes forman un ángulo algo mayor de 90º. El origen de entalpías es el mismo que el de Mollier. El diagrama de Carrier. Es el más utilizado actualmente. Todo lo dicho a continuación, se refiere a este diagrama. En él se representan la temperatura seca en "abcisas" y la humedad específica en "ordenadas". Los ejes forman un ángulo de 92,5º con lo cual, las líneas de entalpía del aire húmedo constante y de temperatura de bulbo húmedo constante son prácticamente líneas rectas. Estas dos líneas, realmente arcos de hipérbola, resultan casi coincidentes, en la zona más normalmente utilizada, debido al proceso de saturación adiabático considerado. Por esta circunstancia, algunos diagramas solo representan la línea de bulbo húmedo y algunos además, añaden una familia de curvas de desviación de la entalpía respecto al valor leído sobre la línea de temperatura húmeda. Otra consideración es el origen de entalpías. En el diagrama de Carrier, el valor de entalpía 0, se sitúa en el punto de temperatura seca 0ºC y humedad relativa 100%, diferente de los tomados en el de Mollier y en el de ASHRAE, por lo que los valores absolutos de entalpía para un punto determinado son diferentes en cada diagrama, pero no las diferencias relativas entre dos puntos que son idénticas en todos ellos. Las distintas líneas que forman el diagrama psicrométrico se definen a continuación: Líneas de temperatura seca constante La temperatura seca es una de las variables independientes y está representada en el eje X. Son líneas paralelas al eje Y. Su unidad es ºC. Líneas de humedad constante La humedad es la otra variable independiente y está representada en el eje Y. Son líneas paralelas al eje X. Este eje está a la derecha del diagrama. Su unidad es g ó kg de vapor de agua/kg de aire seco. Líneas de presión de vapor constante Existe una relación directa entre la humedad específica y la presión parcial de vapor, con lo que, a veces, se añade una doble escala en el eje Y representando la presión parcial de vapor. Las líneas de presión parcial de vapor constante son paralelas al eje X. Su unidad es el pascal. Líneas de humedad relativa constante Son líneas curvas expresadas en tanto por ciento. La correspondiente al 100% es la denominada curva de saturación, que limita el diagrama por su lado izquierdo. Líneas de temperatura húmeda constante Son arcos de hipérbola, aunque en su representación gráfica son prácticamente líneas rectas de pendiente negativa con respecto a los ejes. Su unidad es ºC. Líneas de entalpía específica constante Son arcos de hipérbola, aunque en su representación gráfica son prácticamente líneas rectas de pendiente negativa con respecto a los ejes y prácticamente coincidentes con las de temperatura húmeda constante. Las unidades de la entalpía específica son. kJ/kg de aire seco. En el sistema Técnico (aún muy utilizado) kcal/kg aire seco Líneas de temperatura de rocío constante Como la temperatura de rocío depende únicamente de la presión parcial del vapor, se puede añadir al diagrama una tercera escala en el eje Y con la temperatura de rocío, siendo la línea de temperatura de rocío constante paralela al eje X. Se suele representar dicha temperatura sobre la línea de saturación, correspondiente a una humedad relativa del 100%. Líneas de volumen específico constante Son aparentemente rectas paralelas con cierta pendiente sobre los ejes. Sus unidades son m3/kg aire seco. Humedad del aire La humedad del aire se debe al vapor de agua que se encuentra presente en la atmósfera. El vapor procede de la evaporación de losmares y océanos, de los ríos, los lagos, las plantas y otros seres vivos. La cantidad de vapor de agua que puede absorber el aire depende de su temperatura. El aire caliente admite más vapor de agua que el aire frío. Una forma de medir la humedad atmosférica es mediante el higrómetro. El vapor de agua tiene una densidad menor que la del aire, por tanto, el aire húmedo (mezcla de aire y vapor de agua) es menos denso que el aire seco. Por otra parte, las sustancias al calentarse dilatan, lo que les confiere menor densidad. Todo ello hace que el aire caliente que contiene vapor de agua se eleve en la atmósfera terrestre. La temperatura de la atmósfera disminuye una media de 0,6 °C cada 100 m en adiabática húmeda, y 1,0 °C, en adiabática seca. Al llegar a zonas más frías el vapor de agua se condensa y forma lasnubes (de gotas de agua o cristales de hielo). Cuando estas gotas de agua o cristales de hielo pesan demasiado caen y originan las precipitaciones en forma de lluvia o nieve. Aire saturado En climatización se emplea la expresión aire saturado, con la que se quiere indicar que la presión parcial del vapor de agua en la mezcla es igual a la presión de saturación de vapor a la temperatura de la mezcla , o dicho de una forma más simple aunque menos exacta, el aire contiene la máxima cantidad de vapor de agua que puede contener a la temperatura a la que se encuentra. Punto de rocío Si una mezcla aire-vapor de agua se enfría a presión constante, o lo que es prácticamente lo mismo, sin variar el contenido de vapor de agua que tiene el aire, se llega a una temperatura en la que el vapor comienza a condensar. Esa temperatura es la llamada punto de rocío y a esa temperatura la humedad relativa será del 100%. Un ejemplo de ello es el rocío, que se debe a que al disminuir la temperatura de madrugada, la humedad relativa del aire alcanza el 100%, el vapor de agua que ya no admite el aire, condensa en forma líquida en la superficies de los objetos, hojas, flores, etc. Cuando esto ocurre en un local cerrado, puede producirse sobre cualquier superficie que esté por debajo de la temperatura de rocío, como en el vidrio de una ventana o un muro sin aislamiento. El rocío, en el exterior, se puede producir tanto en invierno como en verano (sobre todo enclimas continentales, en los que hay gran contraste de temperaturas entre el día y la noche). Cuando este fenómeno ocurre en invierno, con temperaturas por debajo de 0°C, la helada convierte el rocío en escarcha. Humedad relativa También con este concepto hay que hacer algunas precisiones. Se define la humedad relativa como la relación entre la fracción molar del vapor de agua en el aire y la fracción molar del vapor de agua en el aire saturado a la misma temperatura4 Es decir, prácticamente, la humedad relativa se define como el tanto por ciento de presión de vapor que tiene el aire respecto de la máxima que puede tener a esa temperatura. Existe otro concepto llamado Grado de saturación, que se define como la relación entre la cantidad de vapor de agua que contiene el aire y la cantidad máxima que podría contener si estuviese saturado a esa temperatura. En consecuencia, se puede considerar sin mucho error, que humedad relativa es el tanto por ciento de vapor de agua que tiene el aire con relación al máximo que podría tener si estuviera saturado a esa temperatura. Punto de rocío El punto de rocío o temperatura de rocío es la temperatura a la que empieza a condensarse el vapor de agua contenido en elaire, produciendo rocío, neblina, cualquier tipo de nube o, en caso de que la temperatura sea lo suficientemente baja, escarcha. Para una masa dada de aire, que contiene una cantidad dada de vapor de agua (humedad absoluta), se dice que la humedad relativa es la proporción de vapor contenida en relación a la necesaria para llegar al punto de saturación, expresada en porcentaje. Cuando el aire se satura (humedad relativa igual al 100 %) se llega al punto de rocío. La saturación se produce por un aumento de humedad relativa con la misma temperatura, o por un descenso de temperatura con la misma humedad relativa Punto de rocío en el aire comprimido En el aire existen múltiples gases, principalmente: oxígeno, nitrógeno y vapor de agua. Este último, a diferencia de los otros dos, no es estable. La ley de los gases de Dalton nos permite analizar su comportamiento: “En una mezcla de gases, la presión total del gas es la suma de las presiones parciales de los gases que lo componen.” La cantidad máxima de vapor de agua que puede contener el aire, está determinada también por la temperatura. Se denomina Punto de rocío a la temperatura en la que comienza a condensarse el agua. Esta condensación del agua es un problema importante en las instalaciones de aire comprimido. Para evitar la condensación de agua existen equipos que secan el aire, reduciendo los niveles de vapor de agua para que no perjudiquen a nuestra instalación o proceso. Utilizamos la temperatura de Punto de rocío para medir el grado de sequedad del aire comprimido. Conceptos importantes: Punto de rocío Atmosférico: la temperatura a la que el vapor de agua comienza a condensarse en la naturaleza (a la presión atmosférica). Punto de rocío a Presión: la temperatura a la que el vapor de agua comienza a condensarse con una presión superior (temperatura de condensación que afecta en una instalación de aire comprimido). Termómetro de bulbo húmedo El termómetro de bulbo húmedo es un termómetro de mercurio que tiene el bulbo envuelto en un paño de algodón empapado de agua, que se emplea para medir latemperatura húmeda del aire. Al proporcionarle una corriente de aire, el agua se evapora más o menos rápidamente dependiendo de la humedad relativa del ambiente, enfriándose más cuanto menor sea ésta, debido al calor latente de evaporación del agua. La corriente de aire puede darse mediante un pequeño ventilador o poniendo el termómetro en una especie de carraca para darle vueltas. Se emplea históricamente en las estaciones meteorológicas para calcular la humedad relativa del aire y la temperatura de rocío, mediante fórmulas matemáticas ográficos/cartas psicrométricas, utilizando como datos las temperaturas de bulbo húmedo y de bulbo seco (esta última es la temperatura medida con un termómetro común en el aire). Ambos termómetros suelen estar montados sobre un soporte, a distancias normalizadas, formando el instrumento llamado psicrómetro.1 La misma información, con distinta precisión, puede obtenerse con un higrómetro. Se utiliza también para valorar el influjo de la humedad ambiente sobre la comodidad de los usuarios de locales (más exactamente, mediante diversos índices que reflejan lasensación térmica). 1.- ¿Indique que variables afectan el valor del En resumen mientras mas se aproxime a la efecto refrigerante y cuando alcanza su concentración eutéctica se puede alcanzar máximo valor e indique que es este valor? una más baja temperatura de congelación. El R.- las variables que afectan el valor del aumentar la concentración de la solución más efecto refrigerante son: allá del punto eutéctico no tiene interés porque la temperatura de congelación E.R. 1 X v aumentaría. Donde: 3.- ¿Haga una exposicion de las variables que 1 X Fracción de líquido que ingresa al se toman en cuenta para la seleccion de un refrigerante? evaporador. Muchos factores deben tomarse en cuenta al v Calor latente de vaporización que elegir un refrigerante estos factores pueden depende de (P o T) es la diferencia de agruparse en propiedades: termodinámicas, entalpías. químicas y físicas. El efecto refrigerante alcanza su máximo valor 0 a) Termodinámicas: E.R. 1 X v Presión de evaporación y cuando: ósea cuando solo condensación. ingresa líquido al evaporador y esto se da en Punto de congelación. un evaporador inundado. Caudal en volumen por ton. de refrigeración. Este valor es la cantidad de calor absorbido por la cantidad de liquido refrigerante Potencia por ton. de refrigeración y coeficiente de funcionamiento. ingresando al evaporador, por eso se lo expresa en (Kcal/Kg). b) Químicas: Inflamabilidad. 2.- ¿Como afecta el porcentaje de sal en el comportamiento de las salmueras? Toxicidad. Reacción con los materiales. Supongamos una solución de sal y agua. Daños a los productos refrigerados. Temp. A c) Físicas: Liquido Tendencia a las fugas y detección. B Viscosidad y conductividad térmica. Acción sobre el aceite. C Preferencia personal. Liquido y hielo Liquido y sal D 4.- ¿Porque en el sistema electrolux se utiliza Sólido una tercera sustancia? Concentración La presencia de una tercera sustancia Esta grafica describe como afecta el “hidrogeno” permite la circulación sin el uso de una bomba mecánica. porcentaje de sal en el comportamiento de las salmueras. Si tenemos una salmuera a la La circulación se realiza en virtud de la temperatura A y con una concentración M y diferencia de densidad de los fluidos y la evaporación tiene lugar en presencia esta en estado liquido. Si se la enfría se del tercer componente hidrogeno. mantiene en estado liquido pero su El objeto del hidrogeno es ejercer una temperatura desciende hasta B si se sigue enfriando hasta C resulta una mezcla de hielo presión parcial que sumándose a la y salmuera con una mayor concentración de presión parcial del amoniaco da como resultado una presión total que………… sal porque parte del agua se convirtió en a la presión del amoniaco y del agua hielo. Enfriando por debajo de D se solidifica en el condensador y en el generador. toda la mezcla. El punto E se llama punto eutéctico y representa la concentración a la cual puede alcanzarse la mas baja 5.- ¿Indique los distintos sistemas de refrigeracion por absorcion y su campo de temperatura sin solidificación. aplicacion? 1 Hay dos distintos tipos de refrigeración por de este punto no tiene ningún interés ya que absorción que son: la temperatura de congelación aumentaría. a) sistema agua-amoniaco b) sistema bromuro de litio-agua 8.- ¿Indique en que circunstancias el sistema Tienen distintos tipos, campo de aplicación de refrigeracion por absorcion compite con el porque usan distintos tipos de refrigerante. sistema por compresion? a) El sistema agua-amoniaco que utiliza En el área rural donde no llega la agua como absorbente y amoniaco energía eléctrica por ejemplo. Ya que como refrigerante es popular en el sistema de refrigeración por aplicaciones industriales cuando se absorción tiene una fuente de energía refrigeren bajas temperaturas por distinta a la del sistema por compresión debajo de 0ºC se puede utilizar de vapor, utiliza energía térmica que es entonces en la congelación de el calor que se lo podría obtener del alimentos como ser carne. gas natural por ejemplo. b) El sistema bromuro de litio-agua utiliza el En Bolivia que tiene inmensas (BrLi) como absorbente y agua como cantidades de gas se podría invertir en refrigerante, como el refrigerante es el la instalación de estos sistemas de agua la temperatura del evaporador refrigeración y proveer a la parte rural y debe estar por encima de 0ºC. lo cual a bajo costo porque la energía térmica limita el uso de este sistema al es mas barata. acondicionamiento de aire y otras aplicaciones por encima de 0ºC. 9.- ¿Por que la compresion en etapas puede ser mejor que la compresion simple? 6.- ¿Explique como es el sistema de Porque el sistema consume menos refrigeracion magnetica? trabajo mecánico y eso hace que los Para el enfriamiento magnético se usa una sal tamaños de los compresores sean más …..magnética tal como el “sulfato de pequeños que los de una solo etapa ya gadolinio”. Cuando se enfría esta sal a una que se ahorra trabajo mecánico y baja temperatura sus moléculas actúan como frecuentemente el ahorro de potencia diminutos imanes y se alinean por si mismas justificara el costo del equipo adicional. cuando están sometidas a un campo Otra ventaja del uso de sistemas en magnético. varias etapas es la disminución de las Las fases de procedimiento del enfriamiento diferencias de presión entre las que magnético son: trabaja el compresor. O sea la relación a) La sal se rodea de helio hirviendo a de compresión es más chica y por lo baja presión, enfría la sal ligeramente tanto el tamaño del compresor por debajo de 1K. disminuyeron lo que se reduce el b) Se aplica un campo magnético a la sal desgaste de las superficies. por el cual se alinean las moléculas y se produce calor. 10.- ¿Como controlar un sistema de c) El baño de helio se separa y la sal se refrigeracion (de alternativas)? aísla térmicamente. Mediante controladores de temperaturas que d) finalmente se aleja el campo miden la temperatura y realizan los magnético, las moléculas se desalinean convenientes ajustes en el funcionamiento del por si mismas, con lo que consumen sistema. Puede ser cualquier aparato sensible energía. Esta energía la obtiene la sal a la temperatura como por ejemplo “el haciendo descender su propia termostato” Si el aparato indica una temperatura hasta una fracción de temperatura por debajo del valor deseado al grado por encima del cero absoluto. compresor se para o una válvula solenoide se cierra. 7.- ¿Indique que es un eutectico? Mediante los controladores de presión Es el punto que representa la concentración a por ejemplo “el presostato” que puede la cual puede alcanzarse la más baja regular la presión del compresor. temperatura sin solidificación. El aumentar la Mediante una válvula solenoide. concentración de sal en la solución más allá 2 11.- ¿Qué finalidad tiene una valvula utilice para mover al compresor. El solenoide en un sistema de refrigeracion? posible trabajo que puede generar la Las válvulas solenoides son válvulas turbina es solo una pequeña fracción electromagnéticas mandadas por corrientes de lo que necesita el compresor para eléctricas y que se utilizan como válvulas funcionar, así que la potencia automáticas de cierre total. recuperada no justifica el costo de la Se instalan frecuentemente en las tuberías de maquina de expansión. Es mas barato liquido y se cierran cuando el compresor no utilizar una válvula que realiza la misma esta funcionando, esta disposición evita el operación y nos da el mismo resultado. escape del liquido del condensador a través En segundo lugar surgen dificultades de la válvula de expansión y que se inunde el practicas en la lubricación cuando un evaporador con lo que no alimentaría al fluido de dos fases empuja al embolo. compresor con liquido en el arranque de este. Por cuestión de poder hacer sistemas de refrigeración mas chicos y cómodos y con 12.- ¿Qué diferencia hay entre una precios accesibles s todo bolsillo. compresion en serie y la compresion en paralelo? 16.- ¿explique los diferentes tipos de En el caso de la compresión en paralelo dispositivos de estrangulamiento y cuando se la relación de compresión es más alta usan? respecto a la compresión en serie. Los dispositivos que más se usan son los También en el caso de la compresión siguientes: en paralelo el tamaño de los 1. tubo capilar: se usa para condiciones compresores es mayor, por tanto el determinadas de funcionamiento ya gasto energético también será mayor que no puede ajustarse a las respecto de la compresión en serie. variaciones de cargas. El CO de un sistema de compresión en 2. válvula de flotador: se usa cuando se paralelo es menor que el de un sistema tiene un separador de liquido-vapor se con compresión en serie. desea además de estrangular mantener un nivel constante de liquido 13.- ¿Enumere cuantas clases de compresores refrigerante en el evaporador. hay, los distintos tipos por clase? 3. Válvulas termostaticas: se usa cuando a) Compresores alternativos se desea regular el caudal de líquido Herméticamente cerrado refrigerante en función de la Semihermeticos evaporación por unidad de tiempo en Abiertos el evaporador. Mantiene una cantidad b) Compresores rotativos de refrigerante casi constante como de tipo rodillo consecuencia del casi constante grado de tipo de alabes de recalentamiento del gas de c) Compresores centrífugos admisión. 14.- ¿Cuál es la temperatura mas baja que 4. Válvula de expansión a presión teoricamente se puede alcanzar con un constante: se usa para mantener la refrigerante en el evaporador? presión de admisión del evaporador La temperatura mas baja teóricamente constante. Esta válvula mide la presión hablando es el punto de congelación del del evaporador y cuando esta refrigerante. Esa temperatura es la que limita desciende por debajo del punto de al evaporador a trabajar por encima del control la válvula se abre más. Y punto de congelación del refrigerante. cuando la presión sube la válvula se cierra. 15.- ¿Explique porque el sistema de refrigeración estándar ha desechado la 17.- ¿Tipos de condensadores que existen? expansión adiabática de carnot y ha utilizado Pueden ser: el estrangulamiento? a) Condensadores de enfriados por aire El ciclo de carnot exige que la b) Condensadores de enfriados por agua expansión se realice isoentropicamente El horizontal con tubos y envueltas y que el trabajo que se obtiene se El vertical con tubos y envueltas 3 El de serpentín y envuelta Ocurre que ha fallado el termostato y la El de doble tubería heladera ya no esta trabajando por ciclo, si no El de evaporación todo el tiempo esta trabajando y no para El mas utilizado es el horizontal con tubos y nunca y sucede que la cámara de abajo envueltas. también congela pero a menos temperatura que la de arriba. 18.- ¿Qué otros factores afectan el rendimiento volumetrico de un compresor 22.- ¿Haga un sistema de refrigeración de una además del espacio nocivo? heladera? La reexpansión del gas retenido es el único factor que tiene influencia Condensador en el rendimiento volumétrico de un ……………………………………… compresor ideal. Evaporador Para evaluar el rendimiento ……………………………………… volumétrico real deben considerarse Evaporador los efectos de la caída de presión a través de las válvulas de admisión y 23.- ¿Explique el enfriamiento electrico? de escape, las fugas por los pistones Funciona básicamente con un termopar que y válvulas y el calentamiento del gas consiste en dos uniones de metales diferentes. admitido en el cilindro. Cuando las uniones están a temperatura diferente el circuito generan una fuerza 19.- ¿Cuales son las diferencias fundamentales electromotriz lo que se conoce con el nombre entre un ciclo real de compresion de vapor y de efecto peltier. el ciclo estandar? Cuando se establece una temperatura en el No es exactamente igual al ciclo estándar, si circuito del termopar aumentara la no que en este se hace en la practica ciertos temperatura de la unión y disminuirá la otra. cambios bien de formas inevitables o Instalando una batería de uniones calientes intencionalmente. fuera de la habitación de la que quiere La caída de presión en el extraerse el calor y una batería de uniones condensador y en el evaporador frías dentro, para absorber el calor resulta un en el subenfriamiento del vapor a la acondicionador de aire. salida del condensador y en el recalentamiento del vapor a la 24.- ¿Para que son los filtros y que materiales se salida del evaporador. usan para hacer los filtros? La compresión no es isentrópica y Los filtros son para evitar que las hay una perdida de rendimiento partículas circulen por el sistema de debido a la fricción y a las restantes refrigeración. Las partículas extrañas perdidas pueden dañar al compresor, las válvulas de expansión o causar fallos 20.