Refrigeracin

Refrigerador domstico.

La refrigeracin es un proceso que consiste en bajar omantener el nivel de calor de un cuerpo o un espacio.Considerando que realmente el fro no existe y que debehablarse de mayor o menor cantidad de calor o de mayoro menor nivel trmico (nivel que se mide con la tempera-tura), refrigerar es un proceso termodinmico en el quese extrae calor del objeto considerado (reduciendo su ni-vel trmico), y se lleva a otro lugar capaz de admitir esaenerga trmica sin problemas o con muy pocos proble-mas.Los uidos utilizados para llevar la energa calorca deun espacio a otro, son llamados refrigerantes.

1 Modos de refrigeracinLos mtodos ms antiguos para enfriar son laevaporacin, como en el caso del botijo (procesoadiabtico); o la utilizacin del hielo o la nieve naturales.Para la preparacin de refrescos o agua fra, se bajabanieve de las montaas cercanas (a menudo por las no-ches) que se guardaba en pozos de nieve y, en las casas,en armarios aislados, que por esa razn se llamaban

neveras.Tambin se aplic desde muy temprano el mtodo de re-frigeracin por agua sin cambio de estado, en procesosfabriles o incluso para enfrar bebidas (poniendo los en-vases en un pozo o en el agua del ro).En 1553, Blas de Villafranca, un mdico espaol, an-cado en Roma public un libro: Metodo refrigerandi exvocato sale nitro vinum aquamque ac potus quodvis aliudgenus, cui accedaent va ria naturalium rerum problema-ta, non minus jucunda lectu, quam necesaria cognitu, enel que trata de la refrigeracin del agua y el vino median-te la mezcla de sal y hielo, para bajar su temperatura dedeshielo,[1] usando por primera vez la palabra refrigerar.En resumen, dependiendo de los nes, la refrigeracinpuede hacerse de varios modos:

Mediante un uido que lleva el calor sin cambio defase (por ejemplo, en un motor trmico, en el queemplean como refrigerantes aire o agua)

Aprovechando el calor de cambio de fase (calor la-tente) de un uido, y esto mediante dos sistemas dis-tintos:

Evaporando un uido (normalmente agua) ydisipando el vapor en el ambiente exterior(desde el botijo hasta la refrigeracin de pro-cesos fabriles, como la produccin de electri-cidad)

Mediante la evaporacin de un uido en uncircuito cerrado y posterior condensacin, pormedio de una energa externa, para repetir elciclo (sistemas de refrigeracin de espacios)[2]

Otros mtodos: como mediante una sustancia fra,antiguamente el hielo y hoy en da la criogenia, connitrgeno lquido o mezcla de sustancias, como salcomn y hielo; mediante un par termoelctrico quegenera una diferencia de temperatura.

Por efecto magnetocalrico, posibilidad an en in-vestigacin y sin aplicacin comercial, que consisteen utilizar el efecto magnetocalrico.[3]

Por otro lado, el Protocolo de Kyoto hace necesario unaumento del rigor en la aplicacin y la investigacin denuevas tcnicas ya que la mayora de los sistemas de re-frigeracin y de aire acondicionado usan una considera-ble cantidad de energa y por lo tanto contribuyen ya seadirecta o indirectamente al calentamiento global.

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2 3 TIPOS DE CICLOS

2 AplicacionesLas aplicaciones de refrigeracin son entre muchas:

Las aplicaciones en espacios habitados, para alcan-zar un grado de confort trmico adecuado para lahabitabilidad de un edicio.

Las aplicaciones medicamentos u otros productosque se degraden con sus chupadas. Como por ejem-plo la produccin de hielo o nieve, la mejor con-servacin de rganos en medicina o el transporte dealimentos perecederos.

Los procesos industriales que requieren reducirla temperatura de maquinarias o materiales parasu correcto desarrollo. Algunos ejemplos son elmecanizado, la fabricacin de plsticos, la produc-cin de energa nuclear.

La criognesis o enfriamiento a muy bajas tempe-raturas empleada para licuar algunos gases o paraalgunas investigaciones cientcas.

Motores de combustin interna: en la zona de lasparedes de los cilindros y en las culatas de los moto-res se producen temperaturas muy altas que es nece-sario refrigerar mediante un circuito cerrado dondeuna bomba enva el lquido refrigerante a las gale-ras que hay en el bloque motor y la culata y de allpasa un radiador de enfriamiento y un depsito decompensacin. El lquido refrigerante que se utili-za es agua destilada con unos aditivos que rebajansensiblemente el punto de congelacin para preser-var al motor de sufrir averas cuando se producentemperaturas bajo cero.

Mquinas-herramientas: las mquinas herra-mientas tambin llevan incorporado un circuito derefrigeracin y lubricacin para bombear el lquidorefrigerante que utilizan que se llama taladrina oaceite de corte sobre el lo de la herramienta paraevitar un calentamiento excesivo que la pudiesedeteriorar rpidamente,

Aparatos electrnicos: la mayora de los apara-tos electrnicos requieren refrigeracin, que gene-ralmente consiguen mediante un ventilador, que ha-ce circular el aire del local donde se sitan, y otrasveces sencillamente haciendo circular el aire porconveccin.

3 Tipos de ciclosEl modo ms utilizado para el enfriamiento articial deespacios cerrados, se consigue mediante los mtodos decompresin y de absorcin. El mtodo por compresin esel ms utilizado, puesto que el mtodo por absorcin solo

se suele utilizar cuando hay una fuente de calor residualo barata, como en la trigeneracin.

3.1 Ciclo ideal de refrigeracin por com-presin

En este ciclo de refrigeracin el refrigerante se evapora yse condensa, comprimindolo, alternativamente para lue-go volver a la fase de vapor. Est compuesto por 4 proce-sos:

Compresin isentrpica en un compresor.

Disipacin de calor a presin constante en un con-densador.

Estrangulamiento en un dispositivo de expansin yconsiguiente evaporacin.

Absorcin de calor a presin constante en un evapo-rador.

De acuerdo a los procesos anteriores, el refrigerante en-tra al compresor en el estado 1 como vapor