- ¿Qué es una tonelada de refrigeracion? en las válvulas de cierre al Es una unidad de la capacidad de producirse un asiento defectuoso. refrigeración. …………………………………………… Es la potencia necesaria para transformar una …………………………………………… tonelada de agua a 0ºC en hielo a 0ªC en 24 …………………………………………… horas ósea la cantidad de calor absorbido. …………………………………………… kg Kcal …………………………………………… 1 Ton * 907,2 * 80 Ton kg Kcal 25.- ¿Para que sirve el visor de liquido? 3024 U 24hrs hrs Explique n sistema de refrigeración tiene una Sirve como ayuda para saber cuando cargar capacidad de una tonelada de refrigeración el sistema de refrigeraciones, visor de líquido cuando puede producir una tonelada de es una conexión corta y transparente que hielo en 24 horas. permite ver el flujo de refrigerante. El visor de líquido situado antes de la válvula de 21.- ¿Qué problema se presenta cuando una expansión, muestra por la presencia o heladera congela todo? 4 ausencia de burbujas de vapor si el sistema tiene suficiente carga de refrigerante. 28.- ¿Que es un aislamiento? Es una sustancia que rodea a un cuerpo y le 26.- ¿En un sistema de refrigeracion que permite conservar su calor. funcion cumple el separador de aceite? Como siempre algún aceite pasa de los 29.- ¿Cuales son los procesos fundamentales compresores a la conducción de descarga, el en la refrigeracion? separador de aceite su función es recuperar Elevación de la temperatura de un todo el aceite que sea posible antes de que refrigerante. pase por el condensador y se acumule en el Cambio de fase. evaporador y devolverlo al compresor. Expansión de un líquido. Expansión de un gas perfecto. 27.- ¿Qué modificaciones se hacen al ciclo de Proceso de vaciado. carnot para convertirlo en un ciclo estandar? Expansión de un gas real. Los cambios se hacen en el proceso de Procesos eléctricos. compresión 3-4, y en el proceso de expansión 1-2. 30.- ¿Que es un refrigerante? Es un medio de transformación de calor que 1. compresión seca en lugar de absorbe calor al evaporarse a baja compresión húmeda: temperatura y cede calor al condensarse a En el ciclo de carnot la altas temperatura y presión. compresión es húmeda porque todo el proceso 31.- ¿Como se clasifican los refrigerantes? ocurre en la región de las Son: mezclas. Hay varias razones Hidrocarburos en contra de la compresión Hidrocarburos Halogenados húmeda. Mezclas aceotrópicas El líquido refrigerante puede Compuestos inorgánicos, orgánicos quedar detenido en la culata (HN3, CO2, H2O) del cilindro al subir el pistón Sustancias orgánicas no saturadas con la posibilidad de averiar las válvulas o culatas. 32.- ¿Que son los hidrocarburos halogenados? Son los refrigerantes que contienen uno o más 2. Estrangulamiento en lugar de de los tres halógenos: cloro, fluor y bromo. expansión adiabática reversible: El ciclo de carnot exige que la 33.- ¿Que son las mezclas aceotropicas? expansión sea Es una mezcla de sustancias que no se puede isoentropicamente y que el separar en sus componentes por destilación trabajo que se obtiene se utilice para mover el compresor, en 34.- ¿Que son los hidrocarburos? primer lugar el posible trabajo Son refrigerantes que se usan en industrias que puede obtenerse es una petroleras y petroquímicas. pequeña fracción del que debe suministrarse al compresor. En 35.- ¿Qué finalidad tiene la salmuera? segundo lugar surgen Con fines de refrigeración ya que al mezclar dificultades practicas en la sal y agua se reduce la temperatura de la lubricación cuando un fluido de mezcla para mantener serpentines y tuberías 2 fases empuja al embolo. que contiene refrigerante toxico lejos de los Finalmente la potencia espacios ocupados por las personas. recuperada rara ves justifica el costo de la maquina de 36.- ¿Que es el punto eutectico? expansión. Representa la concentración a la cual puede El proceso de estrangulamiento alcanzarse la más baja temperatura sin a entalpía constante es solidificación. irreversible y hace la misma operación. 37.- ¿Qué es criogenia? 5 Esta palabra derriba del griego “krios” significa moléculas y se produce calor. Helio frió. La criogénia se obtiene a una absorbe el producido. temperatura menor de 45 ºC y que a través de El baño de helio se separa y aísla ella se realiza el tratamiento de enfrió de los térmicamente. metales. La licuefacción y separación de Finalmente se aleja el campo gases de los ensayos de resistencia al medio magnético las moléculas se ambiente de personas y productos. desalinean por si mismo con lo que se consume energía, esta energía la 38.- ¿Que es un sistema en cascada? obtiene de las sal haciendo Es un sistema de refrigeración que combina descender su propia temperatura dos unidades de compresión el calor del hasta una fracción por encima del condensador del sistema a baja temperatura cero absoluto. es cedido al evaporador de alta, como las presiones de alta y baja están separadas 42.- ¿Como se miden temperaturas bajas? pueden usarse distintos refrigerantes en cada La temperatura de la sal usada en el sistema y esa es la mayor ventaja. enfriamiento magnético se mide para su susceptibilidad magnética. Que es 39.- ¿En que consiste el enfriamiento de Joule inversamente proporcional a su temperatura – Jonson? absoluta. Para conseguir bajas temperaturas se utiliza el efecto Joule se define como la (dT/dp) que es 43.- ¿El agua y el amoniaco? la variación de la temperatura con respecto a Es popular todavía en aplicaciones industriales la presión en un proceso a entalpía constante. y cuando se requieren bajas temperatura. Si el coeficiente es positivo la temperatura desciende cuando el gas fluye a través de la 44.- ¿El berli y el agua? válvula de estrangulamiento. Se usa mucho para enfriar, el agua que se utiliza luego en las instalaciones de aire 40.- ¿Qué es el anhidrido carbonico seco acondicionado. (hielo seco)? Es una sustancia muy usada para producir 45.- ¿Cuándo se utiliza la valvula termostatica bajas temperaturas el hielo seco se sublima de de expansion con igualador externo? estado solidó a vapor a -78,3ºC a presión Cuando se quiere aumentar el atmosférica, los usos principales de hielo seco recalentamiento para abrir la válvula y reducir son la conservación de artículos perecederos. la efectividad del evaporador. 41.- ¿Que es el enfriamiento magnitico? 46.- ¿Que es un bulbo palpador? Es el método que se utiliza con más éxito para Es un censor de temperatura llegar al cero absoluto. Una sustancia con propiedades magnéticas especiales se 47.- ¿Que es un evaporador de un sistema de somete a un campo magnético. refrigeracion? El campo magnético eleva la temperatura de Es un intercambiador de calor en el que el la de la sustancia pero el calor es extraído calor pasa desde la sustancia que se va a rápidamente por el helio que rodea a la enfriar hasta el refrigerante en ebullición. sustancia y hierve a 1K después se aísla térmicamente a la sustancia del helio se aleja 48.- ¿Tipos de evaporador? bruscamente el campo magnético la Evaporador es inundado cuando el temperatura de la sustancia desciende líquido refrigerante cubre todas las entonces a 0,001K. superficies de transmisión de calor. Las fases del procedimiento de enfriamiento Evaporador seco cuando una magnético o desimanación adiabática son: porción de las superficies del La sal se rodeo de helio hirviendo a evaporador se usa para recalentar baja presión que enfría la sal el refrigerante. ligeramente por debajo de 1 K. Evaporador seco e inundado Se aplica un campo magnético a la depende también de que el sistema sal por el cual se alinean las se uso una válvula de flotador o de expansión termostatica. 6 Aumenta el ER, corrige el problema del 49.- ¿Que es un filtro? vapor. Es cualquier objeto que puede detener el El primer dispositivos, nos da la facilidad paso de ciertas partes de una sustancia. de regular a cada evaporador ya sea su presión absteniéndose distintas 50.- ¿Tipos de filtro? capacidades, de refrigerados. Son: Tamoz, arena y carbón vegetal. Su finalidad es la de poder abarcar un mayor espacio refrigerado o también 51.- ¿Que es un dispositivo de liquido? para distintos ambientes. Sirve para mantener una acumulación de En el caso de la heladera. líquido y se encuentra a la salida del El termostato es un controlador compresor. automático de temperatura; este apaga y enciende el motor eléctrico 52.- ¿Que factores afectan el N (rendimiento)? que opera el compresor. Caída de P (presión); la fuerza a través de las La heladera funciona como lo es el válvulas de admisión, descarga calentamiento caso II el segundo dispositivo es mas del gas. barato que el primero. Psicrometria.- estudia las propiedades El evaporador es mas grande y el de las mezclas de aire y vapor. espacio refrigerado es menor en el Características del modulo: congelador por eso su temperatura es Los componentes de la fase menor que la del condensador. gaseosa, se comportan como gas Compresor es el corazón del sistema de ideal. compresión de vapor. Los componentes se comportan Con el fin de aumentar la presión de como si estuvieran solos. refrigerante para luego expandir, por La fase condensada será solamente medio de la ley de Joule Thomson. H2O. Tipos de compresores: 53.- ¿Cual es la diferencia entre vapor y gas? Alternativo, rotativo y centrífugo. Son todas las distancias que abarcan el vapor Tipos de compresores alternativos: con respecto a las largas distancias que tienen Herméticos moléculas. Semi – herméticos Abiertos. 54.- ¿Bajo que argumento se considera el Tipos de compresores rotativos: vapor? Rodillo El vapor de agua es considerado como gas Alabes ideal porque: Comparación entre alternativos; rotativos y Las moléculas de vapor de agua están centrífugos: dispersas en el aire seco y se Alternativos.- Trabajan con mayor intervalo de encuentran bastantes separadas de presiones y tiene mayor rendimiento en los manera que no hay interacción entre tamaños pequeños. las moléculas de vapor. Están en movimiento lineal, será de va y ven, de ida y vuelta. Debido a una excesiva longitud de la línea de Existen tremendos esfuerzos mecánicos líquido se instalara un subenfriador de líquido. debidos a estos cambios de velocidad. Esto Comparado con el separador de vapor trae como consecuencia que la velocidad en saturado; el subenfriador no puede enfriar al estos tipos de compresores es pequeña o esta líquido hasta tan bajas temperaturas por otra limitada. parte, el subenfriador mantiene al líquido a Rotativos.- Esta maquina puede ir a altas alta presión. Si el liquido debe fluir a través de velocidades, su movimiento rotativo es de ida una larga conducción antes de que llegue a y vuelta. la válvula de expansión, hay menor posibilidad Existe una relación de 1 a 30 alternativo con el de que la caída de presión en la conducción rotativo. de la válvula de expansión. Por tanto va a tener mas capacidad de Para corregir problemas de la caída de comprensión flujo masivo nombrando la presión. relación de compresión en el compresor El intercambiador es isobárico. alternativo es mayor que: 7 Centrífugo.- Son los que estas casi extendidas 55.- ¿Que condiciones debe darse para que el vibraciones, es silencioso para su tamaño, agua se evapore? requiere poca potencia para su arranque El agua se evapora debido a una diferencia Rendimiento volumétrico.- Los rendimientos de presiones que consiste entre la presión del volumétricos son las bases para predecir la líquido y la presión del vapor de agua; bondad de funcionamiento de los aquellas moléculas que se encuentran sobre compresores, se considera dos tipos de la superficie se encuentran moléculas en rendimiento volumétrico real y del espacio movimiento; por tanto esas moléculas muerto. escapan convirtiéndose en vapor y lleno un El rendimiento del espacio muerto: pequeño espacio del aire en la atmósfera. depende de la reexpansión del gas Ahora; al esta primero el liquido a una mayor retenido en el volumen del espacio presión que la del vapor esta empieza a muerto, mientras mas grande sea la m disminuir y por ende también la temperatura; y el rendimiento es menor y es el que se esta ase que exista una transferencia la cual considera para un compresor ideal. llega a depender ya no de la diferencia de Rendimiento volumétrico real: deben presión del aire debido a la diferencia de haber considerado los efectos de la temperatura vapor de agua. caída de presión a través de la válvula, las fugas por pistón y válvulas, y el 56.- ¿Cuando no existe evaporacion? calentamiento del gas admitido en el Cuando no hay diferencia de presión, entre la cilindro. presión del liquido y la presión de vapor. Tipos de expansión.- debe reducir la presión Las Ps < Pv y cuando la temperatura comienza del líquido refrigerante y debe regular el paso a aumentar. de refrigerante al evaporador. Tipos de dispositivos.- así no hubiese interacción entre las moléculas de vapor de agua este se comporta como si estuviera solo. el aire seco presenta moléculas de vapor de agua dispersas en el, pero estas moléculas se encuentran distanciadas y no chocan entre si entonces el aire se comporta como si estuviera solo. como ambos se comportan como si estuvieran solos, por eso se considera un comportamiento ideal. Si se pone aire húmedo.- contacto con agua liquida cuyo tiempo es menor que la temperatura de roció del aire húmedo que ocurre. Si se pone en contacto aire húmedo con agua liquida y la temperatura del líquido es húmeda, entonces se produce un condensador del vapor de agua existente en el aire húmedo. ¿Por qué? Porque agua fría absorbe calor del aire húmedo asiendo descender más la temperatura de aire húmedo y produciéndose un condensador. ¡Existe transferencia de calor del aire húmedo hacia el líquido! También puede llegar a saturarse completamente produciendo las gotitas de sodio. 8 establecido el equilibrio el agua sale del sumidero a la misma temperatura a la que 1. Explique el metodo de refrigeracion entra. magnética 1 2 Es el método de refrigeración que mas se ha acercado al cero absoluto, se utiliza para 3 sumidero sustancias con propiedades magnéticas y se lo somete a su campo magnético que Balance de Energia provoca un calentamiento en la sustancia este calor es absorbido por helio que rodea a º º la sustancia y hierve a 1 º K luego se aísla Q W m s hs m e he térmicamente a la sustancia del helio y se º º º procede a retirar rápidamente el campo m A2 h2 m A1 h1 mliq hliq % mA magnético lo que provoca que la º temperatura de la sustancia descienda asta mliq h2 h1 hliq 0,001 º K º mA 2. Haga una explicación sobre la h2 h1 w2 w1 hliq salmuera y el punto eutéctico h2 h1 Mientras la concentración de la salmuera se acerca mas a la concentración eutéctica se balance de masa puede alcanzar una mas baja temperatura de º º º congelación el llevar la concentración mas m 2 m1 m3 allá del punto eutéctico no nos interesa %mA º º º º º puesto que la temperatura de congelación m A mV2 m A mV1 mliq aumentaría. º º º mV2 mV1 mliq 1 º 1 º º 3. Cuando se usa la valvula de presion mA mA mA constante º Es una válvula que mantiene la presión mliq w2 w1 º constante a su salida que es la entrada al mA evaporador se utiliza cuando se quiere mantener la temperatura en un punto para este ter min o es despreciab le por controlar la humedad y evitar la congelación este motivo podemos decir que del agua que se enfría. tambien la entalpia se mantiene 4. Que finalidad tiene los presostatos del 6. En que se basa el criterio de considerar equipo de laboratorio al vapor de agua como gas ideal Tiene como finalidad controlar la presión de En psicrometría estudiamos las propiedades admisión y descarga del compresor y también del aire y sus componentes que uno de ellos de apagarlo y encenderlo lo que provoca es el vapor de agua pues bien, si tenemos en que la válvula solenoide se abra o se cierre un recipiente una cierta cantidad de masa de cuando el compresor este encendido y aire, entonces a través de ciertos análisis el apagado respectivamente. vapor de aire es muy pequeño en masa a comparación de los otros componentes y por 5. Haga una explicación completa del ello se lo considera como un gas ideal. proceso de humidificacion adiabatica y sus resultados 7. ¿Explique el sistema de refrigeracion La saturación adiabática es un proceso de electrolux? temperatura de bulbo húmedo constante la El sistema electrolux es una variación del instalación consiste en un conducto aislado a sistema de refrigeración por absorción, no través del cual circula en proceso continuo, utiliza una bomba mecánica y la circulación agua que cae pulverizada en forma de lluvia, la hace en virtud de las diferencias de el agua evaporada satura el aire. Después de densidades. iniciada la operación cuando se ha 9 El sistema electrolux utiliza una tercera gases a partir de su presión parcial de cada sustancia que es el hidrogeno, el objetivo una. principal del hidrogeno es ejercer una presión parcial, que sumándose con la presión del 11. ¿Por qué en el Modelo Psicometrico se amoniaco den una presión total que iguale a asume que el vapor de agua es Gas la presión del amoniaco y agua en el Ideal? condensador y en el generador. Se asume que el vapor de agua es gas ideal porque: 8. ¿En que consiste el sistema de El aire seco se presenta en refrigeración en cascada? ¿Para que moléculas de vapor de agua sirve? que se encuentran dispersos en Es un sistema que combinados a mas el, estas moléculas están muy unidades de compresión, el calor del distanciadas y eso hace que no condensador del sistema a baja temperatura choquen entre si, entonces el es cedido al evaporador de alta, como las aire se comporta como si presiones de altas y bajas están separadas estuviera solo. pueden usarse distintos refrigerantes en cada Las moléculas de vapor de agua sistema y esa es la mayor ventaja. están dispersas en el aire seco y Ventaja: es la posibilidad de utilizar los se encuentran bastante evaporadores diferentes en los sistemas de separadas de manera que no alta y baja temperatura. existe interacción entre las moléculas de vapor y al no 9. ¿Indique como se comporta la haber interacción entre ellas esta potencia del compresor en funcion de se comporta como si estuviera la relación de compresion diga para sola. que sirve? sirve para poder determinar el tamaño del 12. ¿Para que es la Valvula soneloide en el motor del compresor y no pidamos una laboratorio y como actúa? potencia mayor a la que el compresor nos Son válvulas electromagnéticas mandadas pueda dar, así evitamos sobredimensionar el por corrientes eléctricas y que se utiliza como motor del compresor. válvula de cierre total. Se instalan en tuberías º mc sub P wc de liquidos y se cierra cuando el compresor no funciona de tal forma que no escape liquido del condensador, pase por la válvula, inunde el evaporador y alimente al compresor en su arranque de líquido. r 1 rmax En el laboratorio la válvula soneloide recibe º v 1 P0 una señal, del termostato llegada una cierta P mc wc v max P0 temperatura permitiendo que se corte el paso Cuando la relación de compresión es máxima de la corriente por la válvula y se corte el flujo º refrigerante. Este corte de flujo produce una el m c es 0 porque todo lo que esta adentro se caída de presión que la detecta un presostato comprime y luego se expande pero no sale que manda una señal para que el compresor se detenga. Cuando la temperatura sube 10. ¿Qué es la presion parcial. Explique? hasta la asignada una vez mas el termostato La presión parcial de un gas es la mezcla que manda una señal para que circule corriente es igual a la presión que ejercería en caso de por la válvula ocupar el solo un mismo volumen de la misma temperatura esto sucede debido a que las 13. Defina la Tonelada de refrigeracion y moléculas de un gas ideal están muy alejadas muestre porque es igual a 80,4 kcal/min unas de otras que no interactúan entre ellas. La tonelada de refrigeración se refiere a la Es proporcional a su fracción molar lo que es cantidad de calor que se debe extraer para una medida de concentración, hace que realizar un cambio de fase (liq-sol) de una haya constante equilibrio para una reacción tonelada de agua en una hora. en equilibrio que involucre una mezcla de 10 Equivale a: se 17. Describa la valvula de presión refiere al cambio de fase en 1min constante. E indique cuando se usa Es la encargada de mantener controlada la 14. Cuando el rendimiento volumetrico de presión de salida y por lo tanto su temperatura un compresor podría ser 100% es constante y trabaja automáticamente Para hablar de un rendimiento volumétrico del gracias al diagrama que soporta en la parte 100% hablamos de un compresor ideal en superior: Patm y la Pr y en la parte de abajo Pc donde la re-expansion del gas en el espacio y cuando esta desciende por debajo del del gas en el espacio nocivo no ocurre por lo punto de control se abre la válvula y cuando que se dice que el rendimiento será del 100% sube se cierra, se usa para un sistema de cuando la presión de admisión es igual a la menos diez toneladas en lo que es factible su presión de compresión o condensación. carga critica de refrigerante para evitar inundaciones del evaporador. 15. Por que es importante la temperatura 18. ¿Por que se propone el separador de del bulbo humedo? vapor a presión intermedia? Es la temperatura que mide un termómetro El separador de vapor a presión intermedia se cuyo bulbo esta cubierto con una mecha propone para: humedecida y expuesta a una corriente de - Separar el liquido del vapor para que asi aire, evitando la transmisión de calor por llegue mayor cantidad de liquido al radiación y por conducción a través del evaporador y vapor al compresor. vástago. Cuando el aire no saturado entra en Aumenta el efecto refrigerante contacto con el agua del bulbo la En el enfriamiento intermedio reduce el temperatura del agua desciende y el aire trabajo mecánico del compresor humedecido es barrido por otra corriente de Disminuye la temperatura de salida del aire no saturado. El agua sobre el bulbo cae compresor finalmente hasta una temperatura constante. Si no hay enfriamiento intermedio aumenta el Esta es la temperatura de bulbo húmedo. La trabajo del compresor temperatura del aire no es una propiedad del aire sino es una medida del efecto del aire 19. ¿Que ventaja del hielo seco se puede sobre el agua cuando esta en intimo contacto indicar contra el hielo común? con ella. El hielo seco al tener una temperatura de sublimación de -78ºC es decir que pasa de 16. Indique como actua el termostato del solido a vapor, este puede mantener a mas sistema de refrigeración del laboratorio. baja temperatura los alimento perecederos, El termostato es un dispositivo de control de la además que soluciona el gran problema que temperatura para que el sistema trabaje hay con el hielo común que es la formación dentro de un determinado rango de de liquido al bajar su temperatura, ya que el temperatura. Cuando el sistema de hielo seco no se transforma en liquido sino que refrigeración alcance una temperatura de 0ºC pasa de solido a vapor directamente. el termostato envía una señal a la válvula soneloide para que esta corte el flujo de 20. Explique como operan los dispositivos corriente que pasa a través de ella y la válvula de arranque y parada del equipo de se cierra impidiendo el paso de refrigerante laboratorio que origina una caída de presión que es Los dispositivos usados para el arranque y detectada por el presostato por lo que el parada del equipo de laboratorio son: el compresor deja de trabajar. Luego al haber termostato, el presostato, la válvula soneloide un aumento de temperatura y cuando esta y el compresor. Llegada a una cierta alcanza la temperatura requerida (4ºC) envía temperatura el termostato le manda una señal nuevamente la señal para que permita el a la válvula soneloide. Se corta la corriente paso de refrigerante por lo que alcanza eléctrica que pasa por el soneloide haciendo nuevamente el sistema. Por lo que el que corte el paso del refrigerante. El termostato es uno de los dispositivos mas evaporador y el compresor siguen importantes para el arranque y parada del funcionando, pero el corte del flujo del sistema. refrigerante hace que haiga una caída de presión en el compresor. Esta caída de presión es detectada por el presostato mandando 11 una señal para que se apague el compresor. 23. Explique el fenomeno de evaporacion En este momento el sistema descansa y la La evaporación se da cuando existe una temperatura empieza a subir. A cierta diferencia de presiones entre la presión de temperatura el termostato manda otra señal saturación del líquido y la presión de ala válvula soneloide haciendo que corra vaporización del medio ambiente. Ya que la haciendo que corra la corriente eléctrica de presión del liquido es mayor que la del nuevo a través de ella provocando que se ambiente, pero ambos ala misma abra y permitiendo el pase del refrigerante temperatura, las moléculas del liquido mas esto provoca un aumento de presión en el energéticas empiezan a migrar hacia el compresor detectado por el presostato y este ambiente, la atmosfera, y asi sucesivamente manda una señal haciendo que el compresor las moléculas van sacando energía del propio se encienda de nuevo volviendo a funcionar liquido inmigrando hacia el ambiente. Esta todo el sistema una vez mas. utilización de la energía hace que la temperatura del liquido descienda, creando 21. Indique los distintos factores que una diferencia de temperaturas entre el afectan el rendimiento volumetrico de liquido y el ambiente y debido a esto se da un un compresor intercambio de calor del ambiente al liquido. Para un compresor ideal el volumen de re- Cuando el intercambio de masa iguala al expansion del gas en el espacio nocivo afecta intercambio de calor, ocurre el equilibrio y la su rendimiento volumétrico. A mayor volumen temperatura se vuelve estable. Esta de re-expansion menor va a ser su rendimiento temperatura se conoce como la temperatura volumétrico. Para el compresor real no solo de bulbo húmedo. consideramos el volumen de re-expansion, tambien se toma en cuenta las fugas por el 24. Indique de que depende el valor del desgaste del piston y por válvula (ya que la efecto refrigerante válvula no acompaña el ritmo del compresor) El valor del efecto refrigerante depende de la caída de presión en las válvulas y la dos cosas: expansión del gas al tocar las paredes Cantidad de liquido que entra al caliente del compresor, no permitiendo que el evaporador (1-k) volumen que debería entrar entre. La El calor latente de evaporación y presencia de todo esto hace que el este depende de la diferencia rendimiento volumétrico del compresor real de entalpia. disminuya. La entalpia alcanza el efecto máximo cuando solo entra liquido al evaporador. Esto ocurre 22. Cuando se usa la valvula termostatica en el evaporador inundado de expansion con igualador interno. Se utiliza en los evaporadores secos donde su 25. Explique la diferencia que hay entre el caída de presión no es considerale y asi uso de dos compresores en serie y controlan su temperatura de recalentamiento. paralelo Esta válvula tiene un bulbo palpador que se Compresores en serie: encuentra ala salida del evaporador. Este Su tamaño con relación al del contiene liquido mas gas del mismo paralelo son menor refrigerante y es un sensor de temperatura el Esto quiere decir que la relación cual mide la temperatura de recalentamiento de compresión es menor que la del refrigerante y lo transmite ala parte del paralelo superior del diafragma como presión del El coeficiente de operación es bulbo palpador. En la parte interior del mucho mayor en comparacion diafragma se transmite la presión ala con los de paralelo temperatura del evaporador ya que esta es Compresores en paralelo: mayor que la del bulbo palpador. Se tiene Los tamaños del compresor son que aumentar el recalentamiento del mas grandes que los de en serie evaporador para poder igualar presiones y Esto indica que la relación de permitir el flujo del refrigerante, pero al compresión es mayor a las de en aumentar el recalentamiento disminuimos la serie electricidad del evaporador. 12 El coeficiente de operación es menor con relación al de en serie 26. Si los ventiladores del condensador del equipo del laboratorio se para por alguna falla que ocurre en el sistema El ventilador del condensador es la parte del sistema que sopla aire en el compresor con el fin de ayudar en el proceso de refrigeración usado tambien este aire para recoger el calor y llevarlo hacia afuera del compartimiento del refrigerador. Lo que pasaría seria que el proceso de refrigeración no seria eficaz y no se condensaría. 27. Cual es la caracteristica de la fase condensada en el modelo psicometrico. Explique Es una forma de representar las propiedades mezclado de vapor de aire con el vapor de agua mediante graficos. 28. De algun ejemplo de la utilidad que tiene conocer la humedad relativa Es un factor que sirve para evaluar la comodidad térmica del cuerpo vivo que se mueve en cierto ambiente. Sirve para evaluar la capacidad del aire para evaporar la humedad de la piel debido a la transpiración. 13 1.- ¿Qué es aislamiento? Es una sustancia que rodea un cuerpo y le permite conservar su calor. 2.- ¿Cuales son los procesos fundamentales en la refrigeración? *Elevación de la temperatura de los refrigerantes. *Cambio de fase. *Expansión de un líquido. *Expansión de un gas perfecto. *Proceso de vaciado. *Expansión de un gas real. *Procesos eléctricos. 3.- ¿Que es un refrigerante? - Es un medio de transmisión de calor que absorbe calor al evaporarse a baja temperatura y cede calor al condensarse a altas temperaturas y presiones. - Es cualquier cuerpo o sustancia que actúa como agente de enfriamiento absorbiendo calor de otro cuerpo o sustancia. 4.- ¿De qué depende el valor del efecto refrigerante y Cuando alcanza su valor máximo? Las variables que afectan el valor del efecto refrigerante son la fracción de liquido que ingresa al evaporador (1-X) y el calor latente de vaporización que depende de (P,T) que es la diferencia de entalpias. Llega a alcanzar ER máximo cuando solo ingresa liquido al evaporador y esto se da en un evaporador inundado. ER = (1-X) ƛv ER = ƛv 5.- ¿Cuáles son las variables que se toman en cuanto para la selección de un refrigerante? a) Termodinámicas: * Presiones de evaporación y condensación. * Punto de Congelación. * Caudal en volumen por tonelada de refrigeración * Potencia por tonelada de refrigeración * Coeficiente de funcionamiento b) Químicas: * Inflamabilidad * Toxicidad * Reacción con los materiales * Daños a los productos refrigerados c) Físicas: * Tendencia a las fugas y detección. * Viscosidad y conductividad térmica. * Acción sobre el aceite y preferencia personal. 6.- ¿Cuáles son los tipos de Refrigerantes? Grupo 1: Son los de toxicidad e inflamabilidad despreciable. Grupo2: Son los tóxicos e inflamables o ambos. Incluye el amoniaco, cloruro de etilo, cloruro de metilo y dióxido de azufre. Grupo 3: Son muy inflamables y exclusivos, usados en plantas petroquímicas y en refinerías de petrolero: butano, propano, isobutano, etano, etileno, propileno y metano. 7.- ¿Qué es un refrigerante térmico? Es una sustancia que permite conservar el calor de un cuerpo. Ejemplos: corcho, madera, vidrio, lana o tela. 8.- ¿Como se clasifican los refrigerantes? * Hidrocarburo * Hidrocarburos hidrogenados * Mezclas aceotropicas * Compuestos Inorgánicos, Orgánicos (HN3, CO2, H2O) * Sustancias Orgánicas no saturadas. 9.- ¿Por qué los refrigerantes gaseosos no son tan ventajosos como los líquidos y sólidos? Porque en el momento de cambiar de estado es donde se aprovecha mejor el refrigerante porque se absorbe mas calor en el momento de fusión, es decir, de solido a liquido ó de liquido a gas. 10.- ¿Cómo se asigna el numero de refrigerante 12? El primer digito a partir de la derecha es el numero de átomos de flúor en el compuesto, el segundo digito es el numero de átomos de hidrogeno en el compuesto y el tercer digito es uno menos que el numero de átomos de carbono en el compuesto. Cuando el ultimo numero es 0 se omite. 11.- ¿Cuales con los campos de aplicación de los distintos refrigerantes? *Aire: El uso principal del aire como refrigerante es en la unidad de refrigeración del ciclo de aire para aviones. *Amoniaco: el amoniaco se usa principalmente en las grandes industrias y en las instalaciones de baja temperatura, su toxicidad impide su uso en los lugares ocupados por grandes grupos de personas. * Anhídrido carbónico: Su uso está limitado a los ciclos de baja temperatura en sistemas de cascada en los que el anhídrido carbónico se condensa cediendo su calor al evaporar de una unidad de temperatura más alta que utiliza un refrigerante distinto. *Refrigerante 11 : Es apropiado para trabajar en compresores centrífugos debido al alto valor del caudal en volumen por toneladas. * Refrigerante 12: Se usa principalmente con compresores alternativos en aparatos de refrigeración domésticos, en acondicionamientos de aires en comercios e industrias. *Agua: Su uso principal como refrigerante es en las unidades de refrigeración por chorro de vapor, el agua cuesta poco, no es toxica y tiene un elevador calor latente. 12.- ¿Que son los hidrocarburos halogenados? Son los refrigerantes que contienen uno o más de los tres alógenos: cloro, flúor o bromo. 13.- ¿Que son las mezclas Aceotropicas? Es una mezcla de sustancias que no se puede separar en sus componentes por destilación. La única mezcla aceotropica comercial es el refrigerante 500 que es una mezcla del refrigerante 12 y del refrigerante 152. 14.- ¿Que son los hidrocarburos? Son refrigerantes que utilizan en industrias petroleras y petroquímicas. 15.- ¿Que son las sustancias orgánicas no saturadas? Son dos refrigerantes raramente utilizados como compuestos orgánicos no saturados: refrigerantes 1150 etileno y refrigerante 1270 propileno. 16.- ¿Qué es la salmuera o Solución Salina? Es la combinación del hielo que se pone en contacto con una sal tal como sulfato de amoniaco o cloruro sódico pero añadiendo calor en el cual se forma una solución salina obteniéndose a una temperatura menor que 0. 17.- ¿Qué finalidad tiene la salmuera? Se utiliza como refrigerante secundario, se enfrían en el evaporador como un sistema de refrigeración y se trasladan después por tuberías al lugar donde requiere hacer la refrigeración el uso de la salmuera, puede ser aconsejable para mantener los serpentines y tuberías que contiene el refrigerante toxico lejos de los espacios ocupados por personas o alimentos que puedan contaminarse. 18.- ¿Cómo afecta el porcentaje de sal en el comportamiento de la salmuera? Esta grafica describe cómo afecta el porcentaje de sal en el comportamiento de las salmueras. Si tenemos una salmuera a temperatura A y con una concentración M y está en estado liquido. Si se la enfría se mantiene en estado liquido pero su temperatura desciende hasta B. Si se sigue enfriando hasta C resulta una mezcla de hielo y salmuera con una mayor concentración de sal porque parte del agua se convirtió en hielo. Enfriando por debajo de D se solidifica toda la mezcla. El punto E se llama punto eutéctico y representa la concentración a la cual puede alcanzarse la más baja temperatura sin solidificación. En resumen mientras más se aproxime a la concentración eutéctica se puede alcanzar una más baja temperatura de congelación. El aumentar la concentración de la solución mas allá del punto eutéctico no tiene interés porque la temperatura de congelación aumentaría. 19.- ¿Que es una criogenia? Es la ciencia de las bajas temperaturas por debajo de los 45°C y que a través de ella se realiza el tratamiento en fríos de los metales, la licuefacción y separación de gases, los ensayos de resistencia al medio ambiente de personas y productos. 20.- ¿Como se obtiene las temperaturas criogenias? Se obtienen por la evaporación rápida de liquido volátiles. 21.- ¿ Que es el anhídrido carbónico seco (Hielo Seco)? es una sustancia muy usada para producir bajas temperaturas, el hielo seco se sublima de estado sólido a vapor a - 78,3 C a presión atmosférica, sus usos principales son la conservación de materiales perecederos y resuelve el problema de la eliminación del liquido precedente de la fusión. 22. ¿ Qué ventaja ofrece el hielo seco comparado con el hielo del agua? Es el anhídrido carbónico solido CO2, que cuando se calienta a la presión atmosférica pasa directamente de directamente a solido a vapor el hielo seco. 23. ¿Cómo se forma la escarcha? Cuando la superficies del evaporador funcionan por debajo de 0°C, se formara escarcha si el aire en contacto con el evaporador tiene el punto de rocío superior a la temperatura del metal. 24. ¿Cuáles son las razones porque la escarcha es perjudicial para el sistema de refrigeración Las gruesas capas de escarcha actúan como aislantes. Se aplica a evaporadores con circulación forzada, es que la escarcha reduce el paso el paso del aire. Con un caudal del aire reducido el valor de u (coef. total de transmisión de calor) del evaporador disminuye, y la temperatura media del aire debe reducirse para mantener la cantidad de calor transmitido. 25.- ¿Cuáles son los métodos para eliminar la escarcha? Cuando la temperatura a la que el compresor funciona es superior a 0C, el compresor puede pararse permitiendo que el evaporador se caliente a la temperatura ambiente. Aplicar calor exterior proveniente del agua, electricidad o aire. Aplicar gas caliente, por el cual el flujo de refrigerante es desviado para permitir que el gas de escape procedente del compresor pase directamente al evaporador. 26.- ¿Cuál es el método para evitar la formación de escarcha? Consiste en rociar continuamente el evaporador con una solución que absorbe la humedad, la solución debe ser de bajo punto de congelación, tal como las soluciones de glicol, como las de cloruro cálcico, cloruro sódico o sales de litio. 27.- ¿Que es un sistema de refrigeración de cascada? Un ciclo de refrigeración en cascada consiste en efectuar el proceso de refrigeración por etapas, es decir, dos o más ciclos de refrigeración que operan en serie. En un ciclo de refrigeración de dos etapas, los ciclos se conectan por medio de un intercambiador de calor en medio, el cual sirve como evaporador para el ciclo superior y como condensador en el ciclo inferior. Suponiendo que el intercambiador de calor está bien aislado y que las energías cinéticas y potenciales son despreciables, la transferencia de calor del fluido en el ciclo inferior debe ser igual a la transferencia de calor del fluido en el ciclo superior. En el sistema de cascada los refrigerantes en ambos ciclos se suponen iguales. La ventaja es la posibilidad de usar 2 refrigerantes diferentes en los sistemas de baja y alta temperatura. 28.- ¿En qué consiste el enfriamiento de Joule Thompson ? Es uno de los procesos fundamentales para conseguir bajas temperaturas, el coeficiente se define como la (dT/dP) que es variación de la temperatura con respecto a la presión en un proceso isoentálpico. Si el coeficiente es positivo la temperatura desciende cuando el gas fluye a través de la válvula de estrangulamiento. 29.- ¿Qué es una tonelada de refrigeración? Es la cantidad de calor que se necesita extraer para cambio de fase liquido a solido de una tonelada de agua en una hora. Equivale a extraer de un cuerpo 3024kcal/hr que equivale a 3,516072KW. 30.- ¿Que es un enfriamiento magnético? Es el método que se ha utilizado con más éxito para aproximarse al 0 absoluto. Una sustancia con propiedades magnéticas especiales se somete a un campo magnético, el campo magnético eleva la temperatura de las sustancias pero el calor es extraído rápidamente por el helio que rodea a la sustancia y hierve a 1°K. A continuación se aísla térmicamente a la sustancia de helio, se aleja bruscamente el campo magnético, la temperatura de la sustancia desciende entonces a 0,001°K. Para el enfriamiento magnético se usa una sal pragmática tal como el sulfato gadolinio, cuando se enfría esta sal a una baja temperatura sus moléculas actúan como diminutos imanes y se alinean por si misma cuando están sometidas a un campo magnético. Las fases del procedimiento de enfriamiento magnético o desimantación adiabática son: * La sal se rodea de helio hirviendo a baja presión, se enfría la sal ligeramente por debajo de un 1°K. * Se aplica un campo magnético a la sal por el cual se alinean las moléculas y se produce calor. * El baño de helio se separa y la sal se aísla térmicamente. * Finalmente se aleja el campo magnético, la molécula se desalinean por si misma, con lo que consume energía. Esta energía la obtiene la sal haciendo descender su propia temperatura hasta una fracción de grado por encima del 0 absoluto. 31.- ¿Qué es un termopar? Son dos uniones interconectadas de metales diferentes en donde el circuito genera una fuerza electromotriz que se conoce como el efecto Peltier. 32.- Explique el enfriamiento eléctrico Es aquel que funciona con un termopar y explicar que es termopar. 33.- ¿Como se miden temperaturas bajas ? La temperatura de sal usada en el enfriamiento magnético se mide para susceptibilidad magnética. Que es inversamente proporcional a su temperatura absoluta. 34.- ¿Porque es ventajoso el diagrama el PH? Porque cualquier cambio de entalpia queda demostrado gráficamente y porque en la práctica de la refrigeración la entalpia es una de las propiedades más importantes y la presión por lo general puede determinarse muy fácilmente. 35.- Explique las características del sistema electrolux. El sistema electro lux es una versión del sistema de refrigeración por absorción, no utiliza bomba de liquido y la circulación se hace en virtud de las diferencias de densidades entre las sustancias. Utiliza una tercera sustancia la cual es el hidrogeno, el objetivo principal del hidrogeno es ejercer una presión parcial que sumando sea la presión parcial del amoniaco da como resultado una presión total que iguala a la presión del amoniaco y del agua y del condensador y en el generador. Además la evaporación del refrigerante se hace en presencia de esta tercera sustancia. 36.- Indique los métodos de refrigeración que no utilizan refrigerante Método de enfriamiento magnético y método de enfriamiento eléctrico. 37.- ¿Que es el ciclo de refrigeración de Carnot? Es una maquina térmica que recibe energía de un foco caliente a alta temperatura convirtiendo una porción de energía en trabajo y cediendo el restante a un foco frio a baja temperatura. 38.- ¿Cual es la diferencia entre el ciclo de Carnot y el Ciclo estándar? La diferencia está en que se reemplaza una turbina por una válvula de estrangulamiento y la compresión húmeda por la compresión seca. Estos modificadores solo nacen en los procesos de expansión y de compresión. 39.- ¿Qué es el rendimiento volumétrico? Son las bases para predecir la bondad de funcionamiento de los compresores, se consideran 2 tipos, el real y de espacio muerto. El de espacio muerto depende de la reexpansion del gas retenido en el volumen del espacio muerto. En el real se deben considerar los efectos a través de las válvulas, las fugas por pistón y válvulas, y el calentamiento del gas admitido en el cilindro. Si la presión de admisión y la presión de descarga son iguales, el rendimiento volumétrico es 100%, así como también si no se tiene espacio nocivo. 40.- Indique cómo se comporta la potencia en el compresor en función de la relación de compresión y diga para que sirve Es importante conocer la potencia del compresor en función de la relación de compresión porque así podemos determinar el tamaño del motor del compresor, de esta manera se puede evitar un sobredimensionamiento del compresor además de que el flujo másico puede ser muy grande lo que significa que la compresión no va a ser buena. 41.- Cual es el motivo para proponer que la compresión sea en etapas Porque la relación de compresión es pequeña por lo que el tamaño de los compresores serán pequeños y esto es más que todo por el factor económico. 42.- ¿Por qué se usa la compresión en serie? Para disminuir el trabajo mecánico ejerciendo en distintos tipos de sistemas de refrigeración. Además que se puede obtener un mejor coeficiente de operaciones. 43.- ¿Qué factores operativos hacen que el rendimiento volumétrico disminuya? La re expansión del gas contenido es el único factor que tiene influencia en el rendimiento volumétrico de un compresor ideal. Para evaluar el rendimiento real deben considerarse los efectos de la caída de presión a través de las válvulas de admisión y de escape, las fugas por los pistones y válvula, el volumen del gas admitido en el cilindro y el espacio nocivo. 44.- Indique los diferentes compresores de cilindro y pistón que se usan en la refrigeración. Los compresores alternativos, es decir los herméticos, los semi herméticos y los abiertos. 45.- ¿Por qué la compresión en etapas puede ser mejor que la compresión simple? Porque el sistema consume menos trabajo mecánico lo que hace que el tamaño del compresor sea más pequeño que los de una sola etapa ya que se ahorra trabajo mecánico y frecuentemente el ahorro de potencia justificara el costo del equipo adicional. Otra ventaja del uso de sistemas en varias etapas es el uso de sistemas en varias etapas es la disminución de las diferencias de presión entre las que trabaja el compresor, es decir la relación de compresión es más pequeña. 46.- ¿Qué diferencia hay entre una compresión en serie y la compresión en paralelo? En la compresión en paralelo, la relación de compresión es más alta que la compresión en serie. También, el tamaño de los compresores en paralelo es mayor por lo que el gasto energético será mayor. El coeficiente de operación de una compresión en paralelo es menor que un sistema de compresión en serie. 47.- ¿Cuántas clases de compresores hay y cuáles son los distintos tipos? Compresores alternativos: Herméticamente cerrados, semi herméticos y abiertos. Compresores rotativos: De tipo rodillo y de tipo de alabes. Compresores centrífugos 48.- ¿Qué es el compresor alternativo? Consiste en un embolo o pistón que se mueve alternativamente en un cilindro que lleva dispuesta una válvula de admisión y escape para permitir que se realice la compresión. 49.- ¿Qué es un compresor rotativo? Es un compresor en el cual el rotor gira en el interior de un estator cilíndrico. Durante la rotación, la fuerza centrífuga extrae las paletas de las ranuras para formar células individuales de compresión. La rotación reduce el volumen de la célula y aumenta la presión del aire. Los dos tipos fundamentales son los rodillo y el tipo de alabes. 50.- ¿Qué es un compresor centrífugo? Un compresor centrífugo aumenta la presión de un fluido por medio de un impulsor que acelera el flujo y un difusor que lo restringe. Este aumento del flujo en un espacio restringido produce la presión. El compresor centrífugo puede proporcionar una relación de compresión tan alta como un compresor alternativo, sin embargo, tienen que utilizar múltiples etapas. 51.- ¿Qué características presenta un compresor centrífugo? Son casi libres de vibraciones y son silenciosos para su tamaño, requieren poca potencia para el arranque y necesitan escasos servicios y mantenimiento. Ocupan poco espacio y no pueden ser movidos por las turbinas de vapor, lo que puede ayudar al balance de una planta. 52.- ¿Cuáles son las diferencias fundamentales entre un ciclo real de compresión de vapor y el ciclo estándar? Las caídas de presión en el condensador y en el evaporador, la compresión no es isoentropica y hay una pérdida de rendimiento debido a la fricción. El recalentamiento a la salida del evaporador. 53.- ¿Cuál es la ventaja de incorporar un intercambiador de calor en el ciclo estándar para el compresor? Las ventajas son despreciables ya que el efecto refrigerante aumenta pero la compresión se logra hacia la región de vapor recalentado lo cual significa un mayor trabajo de compresión. 54.- ¿Por qué motivo se necesita más trabajo mecánico para comprimir un vapor recalentado que uno menos recalentado? Porque para recalentar un vapor se debe incrementar su temperatura, cuando una sustancia alcanza la llamada temperatura critica no se deja licuar es decir no deja comprimir, por lo tanto mientras más se recalienta un vapor mas se lo acerca a su temperatura critica y cuesta más comprimir. 55.- ¿Cuál es la diferencia entre vapor y gas? La diferencia está en que un vapor puede convertirse en un líquido aumentando suficientemente la presión, mientras que un gas no puede convertirse en un líquido a presión alguna si además no se lo enfría. Todas las sustancias tienen una temperatura crítica que marca la transición entre ambos estados. Por encima de esta temperatura crítica la sustancia es un gas y no puede licuarse (transformarla en un líquido) por compresión. Por debajo de esa temperatura crítica, esa misma sustancia se puede pasar al estado líquido aumentando la presión y se la llama vapor. 56.-¿Bajo qué argumento se considera el vapor de agua como gas ideal? El vapor de agua es considerado como gas ideal porque: Las moléculas de vapor de agua están dispersas en el aire seco y se encuentran bastantes separadas de manera que no hay interacción entre las moléculas de vapor. Al no haber interacción entre las moléculas de vapor de agua este se comporta como si estuviera solo. El aire seco presenta moléculas de vapor de agua dispersas en el, pero estas moléculas se encuentran distanciadas y no chocan entre sí, entonces el aire se comporta como si estuviera solo. Como ambos se comportan como si estuvieran solos, por eso se considera un comportamiento ideal. 57.- ¿Si se pone aire húmedo en contacto con agua líquida cuya temperatura es menor que la temperatura de roció del aire húmedo que ocurre? ¿Por qué? Se produce un condensado del vapor de agua existente en el aire húmedo. Porque el agua fría absorbe calor del aire húmedo haciendo descender más la temperatura del aire húmedo y produciéndose un condensado. También puede llegar a saturarse completamente produciendo las gotitas de rocío. 57.- ¿Qué condiciones deben darse para que el agua se evapore? Se evapora debido a una diferencia de presiones del liquido y del vapor de agua, aquellas moléculas que se encuentran en la superficie están en mayor movimiento por tanto esas moléculas escapan convirtiéndose en vapor llevando un espacio de aire a la atmósfera. Lógicamente cuanto mayor sea la temperatura del sistema la proporción de moléculas que se escapa será mayor. Este fenómeno depende también de la humedad relativa del aire, puesto que al igual que hay moléculas que escapan hay otras que pasan de la atmósfera al sistema líquido. 58.- ¿Cuándo no existe evaporación? * Cuando no existe la diferencia de presión liquido - vapor. * Cuando la presión de saturación (Ps) es mayor que la presión de vapor (Pv). * Cuando la temperatura del vapor comienza a aumentar. 59.- Explique qué es y que sucede en el saturador adiabático Es un dispositivo de dos entradas y una salida, con una transferencia de calor en el medio circundante despreciable, al cual le ingresa una mezcla de aire con temperatura (T) y presión (P) conocidas pero con una humedad especifica (W) desconocida. Cuando la mezcla de aire pasa a través del dispositivo tiene contacto con la superficie de agua haciendo que esta mezcla, si no está saturada, aumente su contenido de vapor de agua. La energía necesaria para evaporar el agua en el saturador viene de la mezcla de aire, resultando en un descenso de temperatura de la mezcla de aire que entre. 60.- ¿Qué es una carta psicrométrica? La cartas psicometricas son gráficas vapor de agua- aire que relacionan la temperatura de bulbo seco del agua líquida con la temperatura de bulbo húmedo, las libras de agua por libras de aire seco, el calor sensible de la mezcla, la entalpia de saturación, la humedad relativa. 61.- ¿Qué objetivo tiene el enfriamiento interno del vapor? El enfriamiento del vapor entre etapas de la compresión reduce trabajo de compresión y disminuye la relación de la compresión. 62.- ¿Qué es un evaporador de un sistema de refrigeración? Es un intercambiador de calor en el cual el calor pasa desde la sustancia que se va a enfriar hasta el refrigerante en ebullición. El fin de un sistema de refrigeración es absorber calor del aire, agua o cualquier otra sustancia. 63.- Mencione los diferentes tipos de evaporadores * Evaporador Inundado.-Cuando el liquido refrigerante cubre todas las superficies de transmisión de calor. * Evaporador de Expansión directa (seco).- Es un evaporador seco de circulación natural o forzada. El refrigerante enfría el aire directamente sin tener que enfriar primero el agua de un enfriador de liquido y hace circular a continuación el agua por un serpentín donde enfría el aire se usa cuando el evaporador esta próximo al compresor * Evaporador Sobrealimentado.- Un evaporador sobrealimentado es aquel en el cual la cantidad de refrigerante líquido en circulación a través del evaporador ocurre con considerable exceso y que además puede ser vaporizado. 64.- ¿Cuándo se usan los evaporadores de circulación natural o de circulación forzada? * Circulación Natural.- Se usa en las cámaras de almacenamiento en frio donde las largas tuberías unidad listas o con aletas se disponen cerca del techo a lo largo de las paredes, este sistema hace uso del aire, mayormente lo vemos en las heladeras en la parte de atrás donde tiene pequeñas cañerías encamaradas con otras. * Circulación forzada.- Se hace uso en las heladeras de frio seco, en el interior tiene un ventilador, a través de ella podemos adquirir una temperatura menor a hielo común. 65.- ¿Para qué sirve un dispositivo de líquido? Sirve para mantener una acumulación de liquido, se encuentra ubicado a la salida del compresor. 66.- Explique qué ventajas tiene el evaporador inundado y en qué casos se utiliza La ventaja que tiene el evaporador inundado es que se obtiene un refrigerante máximo con relación a los demás dispositivos, por consiguiente tiene mayor capacidad de absorber calor del espacio refrigerante. Se usa para separar el liquido del vapor dependiendo del lugar donde quiera instalarse este evaporador inundado. 67.- ¿Qué diferencia hay entre un evaporador inundado y un evaporador seco? La diferencia es que en el evaporador inundado el liquido entra por la izquierda, por una válvula de expansión de tipo flotador, va hacia abajo y entra en los tubos de serpentines. En cambio en el evaporador seco al usar una válvula de expansión termostática algunos tubos recalientan el vapor refrigerante en vez de evaporar el liquido. 68.- ¿Cómo es posible que teniendo evaporadores a la misma temperatura se pueda tener diferentes condiciones en las cámaras? El motivo es fundamentalmente por el tamaño de las cámaras, por ejemplo en la heladera en la cámara de arriba al ser más pequeña el evaporador rodea toda la cámara y por esta razón enfría mas. 69.- ¿Qué son las torres de enfriamiento? Las torres de refrigeración o enfriamiento son estructuras para refrigerar agua y otros medios a temperaturas muy altas. El uso principal de grandes torres de refrigeración industriales es el de rebajar la temperatura del agua de refrigeración utilizada en plantas de energía, refinerías de petróleo, y otras instalaciones industriales. En una torre de refrigeración húmeda el agua caliente puede ser enfriada a una temperatura inferior a la del ambiente, si el aire es relativamente seco. La torre de enfriamiento pierde eficiencia cuando la humedad relativa aumenta ya que hace que se reduzca la capacidad de evaporación del aire. 70.- Separador de vapor: Separa el liquido del vapor este se encarga de que vaya mayor cantidad de liquido al evaporador y vapor al compresor. 71.- Separador total: Es un dispositivo que separa totalmente al líquido del vapor ya que solamente entra liquido al evaporador. Para evitar el arrastre del liquido al compresor, por eso se lo manda al separador. El efecto refrigerante es máximo cuando solamente llega liquido al evaporador, los coeficientes de transmisión de calor son más eficientes cuando el evaporador es inundado. El evaporador será más chico porque circula liquido. 72.- ¿Cuál es el objetivo de proponer el separador de liquido vapor? El objetivo es el ahorro de la potencia necesaria en el refrigerante ya que ási el VS que se produce al expandir el liquido refrigerante sé separa o se comprime antes de que ocurra la expansión completa. La separación ocurre cuando la velocidad ascendente del vapor es suficientemente baja para que las partículas de liquido caigan del dispositivo y no dañen el compresor. 73.- ¿Para qué se utiliza el subenfriador de líquido? Se usa porque debido a las grandes distancias que recorre el liquido existe una caída de presión, por tanto se forma una mezcla, y como la válvula solo puede recibir liquido para su mejor funcionamiento se hace la instalación de un subenfriador , para que esta caída de presión se efectúe en la zona de liquido subenfriado. Para que con la caída de presión no se forme vapor, el subenfriador de liquido se usa generalmente en instalaciones largas donde la caída de presión en las tuberías es considerable. 74.- Intercambiador de calor: Un intercambiador de calor es un dispositivo diseñado para transferir calor entre dos medios, que estén separados por una barrera o que se encuentren en contacto. Intercambiadores de contacto directo: son aquellos dispositivos en los que los fluidos sufren una mezcla física completa. 75 ¿Qué ventajas concretas ofrece el Intercambiador de líquido vapor? Ofrece obvias ventajas unas de ellas son el aumento del efecto refrigerante, y el subenfriamiento del liquido a la salida del condensador para evitar la formación de burbujas dé vapor que impidan la circulación del liquido refrigerante a través de la válvula de expansión y para que una mayor cantidad de liquido entre al evaporador. 76.- Explique el proceso de humidificación adiabático Cuando aire no saturado pasa sobre la mezcla húmeda, poco del agua de la mezcla se evapora como resultado disminuye la temperatura que es la fuerza motriz para la transferencia de calor, Con el tiempo la perdida de calor del agua por evaporación se iguala a la ganancia de calor del aire y la temperatura se estabiliza. 77.- ¿Por qué se llama a un evaporador, evaporador seco? Porque parte del evaporador se lo utiliza para el recalentamiento del vapor, este recalentamiento no tiene que ser mayor a los 5C, el evaporador seco se presenta cuando se utiliza una válvula de expansión constante porque esta válvula mide el grado del recalentamiento del gas de admisión que sale del evaporador seco. 78.- ¿Porque es Importante conocer como es la potencia de un compresor en función de la relación de compresión? Es importante conocer la potencia del compreso en función a la relación de compresión para así poder determinar el tamaño del compresor y no pidamos una exijamos una potencia mayor a la que el compresor nos pueda dar. Así evitamos sobredimensionar el motor del compresor. Cuando la relación de compresión es máxima el “m es cero porque lo que esta adentro se comprime y se vuelve a expandir pero no sale. 79.- ¿En qué condiciones el rendimiento volumétrico del compresor seria 100 por ciento? Si el rendimiento volumétrico de un compresor 100 por ciento estaríamos hablando de un compresor ideal, se toma en cuenta el rendimiento volumétrico del espacio muerto donde se considera la re expansión del gas dentro del compresor. El rendimiento vol. Sera 100 cuando la presión de admisión se Iguale a la presión de condensación. 80.- ¿Cuando se usa la válvula termostática con igualador externo? Se usa para controlar la temperatura en el evaporar ador para ello usa un bulbo palpador que es un sensor de temperatura la salida del evaporador, usualmente esta lleno del mismo liquido refrigerante2 a través de la temperatura transfiere la presión a la parte superior del diafragma, como la temperatura de evaporación disminuye en el evaporador se comunica la salida del evaporador a la parte inferior del diafragma a través ae una tubería transfiriendo la presión a la salida del evaporador, permite controlar el recalentamiento del refrigerante en el evaporador y mejorar su funcionamiento. 81.- ¿Cómo se construye el diagrama de entalpias del diagrama psicométrico? Se construyen de la siguiente forma: Por ejemplo se toman un determinado valor de la entalpia y se utiliza la formula +hv W se van dando valores de temperatura con sus respectivos valores de hv y se despeja W hallando su valor de esta forma se obtienen las líneas de entalpia que dependen de la temperatura y de la relación de humedad. La temperatura de referencia es una temperatura elegida como parte de partida para los cálculos y las tablas, se puede elegir de manera arbitraria, La temperatura de referencia utilizada en el diagrama psicométrico corresponde a menos 17.SC que es aproximadamente O.F También los valores de h en el diagrama psicométrico están medidos a una presión de 1.033 que equivale a 1 atm. 82.- ¿Qué razones justifican varios evaporadores en una instalación? Se usa muy frecuentemente en una instalación de refrigeración industrial. Una planta podría necesitar evaporadores que trabajen a distintas temperaturas, uno para congelar rápidamente algún producto y otro para conservar el mismo. 83.- ¿Qué es una máquina térmica? Es un dispositivo que trabaja en un ciclo que recibe calor de una fuente de alta temperatura realiza un trabajo mecánico y el calor no aprovechado lo entrega a una fuente de baja temperatura. 84.- ¿Qué es una válvula de expansión termostática? Es un dispositivo de expansión para sistemas de refrigeración de tamaño medio, esta regula el caudal de líquido refrigerante en función de la evaporación por unidad de tiempo en el evaporador. El recalentamiento del gas actúa sobre la válvula de expansión termostática de la siguiente manera; un bulbo palpador está lleno con líquido del mismo refrigerante que usa en el sistema, este fluido se llama “fluido de potencia”. El bulbo palpador está sujeto a la salida del evaporador de forma que el bulbo y el fluido de potencia tomen con mucha precisión la temperatura de gas de admisión. Para que la válvula se mantenga cerrada una fuerza ligera por el muelle sobre el vástago hace que no se cierre esta hasta que la presión encima del diagrama venza la fuerza del muelle mas la fuerza debido a la presión del evaporador, y para abrir la válvula del gas de admisión debe estar recalentado para que el fluido de una potencia este a la presión suficiente o sea la presión encima del diagrama sea superior a la debajo, el fluido de potencia debe estar a una temperatura superior a la de saturación en el evaporador. 85.- ¿Qué es un condensador y para qué sirve en el proceso de refrigeración? El condensador es un intercambiador de calor y como su nombre lo indica, sirve para disipar al exterior del sistema de refrigeración, el calor absorbido en el evaporador que se genera en el proceso de compresión. Durante el proceso de compresión, se produce naturalmente el aumento de la temperatura y la presión del fluido refrigerante. Para la continuidad de la refrigeración, es necesario que este gas se enfríe y se condense, transformándose en líquido. El mecanismo de intercambio de calor entre el fluido refrigerante y el condensador se produce haciendo pasar el aire, más frío, alrededor de los tubos del condensador, más caliente, haciendo que el aire absorba el calor a través del proceso de convección. 86.- ¿Qué tipos de condensadores conoce? Condensadores enfriados por agua.- En los condensadores enfriados por agua tenemos al Condensador Horizontal con tubos y envueltas, este condensador implica mas costo. Su funcionamiento consiste en que el gas refrigerante caliente procedente del compresor entra por la parte alta del condensador, metiéndose a la envuelta, el refrigerante se condensa en el exterior de los tubos y cae en el fondo de la envuelta, el liquido refrigerante puede fluir desde el condensador directamente a una válvula de expansión o puede pasar a través de un deposito. Condensadores enfriados por aire.- En estos condensadores en lugar de condensarse el calor al agua puede cederse al aire. Corrientemente consta de un serpentín con aletas sobre el que sopla el aire para que el refrigerante se condense dentro de los tubos, pueden ser por convección natural (Ventajas: Se usa por su simplicidad, no existe peligro de formación de incrustaciones. Desventajas: El aire es el medio de enfriamiento, cuando las temperaturas del aire exterior se eleva decrece la eficiencia del condensador justo cuando el equipo requiere mayor potencia.) Condensadores de Evaporación.- Enfría y condensa al vapor del refrigerante que fluye por los tubos mediante la evaporación delo agua en el exterior de estos. Otros compresores pueden ser: * El vertical de tubos y envuelta. * El de serpentín y envuelta * Doble tubería 87.- ¿Qué función tienen los purgadores? Extraen el aire del sistema, funciona aspirando una mezcla de vapor refrigerante y el aire del condensador o deposito, condensando el refrigerante por enfriamiento o compresión dejando escapar los no condensables y devolviendo el liquido refrigerante al sistema. Se instalan en grandes sistemas de amoniaco o en sistemas de baja presión con compresor centrifugo. 88.- ¿Qué función cumple el separador de aceite? Como siempre algún aceite pasa de los compresores a la conducción de descarga, la función del separador de aceite es recuperar todo el aceite que sea posible y devolverlo al compresor antes de que pase por el condensador y se acumule en el evaporador. 89.-¿Qué es un punto eutéctico? Representa la concentración a la cual puede alcanzarse la más baja temperatura sin solidificación, el aumentar la concentración de sal en la solución mas allá de este punto no tiene ningún interés ya que la temperatura de congelación aumentaría. 90.- ¿Qué es la refrigeración por absorción? Lo inventó Ferdinand Carré en EEUU. Este sistema funciona por calor y usa un refrigerante que es alternativamente absorbido y liberado por el absorbente. 91.- ¿Qué mejoras se le hace al sistema de absorción? Se le han añadido dos dispositivos al sistema tipo para reducir la concentración de agua en el vapor que entra en el condensador. Estos dispositivos son el rectificador, el analizar y un intercambiador de calor entre el generador y el absorbedor, por lo cual hace que se reduzca el costo del sistema. 92.- Indique en que circunstancia el sistema de refrigeración por absorción compite con el sistema de compresión. La ventaja del sistema por absorción es que tiene una fuente de energía distinta a la del sistema por compresión, y esta fuente energética es precisamente el calor, que se lo obtendría del gas natural. Como Bolivia goza del gas natural la instalación de estos sistemas seria buena inversión. 93.- ¿Cuál es la característica del sistema de absorción? Es que se requiere muy poco trabajo para hacer funcionar la unidad que es gastada en la bomba. El costo principal delo funcionamiento es el costo de energía térmica consumida en el generador. 94.- ¿Qué es el sistema de absorción tipo? Resulta cuando el compresor de un sistema de compresión de vapor se sustituye por el conjunte generador - absorbedor. El conjunto generador - absorbedor comprime el vapor refrigerante, absorbiendo primero el vapor por un liquido, aumentando la presión del liquido hasta la del condensador y liberando después el vapor. Cuando el vapor refrigerante se disuelve en el absorbente, la temperatura de la solución tiende a aumentar. Para oponerse a esto un serpentín refrigerador extrae este calor de solución. La solución en el absorbedor se llama solución fuerte porque es rica en refrigerante. La bomba toma esta solución, aumenta la presión e introduce la solución fuerte en el generador. Cuando el vapor refrigerante abandona la solución en el generador, la solución se hace débil, es decir tiene una pequeña concentración de refrigerante. Desde el generador el refrigerante pasa por el condensador, válvula de expansión y evaporador, lo mismo que en el sistema de compresión de vapor. 95.- Indique los distintos sistemas de refrigeración por absorción y su campo de aplicación Sistema agua - amoniaco: Es un sistema tradicional que utiliza agua como absorbente y amoniaco como refrigerante. Es popular en aplicaciones industriales cuando se requieren temperaturas por debajo de 0°C, se pueden usar en la congelación de alimentos como ser la carne. Sistema bromuro de litio - agua: Este sistema utiliza el bromuro de litio como absorbente y el agua como refrigerante, como el refrigerante es el agua la temperatura del evaporador debe estar por encima de 0°C, lo cual limita su uso solo para sistemas de acondicionamiento de aire y otras aplicaciones por encima de los 0°C. 96.- ¿Qué características presentan los aires acondicionados de ventanas, tipo Split, centrales y qué diferencias hay entre los mismos? De ventana: Una caja cuadrada contiene todas las partes funcionales del sistema. Debe colocarse en un boquete practicado a la pared de tal forma que quede una mitad del aparato en el exterior y la otra mitad en el interior. Sus ventajas son el bajo costo de utilización y el fácil mantenimiento. Sus desventajas con que suele consumir un poco mas de electricidad, son por lo general ruidosos y en algunas comunidades no se permite hacer un boquete en la pared de los edificios. Split (de pared): Son los equipos que más se están instalando en la actualidad ya que presentan muchas ventajas frente a los de ventana y son relativamente económicos. La unidad que contiene el compresor se encuentra en el exterior del edificio y se comunica con la unidad del interior (evaporador-condensador) mediante unos tubos por lo que el agujero que hay que practicar en la pared es relativamente pequeño. La variedad de potencias ofertada es muy amplia. Sus ventajas pueden ser que los niveles de ruido son muy bajos y son muy estéticos. Las desventajas son que la instalación es más complicada que en los modelos de ventana por lo que su costo es mayor y además es difícil colocar en algunos sitios como paredes prefabricadas. Centrales (compacto o tipo Split usando fan coil): La idea es la misma que en los de tipo Split pero la instalación es mucho mayor. Se utiliza en acondicionamiento completo a edificios. Su costo es muy alto pero ofrece un alto nivel de confort. El ahorro del espacio es una de sus mayores ventajas. Las desventajas podrían ser el alto costo de instalación, la utilización de conductos , plafones y techos rasos. 97.- ¿Qué estudia la Psicrometría? Estudia las propiedades de las mezclas del aire y vapor de agua. Es importante porque el aire atmosférico no está seco por completo, si no que existe agua y vapor. 98.- ¿Por qué debemos comprender como se establece la carta psicrómetrica? Para conocer las limitaciones de la carta y para saber calculas las propiedades en otras condiciones. 99.- ¿Qué es la relación de humedad? Es el peso de vapor de agua mezclado con cada kilogramo de aire seco (W). 100.- ¿Por qué el aire es considerado un gas perfecto? Porque su temperatura es relativamente alta en comparación con su temperatura crítica. 101.- ¿A qué temperatura está referida la temperatura del aire seco y la de vapor de agua? La temperatura de aire seco está referida a -17,8°C y la del vapor de agua está referida a 0°C , es decir es nula para el liquido saturado a 0°C. 102.- En el saturador adiabático ¿En qué punto la T2 = Tbh cuando la humedad relativa es 100%? Cuando el aire no saturado pasa sobre la mezcla húmeda, un poco del agua de la mezcla se evapora. Como resultado se da la disminución de la temperatura que es la fuerza motriz para la transferencia de calor entre el aire y el agua. 103.- ¿Qué es la temperatura de bulbo húmedo? Es la temperatura indiciada por un termómetro que tiene su bulbo humedecido e inmerso en una corriente de aire evitando la transmisión de calor por radiación hacia o desde el termómetro. Es una medida del efecto del aire sobre el agua cuando está en íntimo contacto con ella 104.- ¿De dónde procede la energía necesaria para evaporar agua? Del aire por transmisión de calor sensible o de la misma cantidad de agua por descenso de su propia temperatura. 105.- ¿Qué es la desviación de entalpías? Es una corrección que debe aplicarse al valor de la entalpia hallado prolongando la línea de bulbo húmedo hasta la escala de la entalpia. La desviación de entalpia es nula en la línea de saturación. 106.- ¿Cómo se miden las temperaturas de bulbo seco y bulbo húmedo? Pueden medirse con un psicrometro de onda, un psicrometro de aspiración accionado a mano o un psicrometro sobre cuyos bulbos un ventilador sopla una corriente de aire. 107.- ¿Cómo se determina la humedad a baja temperatura? Usando un instrumento frecuente como ser el medidor del punto de rocío. 108.- ¿Qué es la temperatura del punto de rocío? Es la temperatura a la que la humedad delo aire, con una relación de humedad dada, empieza a condensarse. 109.- ¿En qué consisten los métodos indirectos para medir humedad? Consiste en observar una propiedad de una sustancia que es sensible a la humedad. La conductividad de los materiales higroscópicos, es un ejemplo de propiedades que se usan para medidas indirectas. 110.- ¿Cuáles son los procesos termodinámicos realizados por el aire? Algunos de los procesos fundamentales son calentamiento o enfriamiento sensible, humedecimiento adiabático y no adiabático, enfriamiento desecado y mezclado 111.- ¿En qué consiste el enfriamiento o calentamiento sensible? Consiste en una variación de temperatura de bulbo seco sin que se altere la relación de humedad. 112.- ¿Qué es el calor latente? Es el calor cedido o absorbido al evaporar o condensar la humedad del aire sin variación de la temperatura. 113.- ¿Qué es un enfriamiento y desecado? Es un proceso con reducción tanto de la temperatura de bulbo seco como la de la relación de humedad. Un serpentín de enfriamiento y desecado realiza este proceso. 114.- ¿Qué es el secado químico? Es un proceso por el cual el vapor de agua del aire es absorbido por una sustancia higroscópica. Si este proceso se realizara térmicamente aislado, es a entalpia constante y la relación de humedad disminuye, la temperatura del aire debe aumentar. 115.- ¿Qué es una sustancia higroscópica? Las sustancias higroscópicas son aquellas que tienen una fuerte afinidad por tomar agua del medio ambiente, razón por cual se guardan en desecadores (recipientes de vidrio que se pueden someter a vacío y con gel de sílice en su interior para que absorba la humedad). PREGUNTAS DE LABORATORIO 1.- ¿Qué es el bulbo palpador? Es un sensor de temperatura. 2.- ¿Qué es un filtro? Es cualquier objeto que puede detener el paso de ciertas partes de una sustancia. Sulfato de cobre que absorbe la humedad. 3.- Tipos de filtro: Tamoz y arena Carbón vegetal 4.- Válvula presostato: Es el que regula la presión de entrada y salida del compresor. 5.- Válvula Solenoide.- Es aquella que regula el líquido refrigerante y hace que el flujo sea constante. 6.- ¿Para qué se usa la válvula solenoide en el equipo de laboratorio? La válvula solenoide son electroválvulas comandadas por corriente eléctrica se usa como válvulas de ¿lene total. Se Instalan en las tuberías de liquido y se cierran cuando el compresor no está funcionando evitando el escape del liquido del condensador a través de la válvula de expansión y que se inunde el evaporador con lo que se alimentarla al compresor con liquido al arranque de este. 7.- ¿Que es un tubo capilar? Es el dispositivo de estrangulamiento mas sencillo y económico. Se lo así porque se diámetro es pequeño de 0,6 a 2,3 mm. A mayor longitud mayor caída de presión menor diámetro mayor caída de presión. El liquido refrigerante entra en el tubo capilar y al pasar a través de el pierde presión a causa de la fricción y de la aceleración del refrigerante transformándose una parte en vapor. Su ventaja es que son suficientemente grandes para darles una aceptación universal en los sistemas montados en fabricas son: su simplicidad, la ausencia de partes móviles y también el tubo capilar permite que las presiones del sistema se igualen en el tiempo en el que el ciclo esta con los inconvenientes los cuales son: que no pueden ajustarse a las variaciones; puede obstruirse por sustancias extrañas. 8.- ¿Que es válvula flotador? Es un tipo de válvula de expansión que mantiene al liquido a un nivel constante en un vasija; esta mantiene un nivel constante de liquido refrigerante en el evaporador. Cuando el liquido desciende por debajo del punto de control hace que se abra el asiento de la válvula esto es mandado por el flotador y este se cierra cuando el liquido llega hasta el punto de control. Tiene como función: provocar la caída de presión. mantener el nivel del liquido dentro del tanque y evitar que rebalse. 9.- ¿Cuando se usa la válvula de presión constante? Es la encargada de mantener controlada la presión a la salida y por lo tanto su temperatura es constante, trabaja automáticamente gracias al diafragma que soporta en la parte superior: P atm y la Pr y en la parte de abajo la Pc y cuando esta desciende por debajo del punto de control se abre la válvula y cuando sube se cien, se la usa para un sistema de menos diez toneladas en lo que es factible su carga critica de refrigerante para evitar Inundaciones del evaporador. 10.- Compresor: Es de cilindro y pistón tipo hermético, presenta 3 bovinas, relay, bovina de arranque. EL compresor succiona gas y bota gas. La potencia es de 1HP 11.- ¿Para qué sirve el ventilador que acompaña al compresor? Ayuda al gas que está circulando se licue. 12.- ¿Cuánto es la presión de succión y de descarga? Succión 1,5Bar y de descarga 14 Bar 13.- ¿A qué temperatura arrancan y paran los ventiladores y compresor de la cámara frigorífica? Compresor arranca a 18C y para a 0C Paran ventiladores a 2C Compresor arranca 4C Arranca ventiladores a 4C (a los 20 segundos que arranco el compresor) 14.- ¿Qué es Relay? Regulador de la corriente que recibe y las transmite, compresores rotativos de las rodillos y de la ala. 15.- ¿Qué tipo de condensador es el del equipo de laboratorio? El tipo de condensador de laboratorio es de tipo serpentín que utiliza aire atmosférico para transferir el calor del refrigerante a la atmosfera, consta también de un ventilador que le colabora en el proceso. 16.- ¿Para qué sirve el visor de líquido? Sirve como ayuda para saber cuándo cargar el sistema de refrigeración. El visor de líquido es una conexión corta y transparente que permite ver el flujo de refrigerante. El visor de líquido está situado antes de la válvula de expansión muestra por la presencia o ausencia de burbujas de vapor si el sistema tiene suficiente carga refrigerante. 17.- ¿Para qué son los filtros y que materiales se usan para hacer los filtros? Los filtros son utilizados para evitar que las partículas solidas circulen por el sistema de refrigeración y así no puedan dañar al compresor, las válvulas de expansión o causar fallos en las válvulas de cierre al producirse un asiento defectuoso. 18.- ¿Qué es un termostato? Consta de órganos acoplados, un elemento termoeléctrico y un órgano de mando reumático hidráulico eléctrico regulando el sistema detector a la temperatura deseada en la cual permite conservar una temperatura sensiblemente en el interior del recinto. 19.- ¿Que es termostatica? Es cuando el control no se hace por la temperatura del evaporador sino por el grado de recalentamiento del gas de admisión que sale del evaporador. 20.- ¿Cuál es la función del termostato en el equipo de laboratorio? El termostato es un dispositivo de control que permite controlar la temperatura, en el equipo de laboratorio limita al sistema a trabajar en un rango de temperatura cuyás valores limites se establecen en el termostato. 21.- ¿Cómo es el esquema de la cámara frigorífica del laboratorio? El compresor tiene una presión de succión y de descarga, de ahí se va al condensador entra como gas y sale como liquido existe un ventilador que es el que esta soplando al ventilador, el liquido saliente del condensador se va a un separador, (ese puede tener dentro suyo gas y liquido) luego del separador sale completamente liquido y ese liquido va a un filtro, en el quedan todas las impurezas del compresor, ahí pueden quedarse las suciedades y si hay humedad también, el filtro está compuesto de SO4Cu (Drierite); del filtro pasa a un visor para mirar si hay liquido en el sistema, del visor pasa a una válvula solenoide (sirve para que el caudal sea constante), luego pasa por el gabinete en forma líquida, antes de entrar al gabinete hay una válvula que no se la ve llamada válvula de expansión automática (da origen a que el liquido empiece a evaporizarse), entra al gabinete y se va vaporizando ( dentro de el puede haber liquido y gas) y está hecho de tal manera que lo último que circula en el gabinete ya se gasifica, entonces a pasar a gas le quita el calor al gabinete y lo enfría, una vez gasificado es chupado por el compresor. 22.- ¿Cuando se usa la válvula termostática con igualador interno? En esta válvula la presión la presión del evaporador a la salida de la válvula actúa internamente sobre la parte inferior del diafragma, una presión del refrigerante mayor a la que existe en la tubería de admisión en el punto donde se ha sujetado el bulbo palpador, esto requiere aumentar el recalentamiento para abrir la válvula y reducir la efectividad del evaporador. MATERIALES TERMOAISLANTES Existen muy diversos materiales termoaislantes, pero pocos se ajustan a las necesidades constructivas de las bodegas de pescado modernas. La selección del material aislante deberá basarse en su costo inicial, su eficacia, su durabilidad, su adaptabilidad a la forma de la bodega de pescado y los métodos de instalación disponibles en cada lugar. Desde un punto de vista económico, puede ser preferible elegir un material aislante con una conductividad térmica baja que aumentar el espesor del aislamiento de las paredes de la bodega. Al reducir la conductividad térmica, se necesitará menos aislante para una determinada capacidad de conservación del frío y se dispondrá de un mayor volumen utilizable en la bodega de pescado. El espacio que ocupan los materiales aislantes en las embarcaciones de pesca puede representar, en muchos casos, del 10 al 15 por ciento de la capacidad bruta de la bodega de pescado. 5.3.1 Espuma de poliuretano Uno de los mejores aislantes disponibles en el mercado para embarcaciones de pesca es la espuma de poliuretano. Tiene buenas propiedades termoaislantes, una baja permeabilidad al vapor de agua, una alta resistencia a la absorción de agua, una resistencia mecánica relativamente alta y una baja densidad. Además, su instalación es relativamente fácil y económica. En el Cuadro 5.1 se muestran las principales características de las espumas de poliuretano. La espuma de poliuretano es un aislante eficaz porque tiene una alta proporción (al menos un 90 por ciento) de microcélulas cerradas, no conectadas entre sí, llenas de gas inerte. Hasta hace poco, el gas inerte utilizado con más frecuencia en las espumas de poliuretano era el R-11 (triclorofluorometano). Sin embargo, el Protocolo de Montreal relativo a las sustancias que agotan la capa de ozono ha exigido la eliminación gradual del uso de CFC como el R-11. Están investigándose actualmente agentes espumantes que lo sustituyan, entre ellos hidrocarburos, hidrofluorocarburos y gases inertes como el dióxido de carbono. Las espumas de poliuretano se aplican y usan principalmente en forma de planchas o bloques rígidos y tuberías preformadas de diversas formas y tamaños. Las principales aplicaciones de estos tipos de espumas son en cámaras frigoríficas, almacenes de hielo y almacenes frigoríficos. Pueden producirse paneles estructurales tipo sándwich, con bloques de espuma de poliuretano, para uso en almacenes frigoríficos prefabricados. Las espumas de poliuretano pueden producirse también in situ por diversos métodos, como los siguientes: Puede verterse in situ. Para ello, se mezclan las sustancias químicas, por medios manuales o mecánicos, y se vierten en moldes abiertos o en los espacios que es necesario aislar térmicamente. La mezcla genera una espuma y se solidifica. En caso necesario, la espuma solidificada puede cortarse para darle el tamaño o la forma necesarios. Puede rociarse directamente sobre una superficie sólida por medio de pistolas que mezclan y atomizan la espuma en el momento de su aplicación. Por ejemplo, se puede rociar directamente las superficies exteriores de bodegas o depósitos de pescado, mientras que en las zonas inaccesibles el aislante puede ser pulverizado y acumulado sin necesidad de moldes. La espuma se adhiere a sí misma y a la mayoría de los metales, maderas y otros materiales. Puede también ser inyectada en una cavidad (por ejemplo, para producir cajones termoaislados moldeados). Las técnicas de rociado e inyección están convirtiéndose en las más utilizadas para la instalación de espuma de poliuretano rígida en barcos y embarcaciones de pesca. En la espumación, la mezcla de sustancias químicas se aplica parcialmente preexpandida, en forma de aerosol con textura cremosa. Para la preexpansión inmediata se necesitan equipos adecuados, incluido un agente espumante adicional. La fase final de la expansión se produce al completarse la reacción química. Esta técnica se utiliza cuando se necesitan paneles de espuma rígidos, con una relación resistencia/peso alta. Las normas contra incendios exigen la incorporación de agentes ignífugos a la espuma aislante de poliuretano. Además, deberá añadirse un revestimiento protector para dificultar la ignición de la espuma por efecto de una llama pequeña. Según pruebas de laboratorio, la espuma de poliuretano (rígida) no protegida que contiene un agente ignífugo no prenderá por efecto de llamas pequeñas como las producidas por cerillas, pero arderá rápidamente si se expone a fuentes de grandes llamas y calor intenso. No obstante, cuando la espuma de poliuretano se protege del contacto directo con las llamas y se excluye la presencia de aire, se elimina la posibilidad de que arda. Asimismo, el tipo de resina y de isocianato utilizados en la fabricación de la espuma pueden influir en sus características de resistencia al fuego. Las espumas elaboradas con diisocianato de tolueno tienden a reblandecerse y fundirse más fácilmente por efecto del calor que las elaboradas con diisocianato de difenilmetano. Durante la aplicación de la espuma de poliuretano en barcos, deberán tenerse en cuenta las precauciones contra incendios FIGURA 5.2 Relación entre la resistencia térmica (R) y el espesor del revestimiento de espuma de isocianurato comercial (datos obtenidos de un fabricante canadiense) Poliestireno expandido El estireno puede transformarse, mediante polimerización, en bolitas blancas de plástico de poliestireno. Estas bolitas pueden expandirse a continuación para formar una espuma conocida como poliestireno expandido. Hay dos formas principales de fabricar poliestireno expandido: mediante extrusión y mediante moldeo de bloques. Comparación de la permeabilidad al agua y al vapor de agua de diferentes materiales aislantes a 20 °C y con una humedad relativa del 65 por ciento Las espumas extruidas se elaboran mezclando el poliestireno con un disolvente, añadiendo un gas bajo presión y, finalmente, sometiendo la mezcla a un proceso de extrusión para obtener el espesor necesario. El proceso de extrusión mejora las características de la espuma final, como su resistencia mecánica, ya que genera poros no conectados entre sí y un material más homogéneo. La resistencia mecánica de las espumas de poliestireno expandido puede variar entre 0,4 y 1,1 kg/cm 2. Hay disponibles varias calidades de espumas, con una densidad comprendida entre 10 y 33 kg/m 3 y una conductividad térmica que disminuye a medida que aumenta la densidad, según se muestra en el Cuadro 5.3. Las espumas de poliestireno expandido presentan ciertas limitaciones técnicas: son inflamables, aunque existen calidades ignífugas; se descomponen gradualmente al exponerse directamente a la luz solar; reaccionan con los disolventes utilizados en la instalación de plástico reforzado con fibra de vidrio (como los poliésteres con estireno), así como con otros disolventes orgánicos (gasolina, queroseno, acetona, etc.). Esta última característica los hace poco adecuados para su uso en bodegas o recipientes de pescado con revestimiento de plástico reforzado con fibra de vidrio si la fibra de vidrio se aplica in situ directamente sobre el material aislante. Pueden fabricarse paneles de planchas rígidas con poliestireno expandido de diferentes densidades y diversos espesores y tamaños. Perlita expandida La perlita es una roca volcánica que contiene del 2 al 5 por ciento de agua ligada. Es una sustancia químicamente inerte compuesta básicamente por sílice y aluminio, pero que contiene también algunas impurezas, como Na 2O, CaO, MgO y K2O, que son higroscópicas, es decir que absorben fácilmente la humedad. Por consiguiente, en función de las condiciones de almacenamiento y de la calidad de la perlita, puede reducirse al mínimo la absorción de humedad. La perlita expandida tiene una densidad media de alrededor de 130 kg/m 3 y una conductividad térmica de alrededor de 0,04 kcal·m -1·h-1·°C-1 (0,047 W·m- 1 ·°C-1). Se expande cuando se calienta rápidamente a una temperatura entre 800 y 1 200 °C. Las partículas de perlita, cuya forma es granular, se expanden como consecuencia de la volatilización del agua ligada y la formación de vidrio natural. Así, los principales parámetros que definen las características de la perlita expandida son: el origen del mineral de perlita; las características granulométricas del mineral antes del proceso de expansión; la temperatura de expansión. Tiene una buena eficacia aislante, pero sólo cuando está seca o en forma de gránulos sueltos. Los gránulos de perlita tienden a absorber humedad y a asentarse tras su instalación, por lo que con el tiempo pierde eficacia como material aislante. La forma más habitual de aplicar la perlita es vertiendo los gránulos y esparciéndolos manualmente. Puede rellenar espacios pequeños de forma más completa que los materiales aislantes fibrosos. Los materiales aislantes sueltos de relleno, como la perlita expandida, pueden usarse en combinación con otros tipos de materiales aislantes (por ejemplo, bloques de plásticos celulares) para rellenar los lugares de forma irregular de la bodega de pescado en los que el corte de bloques con la forma deseada sería laborioso y no resultaría plenamente satisfactorio. La manipulación e instalación de la perlita expandida deben realizarse con precaución, ya que el polvo de perlita puede ocasionar envenenamiento crónico. 5.3.4 Fibra de vidrio También se utiliza como material aislante la estera de fibra de vidrio, cuyas ventajas son las siguientes: alta resistencia al fuego; alta resistencia a la contaminación microbiológica; buena resistencia a la mayoría de las sustancias químicas; alta resistencia al calor; disponible en diversas presentaciones (por ejemplo, telas, esteras, relleno suelto y planchas); baja conductividad térmica (véase el Cuadro 5.4). Existen rollos de aislante de fibra de vidrio (telas y esteras) de diferentes espesores. La anchura de estas esteras dependerá de la forma en que vayan a instalarse y algunas están revestidas por una cara con una lámina de metal o papel Kraft que actúa como barrera contra los vapores. Sin embargo, las esteras termoaislantes de fibra de vidrio tienen algunas limitaciones técnicas, entre las que destacan las siguientes: escasa resistencia estructural o resistencia a la compresión; tendencia a asentarse después de la instalación si no se instalan correctamente; permeabilidad a la humedad. Pueden fabricarse paneles rígidos de planchas de fibra de vidrio comprimida. Estas planchas aislantes de peso reducido tiene valores de R relativamente altos para su espesor. El corcho es probablemente uno de los materiales aislantes más antiguos que se han utilizado comercialmente y hubo un tiempo en que fue el material aislante más utilizado en la industria de la refrigeración. Actualmente, debido a la escasez de alcornoques productores de corcho, su precio es relativamente alto comparado con otros materiales aislantes. En consecuencia, su uso es muy escaso, excepto como base de algunas máquinas, para reducir la transmisión de vibraciones. Puede obtenerse en forma de planchas o bloques expandidos, así como en forma granular; su densidad varía entre 110 y 130 kg/m3 y su resistencia mecánica es de 2,2 kg/m 2 por término medio. Sólo puede utilizarse hasta temperaturas de 65 °C. Tiene una buena eficacia termoaislante, es bastante resistente a la compresión y no arde fácilmente. Su principal limitación técnica es su tendencia a absorber humedad, siendo su permeancia media al vapor de agua de 12,5 g·cm·m -2·día-1·mmHg En el Cuadro 5.6 se comparan algunos de los materiales más comúnmente utilizados con fines de aislamiento, indicándose la resistencia térmica (R) y las ventajas e inconvenientes de cada tipo de material. En general, los materiales más costosos, como las espumas de poliuretano, tienen una mayor eficacia aislante para un espesor dado. Es posible comparar los diversos tipos de materiales aislantes basándose en sus valores de R (véase la definición de R en el apartado 5.1.2). En la Figura 5.4 se comparan los espesores típicos de diferentes materiales aislantes para cámaras frigoríficas y almacenes de hielo instalados en tierra, en zonas templadas y tropicales, con temperaturas ambientes medias de 20, 30 y 40 °C. Según algunos diseñadores, el coeficiente de conductancia térmica (l) para cámaras frigoríficas y almacenes de hielo en tierra no debe superar 0,26 kcal·m-2· h-1·°C-1 (equivalente a un valor de R = 18,8 ft2·h·°F·Bt-1). Sin embargo, la fijación de este valor depende básicamente del costo de la energía, por lo que puede reducirse si éste aumenta. La selección del espesor óptimo para el aislamiento óptimo de bodegas de pescado dependerá de factores como los costos del aislamiento (materiales e instalación), los costos del hielo (o de de la energía y el equipo, según las necesidades de refrigeración), el ahorro anual en costos de refrigeración debido a la mayor eficacia del aislamiento, y las condiciones locales (tipo de operaciones y embarcaciones pesqueras, especies capturadas, precios del pescado, costos de los préstamos). Por consiguiente, el espesor óptimo del aislamiento deberá determinarse caso por caso. No obstante, teniendo en cuenta las condiciones ambientales del lugar en el que probablemente operará la embarcación de pesca, que no dependen de cálculos económicos, deberá determinarse un espesor de aislamiento mínimo recomendado. En la práctica, deberá alcanzarse un equilibrio entre el espesor óptimo del aislamiento y los costos del hielo o la refrigeración. Al elegir el espesor de aislamiento óptimo debe tenerse en cuenta también, para fines de planificación, las infiltraciones de calor por radiación y conducción. CUADRO 5.6 Materiales aislantes comunes: resistencia térmica (R), ventajas e inconvenientes Material aislante Valor de R Ventajas Inconvenientes por pulgada (2,54 cm) Poliuretano, en plancha 6,25 Muy buena R; puede usarse No siempre es fácil de obtener; con resinas de fibra de relativamente caro vidrio Poliuretano, rociado 7,0 Muy buena R; puede usarse No siempre es fácil de obtener; con resinas de fibra de caro; exige equipo especial de vidrio; aplicación sencilla rociado con equipo de rociado Poliuretano, vertido (mezcla 7,0 Muy buena R; puede usarse No siempre es fácil de obtener; química de dos componentes) con resinas de fibra de caro; los volúmenes deben vidrio; aplicación calcularse muy relativamente sencilla cuidadosamente Poliestireno, en láminas (lisas), 5,0 Fácilmente disponible, de No puede usarse con resinas nombre comercial«Styrofoam» bajo costo, R razonable de fibra de vidrio, a no ser que se proteja; se daña fácilmente Poliestireno, expandido in situ y en 3,75 a 4,0 Valores de R razonables, No puede usarse con resinas perlas moldeadas expandidas. menor costo que las de fibra de vidrio, a no ser que Conocido como Isopor, Polypor, láminas de superficie lisa se proteja; se daña fácilmente etc. Plancha de corcho 3,33 Disponible en muchos R menor que la del poliuretano mercados; costo razonable; para espumas de estireno puede recubrirse con fibra de vidrio Rollos de lana de fibra de vidrio 3,3 Bajo costo; instalación fácil Absorbe agua u otros líquidos con facilidad, y pierde capacidad aislante al mojarse Rollos de lana mineral 3,7 Ídem Ídem Virutas de madera 2,2 Fácilmente disponible; bajo Absorbe humedad y su R se costo reduce al mojarse; se descompone Serrín 2,44 Fácilmente disponible; bajo Absorbe humedad y su R se costo reduce al mojarse; se compacta por efecto de las vibraciones Paja Fácilmente disponible; bajo Absorbe humedad y su R se costo reduce al mojarse; alberga insectos, etc. Espacio de aire 1,0 aprox. Costo nulo Es necesario sellarlo completamente para evitar la circulación de aire que ocasiona la infiltración de calor Vidrio expandido[editar] Artículo principal: Vidrio expandido Además de aislante es una barrera de vapor muy efectiva, lo que no suele ser normal en los aislantes térmicos y le hace muy adecuado para aislar puentes térmicos en la construcción, como pilares en muros de fachada. Está formado por vidrio, generalmente reciclado y sin problemas de tratar el color, puesto que no importa el color del producto, que se hace una espuma en caliente, dejando celdillas con gas encerrado, que actúan como aislante. Su rigidez le hace más adecuado que otros aislantes para poder recubrirlo de yeso. Es poco utilizado en la construcción. Es conocido también como Vidrio Celular y aún se fabrica actualmente, 2013, en España bajo esta última denominación. Densidad: 20 kg/m³. Coeficiente de conductividad térmica: 0,045 W/(m·K) Poliestireno expandido (EPS)[editar] Artículo principal: Poliestireno expandido Fragmento de poliestireno expandido. El material de espuma de poliestireno es un aislante derivado del petróleo y del gas natural, de los que se obtiene el polímero plásticoestireno en forma de gránulos. Para construir un bloque se incorpora en un recipiente metálico una cierta cantidad del material que tiene relación con la densidad final del mismo y se inyecta vapor de agua que expande los gránulos hasta formar el bloque. Este se corta en placas del espesor deseado para su comercialización mediante un alambre metálico caliente. Debido a su combustibilidad se le incorporan retardantes de llama, y se le denomina Difícilmente Inflamable. Posee un buen comportamiento térmico en densidades que van de 12 kg/m³ a 30 kg/m³ Tiene un coeficiente de conductividad de 0,034 a 0,045 W/(m·K), que depende de la densidad (por regla general, a mayor densidad menor coeficiente de conductividad) μ de 140 a 250 MN·s/g·m según densidad Es fácilmente atacable por la radiación ultravioleta por lo cual se debe proteger de la luz del sol Posee una alta resistencia a la absorción de agua No forma llama ya que al quemarse se sublima Espuma celulósica[editar] El material de espuma de celulosa, posee una aceptable poder aislante térmico y es un buen absorbente acústico. Es ideal para aplicar por la parte inferior de galpones por ser un material completamente ignífugo de color blanco y por su rapidez al ser colocado. Se funde a temperaturas superiores a 45 °C. Se utiliza poco en construcción. Coeficiente de conductividad térmica: 0,065 a 0,056 W/(m·K) Espuma de polietileno[editar] Estructura química del polietileno, a veces representada sólo como (CH2-CH2)n. La espuma de polietileno se caracteriza por ser económica, hidrófuga y fácil de colocar. Con respecto a su rendimiento térmico se puede decir que es de carácter medio. Su terminación es de color blanco o aluminio. Coeficiente de conductividad térmica: 0,036 a 0,046 W/(m·K) Film alveolar de polietileno[editar] Artículo principal: Film alveolar De la misma manera, que la espuma de polietileno, como aislante térmico se utiliza simplemente el plástico de burbujas recubierto con el papel de aluminio. Las ventajas que tiene frente los otros aislantes son: espesor muy reducido (3- 5 mm), instalación sencilla, su coste muy reducido; además es no inflamable y reciclable. Éste film se utiliza en construcción, y más habitualmente en equípos de aire acondicionado. Espuma de poliuretano[editar] Artículo principal: Espuma de poliuretano Muestra de espuma de poliuretano de alta densidad. La espuma de poliuretano es conocida por ser un material aislante de muy buen rendimiento. Tiene múltiples aplicaciones como aislante térmico tanto en construcción como en sectores industriales. Destaca en toda la cadena del frío por su alta eficiencia energética Coeficiente de conductividad térmica: 0,023 W/(m·K) μ de 96 a 180 MN·s/g·m según densidad Espuma elastomérica[editar] Es un aislante con un excelente rendimiento en baja y media temperatura y de fácil instalación, reduciendo al máximo los costos de mano de obra. Posee en su estructura una barrera de vapor y un comportamiento totalmente ignífugo. Coeficiente de conductividad: 0,035 W/(m·K) Temperatura de trabajo óptima: -40 a 115 °C Es fácilmente atacable por la radiación ultravioleta por lo cual se debe proteger de la luz del sol. Aerogel[editar] Artículo principal: Aerogel Como aislante térmico, el aerogel se presenta en mantas flexibles (rango de servicio: -40 °C a 650 °C o -270 °C a 90 °C). Solo se presenta en espesores de 5 mm y 10 mm. Tiene propiedades mecánicas grandes para el rendimiento que ofrece, es hidrófobo (repele la humedad), es permeable (deja pasar el aire/vapor), previene la corrosión bajo el aislamiento, es ignífugo (no se incendia) y es sumamente resistente al trato duro (pisotones, golpes, etcétera). Su instalación es intuitiva como sencilla, el material se puede cortar con tijeras o cúteres, disminuyendo el tiempo y los costos de mano de obra excesivos. Densidad: 0,020 g/cm³ (Aerogel monolítico), de 0,13 g/cm³ a 0,18 g/cm³ (Aerogel en manta flexible) Los refrigeradores son los electrodomésticos más usados, pero losmás contaminantes. Hay opciones mucho más sustentables, pero conservan un limitado tipo de alimentos. Podemos comprar modelos más ahorradores o seguir algunos consejos de uso, pero el refrigerador sigue siendo el mayor consumidor de energía en el hogar (tan sólo considera que está conectado todo el tiempo). Desde el siglo XIX hasta nuestros días, hemos tratado de mantener la refrigeración bajo los mismos principios tecnológicos. Sin embargo, un grupo de investigadores del Centro de Investigación de Materiales Avanzados (CIMAV), ha implementado un concepto que se dejó a un lado por muchos años: el efecto magnetocalórico, el cual permitiría ahorrar hasta el 90% de energía. ¿Refrigeración magnetocalórica? El principio magnetocalórico, se refiere a la variación de temperatura de acuerdo al campo magnético. Se ha tratado de usar este efecto físico en la refrigeración, más no se había conseguido bajar la temperatura a menos de 35° celsius. De acuerdo a Jesús González Hernández, director del CIMAV, la clave de su proyecto está en las propiedades de los materiales empleados. Durante 5 años, el grupo de científicos trabajó en una mezcla de materiales capaz de llegar por debajo de los cero grados desde una temperatura ambiente. Una mezcla de 7 materiales, entre ellos manganeso, estroncio y oxígeno, con partículas nanométricas, potencian la propiedad magnetocalórica. Refrigerador magnético vs Refrigerador normal Un refrigerador común tiene un compresor con un gas refrigerante que se bombea hacia donde se quiera enfriar. Estos gases causan un gran daño a la capa de ozono, y a nuestra salud. A pesar de que los frigoríficos más nuevos, han minimizado los efectos, siguen consumiendo un promedio de 200 watts de energía. El refrigerador magnético sólo emplearía 8 watts, no usaría gases, tendría un diseño más compacto, y no emitiría ruidos. Futuro magnético El proyecto se ha llevado a cabo en la sede del CIMAV en Chihuahua, en colaboración con científicos de Irlanda. Para el prototipo del refrigerador magnético, se contó con apoyo de una empresa chihuahuense, y actualmente se encuentran en pláticas con Mabe y General Electrics para seguir desarrollando esta tecnología. El diseño final que tiene en mente el equipo de Jesús Gonzáles, es un refrigerador sencillo que sea competitivo con un precio de producción que tenga ventajas. A pesar de que podrían lanzar un frigorífico comercial, los científicos están esperando perfeccionar los materiales, para que sean electrodomésticos que sean sólidos, y estables. Esperan tenerlos dentro del mercado en 5 años. La refrigeración magnética es una tecnología de enfriamiento basada en el efecto magnetocalórico. Esta técnica puede usarse para lograr temperaturas extremadamente bajas, así como rangos de temperaturas como los usados en los refrigeradores normales. Comparado con la refrigeración de gas tradicional, la refrigeración magnética es más segura, silenciosa, compacta, tiene una mayor eficiencia y es más respetuosa con el medio ambiente al no usar gases perjudiciales para la capa de ozono.1 2 3 Este efecto fue observado por primera vez por el físico francés P. Weiss y el físico suizo A. Piccard en 1917.4 El principio fundamental fue sugerido por P. Debye en 1926 y W. Giauque en 1927.5 Los primeros prototipos de refrigerador magnético fueron construidos por diferentes grupos a partir de 1933. La refrigeración magnética fue el primer método que permitió lograr temperaturas por debajo de 0.3K, temperatura que también es alcanzable con 3He, esto es, bombeando vapores dehelio Este ciclo se aplica de manera análoga a un ciclo de Carnot, con variaciones en la intensidad del campo magnético en vez de cambios de presión. Inicialmente el material a ser enfriado se introduce dentro de uncampo magnético, es decir, el flujo magnético aumenta. El material a ser enfriado o refrigerante empieza en equilibrio térmico con su entorno inmediato. Magnetización adiabática: La sustancia magnetocalórica se introduce dentro de un entorno aislado térmicamente. El campo magnético externo aumenta de intensidad haciendo que los dipolos magnéticos se alineen con dicho campo, disminuyendo por lo tanto la entropía magnética y la capacidad calorífica del refrigerante. Así, la energía interna total del sistema permanece constante, la entropía disminuye y por tanto aumenta la energía térmica del sistema. Transferencia entálpica isomagnética: El calor generado en el punto anterior puede ser eliminado por un gas o fluido, como helio líquido o gaseoso. La intensidad del campo magnético se mantiene constante para impedir que los dipolos reabsorban dicho calor. Cuando la temperatura ha disminuido lo suficiente, se retira el campo magnético aplicado (H = 0). Desmagnetización adiabática: La sustancia se vuelve a aislar adiabáticamente del entorno de forma que la entropía permanece constante. Sin embargo, en este caso el campo magnético se disminuye, y la energía térmica hace que el momento magnético supere dicho campo magnético, enfriándose, en un cambio de temperatura adiabático. La energía y entropía se transfiere, desde entropía térmica a entropía magnética, en forma de desorden de los dipolos magnéticos.8 Transferencia entrópica isomagnética: El campo magnético se mantiene constante para evitar que el material se caliente. Dicho material se sitúa entonces en contacto con el entorno a enfriar. Ya que dicho material está más frío que su entorno, por diseño, la energía calorífica migra desde el sistema a enfriar hacia el material de trabajo. Una vez que el refrigerante y y su entorno llegan al equilibrio térmico, el ciclo empieza de nuevo La refrigeración termoeléctrica utiliza el efecto Peltier para crear un flujo térmico a través de la unión de dos materiales diferentes, como metales o semiconductores tipo P y N. Un refrigerador o calentador Peltier o una bomba de calor termoeléctrica es una bomba de calor activa en estado sólido que transfiere calor de un lado del dispositivo a otro oponiéndose al gradiente de temperatura, consumiendo para ello energía eléctrica. Un instrumento de este tipo también es conocido como dispositivo Peltier, diodo Peltier, bomba de calor Peltier, refrigerador de estado sólido o refrigerador termoeléctrico. Ya que el calentamiento se puede conseguir de manera más fácil y económica por otros muchos métodos, los dispositivos Peltier se usan principalmente para refrigeración. En cualquier caso, cuando se debe usar un único dispositivo tanto para enfriar como para calentar, puede ser aconsejable el uso de un dispositivo Peltier. Simplemente conectándolo con una fuente de tensión continua causa el enfriamiento de una de las partes, mientras que la otra se calienta. La efectividad de la bomba para mover el calor lejos del lado frío es totalmente dependiente de la cantidad de corriente proporcionada y de cómo se extraiga el calor de la otra parte, para lo que se pueden usar disipadores. Los dispositivos Peltier pueden usarse como generador eléctrico si se logra mantener una diferencia de temperatura entre ambos lados. Las uniones termoeléctricas rondan generalmente el 5-10% de la eficiencia de un refrigerador ideal, comparado con el 40-50% conseguido por los sistemas convencionales deciclo de compresión. Dada su relativa poca eficiencia, la refrigeración termoeléctrica suele utilizarse solo en entornos en los que importa más la naturaleza de estado sólido (sin partes móviles) que la eficiencia. El rendimiento del refrigerador termoeléctrico de Peltier es función de la temperatura ambiente, la eficiencia de los intercambiadores de calor de las partes fría y caliente, la carga térmica, la geometría del módulo Peltier y sus parámetros eléctricos. En cualquier caso, desarrollos recientes demuestran que los módulos de efecto Peltier podrían pronto superar a los motores de combustión interna tanto en eficiencia como en densidad de potencia para generadores basados en combustible. Aplicaciones[editar] Actualmente, uno de sus usos más comunes es como pieza refrigeradora de las CPU de los ordenadores. Otro uso muy común es en pequeñas vinotecas, ya que los vinos suelen requerir una temperatura entre los 12 y 18 ºC lo que las hace ideales en ambientes no muy cálidos frente a las tradicionales de compresor. También es utilizado en equipos deshumidificadores hogareños, debido a que este sistema genera menos ruido que el sistema por compresión y es más compacto. Principio de funcionamiento[editar] Artículo principal: Efecto termoeléctrico Los refrigeradores termoeléctricos se basan en el efecto termoeléctrico. Cuando se hace circular una corriente a través de un dispositivo termoeléctrico convenientemente configurado, el calor es transportado de un lado del dispositivo al contrario. Consumo máximo para un refrigerador de motocompresor Teniendo en cuenta que el volumen ajustado medido del refrigerador TE es de 49,1 dm3, el límite de consumo anual sería de 317,66 kWh/año. Beneficios adicionales de los refrigeradores TE • Totalmente silenciosos sin producir vibraciones, • Fácil variación de la potencia refrigerante, actuando sobre la tensión de alimentación, • No necesitan mantenimiento, • No poseen elementos móviles, • Pueden funcionar en cualquier posición, • Peso y tamaño pequeños, • Control de la temperatura preciso (± 0,1 ºC), • Alta confiabilidad, • Pueden, en un futuro, ser empleados con fuentes no convencionales de energía. Figura 6. Resumen de consumo de energía eléctrica y temperaturas alcanzadas. Conclusiones y Recomendaciones • Actualmente en México podemos comprar una línea de refrigeradores compactos TE, los cuales son comercializados sin ninguna normativa con respecto al consumo de energía eléctrica. • El análisis teórico indica un consumo promedio de energía eléctrica anual de 800 kWh/año. Los resultados de laboratorio muestran que el consumo anual promedio esperado será de 880 kWh/año. Estos consumos son altos con respecto a sus similares de motocompresor que consumen alrededor de 317,66 kWh/año. Pero un refrigerador TE de alta eficiencia puede tener un consumo anual de 255 kWh/año. • En un refrigerador TE, el control electrónico es una de las partes que determinan un funcionamiento óptimo; sin embargo en el aparato probado no se tiene un buen control. • Asimismo el costo de adquisición fue de 1000 pesos y un equipo de alta eficiencia puede estar entre 3000 y 5000 pesos. A favor de estos aparatos están sus características especiales, ya que pueden llegar a ser usados con fuentes alternas de energía. • Por ello se recomienda; primero, al consumidor tener en mente que los equipos en el mercado mexicano aún no tienen funcionamientos óptimos, y segundo a la dependencia competente, normalizar el consumo de energía de estos aparatos para protección al consumidor y así evitar los efectos adversos por alto consumo de energía Refrigeración Doméstica Unidades domésticas R-600a, R-134ª Refrigeración Comercial Muebles y Exhibidores refrigerados R-134a, R-404A, R-507 Procesamiento de alimentos y almacenamiento Cámaras refrigeradas, frigorífico R-134a, R-404a, R-507, R-717 Refrigeración Industrial Procesos químicos, líneas de producción de derivados lácteos, bebidas, farmacéutica, etc. R-134a, R- 407c, R-410ª Transporte refrigerado Cámaras refrigeradas R-134a, R-404a, R-507 Enfriamiento electrónico Enfriamiento para procesadores y componentes de hardware R-134a, R-404a, R-507 Refrigeración - Medicina Salones de cirugía, Salas Intensivas, medios de diagnósticos R-134a, R-404a, R-507 Refrigeración criogénica Ethylene Helium PROPIEDADES DE UN REFRIGERANTE IDEAL Aunque desgraciadamente no existe en el momento actual ninguna sustancia que pueda ser considerada comorefrigerante ideal, se pasará, sin embargo, revista a las propiedades que deberán poseer una tal sustancia, a efectos de estudiar posteriormente la mejor o peor adaptación a la mismas de los distintos refrigerantes empleados usualmente. Estas propiedades son la siguientes. PROPIEDADES DE UN REFRIGERANTE IDEAL Calor latente de vaporización. Debe ser elevado, a fin de disminuir lo más posible el caudal másico de refrigerante que ha de circular por la instalación, con la consiguiente reducción en el tamaño de la misma Temperatura crítica. Debe ser elevada. Una temperatura crítica baja incrementa la presión de condensación y conlleva la necesidad utilizar grandes superficies de intercambio en el condensador. Volumen especifico. El volumen especifico del vapor a la presión de evaporación debe ser reducido, a fin de disminuir el tamaño preciso en el compresor. Temperatura de congelación. Debe ser lo suficiente baja como para que el refrigerante no pueda solidificarse durante el trabajo normal. Conductividad térmica. Debe ser elevada, para que las superficies de intercambio precisa no sean grandes. Resistencia dieléctrica del vapor. En las instalaciones que emplean compresores herméticos debe ser elevada y estar en contacto con los arrollamientos del motor. Inactividad y estabilidad. El refrigerante debe ser inerte frete a los materiales que constituyen el sistema y el aceite de lubricación del compresor y debe ser estable en su constitución química. Solubilidad con aceite. A ser posible, el refrigerante debe ser inmiscible con el aceite y en su defecto se prefiere que sea totalmente miscible. La miscibilidad parcial crea problemas de depósitos de aceite en el evaporador cuya solución requiere además del empleo de separador de aceite, velocidades altas en la línea de aspiración. Solubilidad con agua. Cuando el agua entra en contacto con el refrigerante puede formar una disolución lo que permanece como agua libre. El agua libre es la que causa el taponamiento por congelación de la válvulas de expansión y evaporadores. Por estas razones resulta particularmente importante el mantener seco un sistema de refrigeración, para lo que suelen emplear filtros deshidratadores a base de sílica gel, de aluminio activada o de tamices moleculares. Características de los refrigerantes[editar] En principio, podría ser refrigerante cualquier sustancia que cambie de fase de líquido a vapor a una temperatura baja, en función de las condiciones de presión , pero para su utilización en un ciclo de refrigeración por compresión, debe tener la mayoría de las siguientes características. Características que afectan al rendimiento[editar] Presión de evaporación superior a la atmosférica para evitar infiltraciones de aire en el sistema Presión de descarga no muy alta. Para evitar la necesidad de un equipo robusto, y desde luego por debajo de la presión crítica. Relación de compresión baja. La potencia del compresor aumenta con la relación de compresión. Temperatura de descarga no muy alta. Para evitar la descomposición del aceite lubricante o del refrigerante o la formación de contaminantes. Calor latente de vaporización lo más alto posible. Cuanto mayor , mejor producción frigorífica específica y menor caudal másico Temperatura de ebullición, por debajo de la temperatura ambiente a presión atmosférica, fácilmente controlable y por encima de la temperatura de congelación. Volumen específico.- Debe ser lo más bajo posible para evitar grandes tamaños en las líneas de aspiración y en el desplazamiento de compresor Calor específico. Debe ser lo más alto posible en el vapor, para que absorba una gran cantidad de calor y lo más bajo posible en estado líquido para reducir el vapor en la vaporización súbita Punto de congelación. Debe ser inferior a la temperatura mínima del sistema, para evitar congelamientos en el evaporador. Densidad. Debe ser elevada para requerir pequeñas dimensiones en las líneas líquido. Características de seguridad[editar] Estabilidad química dentro de la gama de temperaturas de trabajo. Inactividad química: que no reaccione con ninguno de los materiales con los que pueda tener contacto. No deben ser líquidos inflamables, corrosivos ni tóxicos. Dado que deben interaccionar con el lubricante del compresor, deben ser miscibles en fase líquida y no nocivos con el aceite. No tendencia a las fugas. Los refrigerantes con bajo peso molecular escapan con mayor facilidad Los refrigerantes, se aprovechan en muchos sistemas para refrigerar también el motor del compresor, normalmente un motor eléctrico, por lo que deben ser buenosdieléctricos, es decir, tener una baja conductividad eléctrica. Clasificación[editar] En general los refrigerantes son: orgánicos e inorgánicos Los inorgánicos, como el agua o el NH3: Amoníaco Los de origen orgánico:halocarbonos/hidrocarburos CFC: halocarbono completamente halogenado (exento de hidrógeno) que contiene cloro, flúor y carbono, perjudiciales para la capa de ozono HCFC: halocarbono parcialmente halogenado que contiene hidrógeno, cloro, flúor y carbono. HFC: halocarbono parcialmente halogenado que contiene hidrógeno, flúor y carbono. PFC: halocarbono que contiene únicamente flúor y carbono. HC: hidrocarburo que contiene únicamente hidrógeno y carbono. Mezclas Azeotrópicas: mezcla de fluidos refrigerantes cuyas fases vapor y líquido en equilibrio poseen la misma composición a una presión determinada. Zeotrópicas: mezcla de fluidos refrigerantes cuyas fases vapor y líquido en equilibrio y a cualquier presión poseen distinta composición. Según el Reglamento de Instalaciones Frigoríficas5 , los refrigerantes se clasifican en función de sus efectos sobre la salud y la seguridad, en dos grupos: Por su inflamabilidad y por su toxicidad Por su inflamabilidad[editar] Grupo 1.- Refrigerantes no inflamables en estado de vapor a cualquier concentración en el aire. Grupo 2: Refrigerantes cuyo límite inferior de inflamabilidad6 , cuando forman una mezcla con el aire, es igual o superior al 3,5 % en volumen (V/V). Grupo 3: Refrigerantes cuyo límite inferior de inflamabilidad, cuando forman una mezcla con el aire, es inferior al 3,5 % en volumen (V/V). Por su toxicidad[editar] Grupo A: Refrigerantes cuya concentración media en el tiempo no tiene efectos adversos para la mayoría de los trabajadores que pueden estar expuestos al refrigerantes durante una jornada laboral de 8 horas diarias y 40 horas semanales y cuyo valor es igual o superior a una concentración media de 400 ml/m³ [400 ppm. (V/V)]. Grupo B: Refrigerantes cuya concentración media en el tiempo no tiene efectos adversos para la mayoría de los trabajadores que puedan estar expuestos al refrigerante durante una jornada laboral de 8 horas diarias y 40 horas semanales y cuyo valor es inferior a una concentración media de 400 ml/m³ [400 ppm. (V/V)]. Cada refrigerante pertenece a un grupo de seguridad indicado por dos dígitos: en primer lugar A ó B según el grado de toxicidad y a continuación 1, 2 ó 3 según su inflamabilidad y se definen tres grupos: L1 - alta seguridad: Los que sean tipo A1 L2 - media seguridad: Los de los tipos A2, B1 y B2 L3 - baja seguridad: Los de los tipos A3 y B3 Por su función[editar] Primario o fluido frigorígeno: si es el agente transmisor en el sistema frigorífico, y por lo tanto realiza un intercambio térmico principalmente en forma de calor latente. Secundario o fluido frigorífero: Sustancia intermedia (p.ej., agua, salmuera, aire, etc.) utilizada para transportar calor entre el circuito frigorífico (circuito primario) y el medio a enfriar o calentar. Refrigerantes comúnmente usados[editar] El agua. El amoníaco o R717. El glicol R11. R12 R22. R23. R32. R123. R124. R134a. R502. R404. R407C. R410A. R507. R517. POR QUÉ USAR LÍQUIDO REFRIGERANTE Y NO AGUA En el equipo de carretera de antaño, y aún hoy, en las puertas del siglo XXI, el pequeño botellón de agua no puede faltar en el baúl. Por: NULLVALUE 15 de febrero de 1997 Y no es para menos. En viajes largos y, con regularidad, es aconsejable revisar la refrigeración del motor, ya que se puede dañar. Sin embargo, quienes han comprado carro recientemente, se sorprenden de que ahora les hablen de líquido refrigerante en lugar de agua y que, además, sea de color verde. Porque así como el automóvil ha cambiado, también sus componentes han evolucionado y el líquido que se debe usar para evitar recalentamientos en el motor no se quedó atrás. Hoy, las ensambladoras no recomiendan usar agua en el sistema de refrigeración de los carros. Las aleaciones de los metales, que son más livianos, no resisten el grado de corrosión que les causa el agua con el tiempo. Anteriormente, los carros se construían con hierro y acero, que son metales pesados, y resistían el efecto oxidante del agua por mucho tiempo. La potencia, la rapidez y los espacios pequeños hicieron que el carro avanzara y se fabricara en aleaciones más livianas como aluminio, estaño, cobre y zinc, que son metales más livianos , dijo Hernán Orjuela de Exro, una industria de refrigerantes. Las ventajas Como no son metales pesados, el agua los dañaría. Por eso, es necesario utilizar un líquido diferente que no produzca corrosión en el sistema. Para eso, el refrigerante contiene inhibidores de corrosión, que protegen cualquier daño de los metales. A esta sustancia, se le agrega etelinglicol, un químico muy importante porque es la esencia del producto en todo el mundo. El etelinglicol es muy conocido en los países en donde hay estaciones. Desde hace muchos años se conoce porque la sustancia no se congela en invierno y, además, eleva el punto de ebullición , explicó Orjuela. Esa es la principal característica de ese químico, ya que aguanta mucho más temperatura o menos, según la zona climática por donde transite. Al adquirir el refrigerante, es importante verificar que sea de una marca reconocida y que tenga las normas internacionales de calidad. Lo mejor es que los concesionarios, como los de Colomotores, lo apliquen y distribuyan. Además, el refrigerante contiene aguas tratadas que garantizan su calidad y efectividad en el vehículo. Otro aspecto interesante del líquido es que no se evapora, como sí ocurre en el caso del agua. Por eso, los autos modernos duran mucho tiempo con la sustancia dentro de su sistema. De esa manera, incluso en los vehículos de modelo anterior, no hay riesgos de corrosión de los metales y resiste altas o bajas temperaturas del medio ambiente. Cómo sustituir el agua Antes de cambiar el agua por el líquido refrigerante, tenga en cuenta que no lo puede hacer sobre la marcha ... Por eso, aplique las siguientes recomendaciones: 1. Hacer una prueba hidrostática. Para ello, es aconsejable que lleve su vehículo a un sitio reconocido en el mercado y no a cualquier taller de radiadores. El procedimiento consiste en aplicar las libras de presión que tiene la tapa original del carro, para saber en dónde hay fugas y corregirlas. 2. Realizar un enjuague. Lo mejor es limpiar completamente el sistema, para quitar el óxido que se ha acumulado por el uso de agua. 3. Aplicar inhibidor de corrosión. Es recomendable utilizarlo solo durante una semana, con el fin de acabar de limpiar el sistema. 4. Usar el refrigerante. Después de realizar el anterior proceso, ahora sí utilice el líquido y proteja su carro. 5. Siempre utilice la tapa del radiador original o que haya sido fabricada para las libras de presión que se generan en su automóvil. Refrigerantes ¿Por qué usar HFC? El HFC, no contiene cloro, no es inflamable ni tóxico. No destruye la capa de ozono si accidentalmente se libera a la atmósfera. La eficiencia frigorífica de los HFC, es igual o superior que la de los HCFC. El uso del HFC se va imponiendo. Es ya muy usado en Japón, Estados Unidos y, aunque en menor medida, en Europa. ¿Qué tipo de refrigerante es el R410A? El R410A es una mezcla al 50% de R32 y R125. Sus componentes el R410A? son inofensivos para la capa de ozono. El ODP (Potencial de destrucción del ozono), del R410A es 0. El del R22 es 0,055. El GWP (Efecto invernadero directo) es de 1740, prácticamente igual que el del R22 que es 1700. El rendimiento en climatización con R410A es superior al que alcanzamos con R22. Las presiones a las que trabajamos con R410A son entre un 50% y un 60% más altas que las de R22. ¿Cuáles son las ventajas del R410A? El ODP=0, no daña la capa de ozono. (ODP del R22=0,055) El rendimiento con R410A es similar al de R22 en condiciones normales. Para altas capacidades y bajas temperaturas, el rendimiento del R410A es sensiblemente superior al del R22. ¿Qué desventajas tiene el R410A? Las presiones a las que se trabaja con R410A, son 1,6 veces mayores que las de R22. ¿Cuáles son los puntos clave en el desarrollo técnico? Cuando se usa R410A en vez de R22, el aceite usado para R22 no se puede usar con R410A debido a la imposibilidad de mezclarlos. Por lo tanto hay que usar un nuevo aceite para el nuevo refrigerante. El punto clave es asegurar una alta fiabilidad usando estos nuevos productos. Otro punto clave es el de optimizar el circuito de refrigeración, como el compresor y los intercambiadores de calor, para conseguir un buen rendimiento. Nosotros hemos vuelto a examinar todo el ciclo de refrigeración. ¿Afecta esta alta presión a la seguridad de los equipos de aire acondicionado? Todos los componentes de las unidades, se han desarrollado, para que el nivel de seguridad de estos aparatos sea igual a la que teníamos en los convencionales de R22. ¿Es tóxico este refrigerante? Está confirmado que ni el R32 ni el R125, son tóxicos al igual que el R22. ¿Por qué no se usa el R134a? La capacidad de refrigeración de R134a, es el 40% más baja que la del R22. Por este motivo el R134a no se considera útil para refrigeración. ¿Por qué no se usa R407C? El rendimiento en climatización del R410A, es sensiblemente superior a la del R407C. Los procedimientos de carga de refrigerante son iguales a los del R22. No obstante hay que tener especial cuidado. Debido a la alta presión a la que trabaja. Tendremos que usar equipos y herramientas apropiados. Protección de la capa de Ozono ¿Qué medidas para la protección del medio ambiente se han tomado con respecto a los aparatos de R22 ya vendidos? Es necesario, para tener en cuenta la protección de la capa de ozono, recoger el refrigerante para su reutilización o destrucción, cuando se realiza una reparación o una sustitución de equipos de aire acondicionado. ¿Qué esfuerzos debemos realizar con respecto a los refrigerantes? Debemos intentar utilizar equipos con HFC. Con respecto a la urgencia de proteger la capa de ozono, debemos concentrarnos en recoger todo el HCFC par su reutilización o destrucción. Si usamos cada vez más HFC en nuestras tareas de instalación reparación, conseguiremos que, aunque no inmediatamente, tengamos un alto grado de utilización del HFC a medida que los equipos antiguos vayan terminando su vida útil. ¿Qué medidas se toman para evitar la fuga de refrigerantes durante la instalación? Desde hace unos años, se dan instrucciones a los instaladores, con respecto al proceso de vacío. Con esto se ayuda a reducir la descarga de refrigerante a la atmósfera. Debemos consolidar el uso del proceso de vacío para minimizar las fugas de refrigerante. ¿Cuál es la tendencia de la industria? La tendencia camina hacia los refrigerantes alternativos. El R410A se usa para pequeñas capacidades, el R410A y el R407C para capacidades medias y el R407C para grandes capacidades. Sin embargo, la política con respecto a los refrigerantes varía sensiblemente de un fabricante a otro. El cambio hacia los refrigerantes alternativos, varia en concordancia con las políticas de cada compañía. Regulación del CFC (Clorofluorcarbono) ¿Por qué se regula el CFC? Aunque el efecto de los CFC en la degradación del medio ambiente varían, cuando estos se liberan, se descomponen en la atmósfera. Cuando alcanzan la estratosfera, los rayos ultravioleta inciden sobre ellos. La reacción química con el cloro actúa de catalizador y reduce la capa de ozono. El agujero causado por la reducción de la capa de ozono, deja pasar nocivos rayos ultravioleta a través de ella alcanzando así la superficie terrestre. El uso de destructores de la capa de ozono como los CFC, debe ser regulado para la protección del medio ambiente. ¿Están regulados los HCFC internacionalmente? Según el protocolo de Montreal: Con respecto a la cantidad total existente en 1996 se reducirá al 65% en el 2004, al 35% en el 2010 y quedará totalmente prohibido en el 2020. El efecto invernadero directo (GWP) ¿Cuál es el efecto invernadero directo del R410A? Teóricamente, el rendimiento del R410A es del 92% al 95% del R22, pero, en la actualidad, los rendimientos del R22 y R410A son iguales. Seguimos mejorando nuestros productos en relación al ahorro energético. El GWP del R410 es de 1740, similar al del R22=1700. Nosotros debemos minimizar el efecto invernadero directo, recogiendo todo el refrigerante y previniendo las fugas del mismo a la atmósfera. ¿Cuántos años se permitirá el uso de los HFC? No hay fechas pero se considera que tendremos un largo periodo de uso de los refrigerantes alternativos. Instalación y servicio con nuevos refrigerantes (R410A) ¿Qué podemos decir sobre el trabajo de instalación? El método de instalación es básicamente el mismo. Teniendo en cuenta la alta presión del R410A, tendremos que usar, tuberías y herramientas adaptadas a estas presiones. Para evitar errores en el uso de herramientas y dar seguridad a las instalaciones, nosotros procedemos a realizar manuales e impartir seminarios. ¿Qué precauciones se requieren para la instalación? Al igual que con R22, se debe prevenir la humedad. ¿Pueden reutilizarse tuberías de R22? Debido al diferente tipo de aceite que usan, las tuberías deberían de quedar perfectamente limpias antes de ser usadas con R410A. El R410A necesita tuberías que soporten las presiones a las que este trabaja.Cuando la capacidad de refrigeración es de 4Kw o más. Hay que tener en cuenta no obstante, que para capacidades inferiores a 4Kw, hay tuberías en el mercado que no son validas debido a que tienen un grosor de pared inadecuado. ¿Qué ocurre si cargamos un equipo de R410A con R22? El diámetro de los puertos de servicio de R410A es distinto al de R22 para que no puedan usarse las mangueras de carga. Esto previene la carga con un refrigerante equivocado. ¿Produce la descomposición del R410A, con el fuego, sustancias tóxicas? Puesto que el R410A no contiene cloro en sus moléculas, no produce las mismas sustancias tóxicas que el R22, aunque es igualmente tóxico. Si se producen fugas de refrigerante cerca de un punto donde haya fuego, hay que ventilar la habitación al igual que con R22. ¿Cómo se pueden detectar fugas de refrigerante? Se puede utilizar un detector de HFC o agua jabonosa. Lo que no sirve es el detector de antorcha ya que al no haber cloro, no hay reacción con la llama. ¿Podrán repararse en el futuro unidades de R22? El refrigerante R22 será recogido y reutilizado, por lo que seguirá estando disponible. Cuando la reducción gradual se lleve a efecto, se irá agotando al no haber un equilibrio entre el suministro y la demanda. Estamos seguros de que la falta de suministro no será inconveniente para el uso de equipos de R22. Debido a la alta presión del R410A, este no podrá ser usado en equipos de R22, por motivos de seguridad. ¿Por qué se usan distintos tipos de refrigerante dependiendo de la capacidad del equipo? Debido a la alta presión a la que trabaja este refrigerante, tendríamos que cambiar totalmente la estructura interna de la unidad de aire acondicionado semi-industrial, esto hace muy difícil la comercialización del R410A en equipos semi- industriales. Las cargas adicionales con R407C, se complican, al ser este refrigerante una mezcla no azeotrópica. Esto reduce la posibilidad de garantizar un buen rendimiento. 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” - 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: 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 Una válvula de expansión termostática (a menudo abreviado como VET o válvula TX en inglés) es un dispositivo de expansiónel cual es un componente clave en sistemas de refrigeración y aire acondicionado, que tiene la capacidad de generar la caída de presión necesaria entre el condensador y el evaporador en el sistema. 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. Para realizar este cometido dispone de unbulbo sensor de temperatura que se encarga de cerrar o abrir la válvula para así disminuir o aumentar el ingreso de refrigerante y su consecuente evaporación dentro del evaporador, lo que implica una mayor o menor temperatura ambiente, respectivamente. Este dispositivo permite mejorar la eficiencia de los sistemas de refrigeración y de aire acondicionado, ya que regula el flujo másico del refrigerante en función de la carga térmica. El refrigerante que ingresa al evaporador de expansión directa lo hace en estado de mezcla líquido/vapor, ya que al salir de la válvula se produce una brusca caída de presión producida por la "expansión directa" del líquido refrigerante, lo que provoca un parcial cambio de estado del fluido a la entrada del evaporador. A este fenómeno producido en válvulas se le conoce como flash-gas. Componentes de Válvula VET[editar] Se compone de: Un cuerpo compuesto por una cámara en la cual se produce la expansión, al pasar el fluido refrigerante a ésta a través de un orificio cilindro-cónico obturado parcialmente por un vástago, y los tubos de entrada y salida del fluido. Un elemento o fluido potencia que actúa sobre el vástago para abrir o cerrar el paso de refrigerante a la cámara de expansión. Un husillo regulador o tornillo que nos limita la cantidad mínima de caudal. Un bulbo sensor situado a la salida del evaporador, conectado por un capilar al elemento de potencia y que actúa sobre éste. Una tubería de compensación de presión conectado también a la salida del evaporador, y que ayuda a funcionar al obturador. Este accesorio es necesario sólo para la VET compensada externamente. Ventajas de la Válvula VET[editar] Son especialmente adecuadas para inyección de líquido en evaporadores "secos", en los cuales el recalentamiento a la salida del evaporador es proporcional a la carga de éste. Regulan activamente la expansión al ser activadas por el sobrecalentamiento. La inyección se controla en función del sobrecalentamiento del refrigerante. El sobrecalentamiento constante en la línea de gas evita la posibilidad de ingreso de refrigerante en estado líquido a la succión del compresor. Los principios del funcionamiento de la heladera El funcionamiento de la heladera se basa en las siguientes propiedades f�sicas, que permiten generar fr�o: 1. El calor se transfiere de un cuerpo caliente a uno fr�o Para calentar un material debemos acercarlo a una fuente caliente, que se encuentra a mayor temperatura. �Por qu� ocurre esto? La transferencia de calor es un flujo de energ�a. Cuando se transmite calor entre dos cuerpos, uno pierde energ�a y el otro la gana. El cuerpo que pierde calor disminuye su temperatura o cambia de estado (por ejemplo, pasa de gas a l�quido o de l�quido a s�lido). Cuando dos cuerpos a distinta temperatura se ponen en contacto, el calor es transferido del m�s caliente al m�s fr�o. De esta manera, la temperatura de ambos tiende a igualarse. 2. Los gases muy comprimidos se condensan Seguramente conocen los encendedores de pl�stico transparente y vieron que contienen un l�quido. Esos encendedores queman un gas semejante al que arde en la cocina. Pero �d�nde est� ese gas? El gas est� condensado, es decir, se encuentra en estado l�quido, encerrado a alta presi�n (comprimido) dentro del encendedor. Cuando se comprime un gas, el volumen que ocupa se reduce (sus mol�culas se acercan entre s�) y su presi�n aumenta. Al llegar a una presi�n suficientemente elevada (volumen muy peque�o), las mol�culas se acercan lo suficiente como para atraerse entre s� y formar el l�quido. 3. La evaporaci�n quita calor Cuando salimos de la ducha o de la pileta, sentimos fr�o. �Por qu�? El agua, al evaporarse, toma calor, es decir que cuando el agua se transforma en vapor le quita calor al cuerpo y por eso sentimos fr�o. Lo mismo pasa si nos ponemos alcohol o acetona sobre la piel; el l�quido se evapora m�s r�pidamente que el agua, y al quitar m�s r�pido el calor de la piel sentimos m�s fr�o. 1. La compresi�n calienta, la expansi�n enfr�a Cuando inflamos la rueda de una bicicleta, notamos que el tubo del inflador se calienta. �Por qu� ocurre esto? o Cuando un gas se comprime, aumenta su temperatura (se calienta); y cuando se expande (aumenta su volumen), su temperatura disminuye (se enfr�a). o Al inflar la rueda, empujamos con un �mbolo el aire contenido dentro d el tubo del inflador (le entregamos energ�a en forma de trabajo). o Al comprimirse, el aire aumenta su temperatura, le transfiere calor al tubo del inflador (que se encontraba a menor temperatura) y hace que �ste se caliente. El inflador se calienta porque el gas se comprime. Estos cambios se deben a la p�rdida de energ�a del gas cuando se expande, a causa del trabajo que realiza al �empujar hacia fuera� y a la energ�a que se le transfiere al comprimirlo cuando se lo �empuja hacia adentro�. El proceso c�clico de enfriamiento El enfriamiento se produce mediante un proceso c�clico en el cual un gas, como los gases CFC o clorofluorocarbonados, circula por un tubo que recorre las partes interna y externa de la heladera intercambiando calor. Los pasos del proceso para producir el enfriamiento son los siguientes. Se comprime el gas en una parte de su recorrido que se encuentra en el exterior de la heladera (el compresor). Entonces aumenta su temperatura (la compresi�n calienta). Se permite que el gas comprimido y caliente se enfr�e (en el condensador) liberando calor al ambiente (el calor se transfiere de un cuerpo caliente a uno fr�o). Al enfriarse, el gas comprimido se transforma en l�quido (los gases muy comprimidos se condensan) y libera m�s calor al ambiente (cuando un gas se hace l�quido libera calor). El l�quido pasa por un tubo muy delgado (capilar) que impide su expansi�n, al sector que se encuentra dentro de la heladera. El l�quido pasa a un tubo m�s grueso (evaporador), en la parte interior, que permite que el l�quido se evapore y que el gas formado se expanda. Estos procesos quitan calor del interior de la heladera (la evaporaci�n quita calor, la expansi�n enfr�a). Al perder calor, el interior de la heladera se enfr�a (el cuerpo que pierde calor disminuye su temperatura). El gas pasa al exterior de la heladera donde vuelve a ser comprimido y todo el proceso se vuelve a repetir. Las partes de una heladera Las principales partes de una heladera, donde ocurren estos procesos, son las siguientes. Motor: toma energ�a de la instalaci�n el�ctrica e impulsa el compresor. Compresor: es impulsado por el motor y comprime el gas de la tuber�a, calent�ndolo. Condensador: parte de la tuber�a donde se enfr�a el gas reci�n comprimido, que entonces se condensa. Est� en el exterior de la heladera y libera calor al ambiente. Capilar: tubo que deja pasar poco a poco el gas licuado. Se lo llama as� porque es muy delgado; un tubo grueso dejar�a pasar el gas sin resistencia e impedir�a la compresi�n. Evaporador: tubo sinuoso que est� en contacto con lo que llamamos el congelador de la heladera. En este tubo se evapora el gas previamente licuado y as� se enfr�a el interior de la heladera. El evaporador y el congelador se ubican arriba para que el aire fr�o, m�s denso, baje por su propio peso y reemplace el aire m�s caliente; que sube. Si el congelador estuviera abajo, el fr�o llegar�a arriba con mayor dificultad. Termostato (vulgarmente, �el autom�tico�): mecanismo autom�tico que interrumpe la corriente el�ctrica cuando la temperatura es suficientemente baja, y pone a andar nuevamente el motor cuando sube la temperatura. Unidad sellada (conocida como la �bocha�): recipiente herm�tico donde est�n ubicados el motor y el compresor. Esta disposici�n, incorporada hacia 1950, reduce el riesgo de las fugas de gas. Los tubos capilares son dispositivos de expansión en sistemas de refrigeración pequeños, como el aire acondicionado residencial, refrigeradores domésticos, vitrinas de refrigeración de media temperatura comercial, enfriadores de botellón, etc. Los refrigerantes, R22, R404A, R502, R134a, entre otros, siguiendo el ciclo normal de refrigeración, entrarán al capilar. Podemos señalar las medidas de capilares más comunes, que son de 1 a 6 metros de largo x 0.5 a 2 mm de diámetro. Estos datos deben ser de acuerdo a la capacidad del compresor y temperatura del sistema. El capilar cumple dos tareas: reducir la presión del refrigerante líquido que sale del condensador hacia el evaporador y regular el flujo másico (la cantidad de líquido) del refrigerante que va hacia el evaporador para el efecto de enfriamiento. De esta forma, si el vapor refrigerante no está completamente en forma de líquido, el flujo másico será reducido, teniendo por consiguiente un bajo enfriamiento y recalentamiento del refrigerante que llega al compresor. Por otra parte si existiera exceso de refrigerante acumulado en el condensador, la presión y la temperatura en el condensador aumentarán y la capacidad en el evaporador disminuirá. LA CARGA INSUFICIENTE DE REFRIGERANTE: Este efecto traerá como consecuencia utilizar el evaporador parcial y menor capacidad de refrigeración. LA CARGA DE REFRIGERANTE EXCESIVA: La presión del condensador se elevará, sobrecargando la función del compresor y bajando la capacidad del condensador. En algunos casos el refrigerante puede llegar líquido al compresor dañándolo. ENUNCIADOS DE LA SEGUNDA LEY Es posible formular muchos enunciados que describan esta restricción y que, por tanto, sirvan como enunciados de la segunda ley. Dos de los más comunes son los siguientes: 1. Ningún equipo puede funcionar de modo tal que su único efecto (en el sistema y sus alrededores) sea convertir completamente todo el calor absorbido por el sistema en trabajo hecho por el sistema. 2. No existe ningún proceso que consista exclusivamente en la transferencia de calor de un nivel de temperatura a otro mayor. La segunda ley no prohíbe la producción de trabajo a partir del calor, pero coloca un límite sobre la fracción de calor que en cualquier proceso cíclico puede convertirse en trabajo. La conversión parcial de calor en trabajo es la base de casi toda la producción comercial de energía. El desarrollo de una expresión cuantitativa para la eficiencia de esta conversión es el siguiente paso en el estudio de la segunda ley Es imposible que una máquina, sin ayuda mecánica externa, It is imposible for a self-acting machine, unaided by any external agency, transfiera calor de un cuerpo a otro más caliente. to convey heat from one body to another at a higher temperature. Clausius, originalmente en alemán (1850) y traducido por Kelvin. Desechada la teoría del calórico, en 1851, Kelvin ofrece un nuevo enunciado: Es imposible construir un dispositivo que, utilizando un fluido inerte, It is imposible. by means of inanimate material agency, to derive pueda producir trabajo efectivo causado por el enfriamiento del cuerpo mechanical effect más frío de que se disponga. any portion of matter by cooling it below the temperature of the coldest of the surrounding objects. Enunciado de Kelvin. Más tarde Planck, basándose en los estudios de Kelvin establece un enunciado muy sencillo: Es imposible construir una máquina que funcione con un periodo regular It is imposible to construct a machine which functions with a que no haga otra cosa que elevar un peso regular period y causar el correspondiente enfriamiento de una fuente térmica. and which does nothing but raise a weight and causes a corresponding cooling of a heat reservoir. Enunciado de Planck-Kelvin en 1897. Finalmente, en 1909, el enunciado más formal sería el del matemático Constantin Carathéodory En cada vecindad arbitrariamente próxima a un estado inicial dado, existen In every arbitrarily close neighborhood of a given initial state estados a los que, exist states mediante procesos adiabáticos, no se pueden acercar tanto como se quiera. which cannot be aproached arbitrarily closely by adiabatic processes C. Carathéodory en 1909. Algunos corolarios del principio, a veces empleados como enunciados alternativos, serían: «Ningún proceso cíclico es tal que el sistema en el que ocurre y su entorno puedan volver a la vez al mismo estado del que partieron». «En un sistema aislado, ningún proceso puede ocurrir si a él se asocia una disminución de la entropía total del sistema.» entropía: simplemente la define como una función matemática que toma su máximo valor para cada estado de equilibrio. La habitual identificación de entropía con desorden molecular proviene de una muy simplificada interpretación de los resultados de la mecánica estadística; en concreto, del llamado formalismo microcanónico de la mecánica estadística. Es importante recalcar que la termodinámica y la mecánica estadística, aunque relacionadas, son ramas separadas de la física. Violaciones del Segundo Principio de la Termodinámica[editar] Existen circunstancias en las que el segundo principio no es aplicable o, dicho de otra manera, se pueden dar condiciones en sistemas concretos en los que el segundo principio de la termodinámica no es cierto. Por regla general, este es el caso de sistemas de tamaño atomísticos, sometidos a fluctuaciones cuánticas o fenómenos sobre escalas temporales muy breves (del orden de femptosegundos o picosegundos). El teorema de fluctuación[editar] El teorema de fluctuación, enunciado en el contexto de la mecánica estadística, trata la probabilidad relativa de que la entropía de un sistema que no se encuentra en equilibrio termodinámico (esto es, un sistema tal que su entropía no es máxima) aumente o disminuya en un período de tiempo determinado. El segundo principio de la termodinámica predice que la entropía de todo sistema aislado tiende a incrementarse hasta que el sistema alcanza el equilibrio termodinámico. Sin embargo, en mecánica estadística, la entropía es una variable aleatoria, lo que sugiere que debería existir una probabilidad no nula de que la entropía de un sistema aislado decrezca espontánemante. El teorema de fluctuación cuantifica de manera exacta dicha probabilidad.3 El teorema de fluctuación fue propuesto en 1993 por Denis Evans, E.G.D. Cohen y Gary Morriss, quienes emplearon simulaciones por ordenador para su prueba.4 La primera prueba rigurosa del teorema fue dada por Denis Evans y Debra Searles en 1994.5 Desde entonces, el teorema ha sido puesto a prueba en numerosos sistemas y colectividades estadísticos, y siempre se ha demostrado cierto. Grosso modo, el teorema de fluctuación trata sobre la distribución de probabilidad de la tasa media de produción de entropía irreversible sobre un período de tiempo, denotada como . El teorema establece que, en sistemas alejados del equilibrio termodinámico durante un período de tiempo t, la razón entre la probabilidad de que tome un valorA, y la probabilidad de que tome el valor opuesto, −A, sigue una proporción exponencial en At. Dicho de otro modo, para un sistema finito que no está en equilibrio, durante un período de tiempo finito, el teorema de fluctuación establece de manera precisa la probabilidad de que la entropía del sistema fluya en sentido opuesto al dictado por el segundo principio de la termodinámica. Matemáticamente, queda expresado como: De acuerdo con esta ecuación, se sigue que existe una cierta probabilidad de que el segundo principio de la termodinámica pueda ser violado. Sin embargo, esta probabilidad depende tanto del tiempo como del tamaño del sistema. En efecto, como la entropía es una variable extensiva (lo que significa que ha de duplicar su valor si el tamaño del sistema se duplica), la probabilidad de observar que la producción de entropía es opuesta a la dictada por el segundo principio decae exponencialmente conforme el tamaño del sistema aumenta, o el tiempo de observación es incrementado. Es por ello importante indicar que el teorema de fluctuación no afirma que el segundo principio de la termodinámica es falso o inválido. El segundo principio de la termodinámica se refiere a sistemas macroscópicos. El teorema de fluctuación es más general, por cuanto puede ser aplicado a sistemas microscópicos y macroscópicos. Como se ha dicho arriba, cuando se aplica a sistemas lo suficientemente grandes, de acuerdo con el teorema la probabilidad de que el flujo de entropía sea negativo es nula, con lo que el teorema se vuelve equivalente al segundo principio de la termodinámica. Sin embargo, el teorema sí que indica que, en sistemas microscópicos y sobre períodos de tiempo muy breves, el segundo principio puede ser violado (en su interpretación no macroscópica). LOS REFRIGERANTES Y EL MEDIO AMBIENTE Veremos en los apartados siguientes la relación existente entre estos compuestos químicos y el medio ambiente. 2.1. El deterioro de la capa de ozono La acción destructora de la capa de ozono por los compuestos que contienen cloro es mundialmente aceptada. El cloro, procede de la descomposición de las moléculas de clofluorocarbonados (CFC) y en menor medida de los hidroclorofluocarbonados (HCFC). Se ha definido un índice que pretende poder comparar el poder destructivo de los diferentes refrigerantes. Dicho índice es el ODP (Ozone Depletion Potencial). Toma el valor 1 de referencia para el R-11, siendo muy elevado para aquellos compuestos que contiene cloro en sus moléculas sin existir átomos de hidrógeno (CFC), y con cifras tanto más pequeñas cuanto mayor es la presencia de átomos de hidrógeno (HCFC). Se concluye, por tanto, que la ausencia de átomos de cloro indicará la nula repercusión del correspondiente compuesto sobre la capa de ozono. Más adelante se indicarán los datos de ODP correspondientes a los fluidos más significativos. 2.2. La contribución al efecto invernadero. De forma paralela a lo indicado en relación con la capa de ozono se ha estudiado la contribución de estos compuestos al efecto invernadero, contribución que puede adquirir mayor importancia en el futuro dada la permanencia de dichas moléculas en la atmósfera. Resulta obligado añadir a todo lo expuesto que existen otras actividades y sectores industriales que igualmente utilizan CFC’s y HCFC’s, ya que éstos pueden usarse, por ejemplo, como agentes propelentes en aerosoles, en productos de limpieza y otros ámbitos, por lo que la tecnología del frío representa una aportación más, si bien importante, en el deterioro del medio ambiente en los dos aspectos considerados. De forma análoga a la anterior, se ha definido un índice en relación con la diferente contribución que presentan los compuestos al efecto invernadero, en definitiva al calentamiento global del planeta. Se conoce como GWP (Global Warning Potencial), y su referencia es el valor correspondiente al CO2. En la tabla siguiente se exponen los valores . Bases de partida Nos basaremos en las siguientes consideraciones y parámetros: • Aplicación del fluido a un ciclo saturado simple, para una temperatura de condensación de +30 ºC • Parámetros a estudiar en el ciclo: Presión de evaporación Volumen específico Relación de compresión Capacidad frigorífica Trabajo específico de compresión Calor disipado Temperatura de descarga Coeficiente de funcionamiento • Variación en la temperatura de evaporación: Desde - 40ºC hasta - 5ºC Los refrigerantes estudiados serán los siguientes: o HFC’s: R-23, R-125, R-134a, R-404A (mezcla), R-410A (mezcla), R- 507 (mezcla) o HCFC’s: R-124 o CFC’s: R-11; R-502 (mezcla) o Inorgánico: R-717 3.2. Análisis de comportamiento de los fluidos Presión de condensación. En la gráfica 1 puede verse que sobresale específicamente el caso del R-23, en el que las presiones son llamativamente altas. Se trata de un refrigerante que sólo puede utilizarse para bajas temperaturas, no pudiendo ser la temperatura de condensación superior a + 20ºC. Se ha reflejado únicamente a efectos de comparación. Igualmente destacable es el R-11, actualmente prohibido (CFC), y utilizado para temperaturas en el entorno de 0ºC. Sobresalen sus cifras, muy bajas. El resto de los refrigerantes, incluido el R-717 (amoniaco), ofrecen cifras similares en cuantía y evolución, siendo las más bajas las del R-134a, sustitutivo natural del R-11. En este estudio hemos presentado un análisis de un conjunto de diez refrigerantes relevantes en el desarrollo de la ingeniería del frío, tanto desde el punto de vista legal, por las repercusiones de la directiva CE 2037/2000, como de sus características termodinámicas. De ellos ya habría que descartar los CFC’s y HCFC’s, restando únicamente los orgánicos HFC’s y el R-717 (amoniaco). En el análisis termodinámico, realizado sobre 8 parámetros en base a un ciclo frigorífico básico de referencia, se han constatado las propiedades diferenciales de cada uno de los fluidos considerados. Creemos que todo ello puede contribuir a un mejor conocimiento de la situación del sector, en un aspecto tan importante como es el diseño de la instalaciones, a partir de la elección adecuada del refrigerante a utilizar, así como de las condiciones del ciclo, pues una correcta elección de las temperaturas de evaporación y condensación tiene una gran repercusión en su rendimiento. . Presión de evaporación 0 5 10 15 20 25 -40 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -5 Temperatura (ºC) Presión de evaporación (bar) R-23 R- 124 R-125 R-134a R-404A R-410A R-507 R-11 R-502 R-717 Gráfica 1: Evolución de la presión de evaporación Volumen específico Volumen específico 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 -40 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -5 Temperatura (ºC) Volumen específico (dm 3/kg) R-23 R-124 R-125 R-134a R-404A R-410A R-507 R-11 R-502 R-717 Gráfica 2: Evolución del volumen específico Estudiamos la evolución del volumen específico a la entrada del compresor en el ciclo saturado simple de referencia (gráfica 2). Llamativamente altos los volúmenes correspondientes al R-11, lo que avala el que se haya utilizado para temperaturas altas. De igual forma podemos comentar el caso del R-717, con cifras elevadas, siendo ésta una de sus propiedades más perjudiciales y que ha de tenerse en cuenta en el diseño de sus instalaciones. De muy interesantes cabe calificar las gráficas, con valores muy pequeños, del R- 134a y del R-404A, fluidos en la actualidad en gran desarrollo y aplicación. Relación de compresión. Relación de compresión 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 -40 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -5 Temperatura (ºC) Relación de compresión R-23 R-124 R-125 R-134a R-404A R-410A R-507 R-11 R-502 R-717 Gráfica 3: Evolución de la relación de compresión Factor éste, la relación de compresión (gráfica 3), muy importante por su repercusión en el tamaño y cualificación económica de una instalación, siendo conveniente que sus valores no aumenten de forma excesiva. Como era de esperar, las gráficas presentan una tendencia claramente decreciente a medida que las temperaturas de evaporación aumentan. El más destacable en las gráficas es el R-23, lo que vuelve a apoyar su buena adaptación a bajas temperaturas. Puede reseñarse que el comportamiento del R-134a es algo mejor que el del R-11. Capacidad frigorífica La capacidad frigorífica (gráfica 4) nos viene a definir la importancia de un refrigerante en su utilidad para absorber calor en su paso por el evaporador, de ahí el interés de que sus valores sean altos. Sobresale, por tanto el R-717, muy por encima del resto; la anchura del segmento de evaporación en su caso, en un diagrama p-h, es la mayor en los fluidos utilizados habitualmente. Esto hace que su uso en instalaciones de mediano o gran tamaño sea en ocasiones muy adecuado. En el resto de los fluidos se aprecia una variación muy pequeña en las cifras, todas ellas bastante similares. Capacidad frigorífica (kJ/kg) 0 200 400 600 800 1000 1200 -40 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -5 Temperatura (ºC) Capacidad frigorífica (kJ/kg) R-23 R-124 R-125 R-134a R-404A R-410A R-507 R-11 R-502 R-717 Gráfica 4: Evolución de la capacidad frigorífica Trabajo específico de compresión Trabajo específico de compresión (kJ/kg) 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 -40 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -5 Temperatura (ºC) Trabajo específico de compresión (kJ/kg) R-23 R-124 R-125 R-134a R-404A R-410A R-507 R-11 R-502 R-717 Gráfica 5: Evolución del trabajo específico de compresión Si dejamos aparte el R-410A, el único que destaca de forma significativa es el R- 717, que vuelve a dejar patente las enormes diferencias de comportamiento termodinámico que presenta en relación con el resto de fluidos estudiados, todos ellos orgánicos. Sin duda esos elevados valores inciden en la inversión requerida en sus instalaciones. La totalidad de las gráficas presentan, en mayor o menor medida, una tendencia decreciente. Esta característica común, junto a otras ya comentadas, pone de relieve la necesidad de realizar un buen diseño en las instalaciones, con el mejor ajuste posible en la temperatura de evaporación. Calor disipado Se trata del calor cedido en condensador (gráfica 6) y, nuevamente, el único sobresaliente viene a ser el R-717, con cifras relevantes que repercutirán en las instalaciones necesarias. En este parámetro las gráficas, si bien de carácter decreciente, tiene pendientes muy pequeñas. Calor disipado (kJ/kg) 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 -40 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -5 Temperatura (ºC) Calor disipado (kJ/kg) R-23 R-124 R-125 R-134a R-404A R-410A R-507 R-11 R-502 R-717 Gráfica 6: Evolución del calor disipado Temperatura de descarga Temperatura de descarga (ºC) 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 -40 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -5 Temperatura (ºC) Temperatura de descarga (ºC) R-23 R-124 R-125 R-134a R-404A R-410A R-507 R-11 R-502 R-717 Gráfica 7: Evolución de la temperatura de descarga En la gráfica 7, dejando de lado el caso singular del R-717, el resto de los fluidos también merece algún comentario, ya que, aunque todas las gráficas presentan tendencias similares, las cifras sí que ofrecen diferencias de mención en algún caso. Así, por ejemplo, ha de citarse el mejor comportamiento del R-134a frente al R-11. Igualmente, son bajos los valores del R-125 y del R-404A, este último del máximo interés, ya que se está implantando con frecuencia en instalaciones de baja temperatura Coeficiente de funcionamiento COPr 0 1 2 3 4 5 6 7 -40 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -5 Temperatura (ºC) COPr R-23 R-124 R-125 R-134a R-404A R-410A R-507 R-11 R-502 R-717 Gráfica 8: Evolución del coeficiente de funcionamiento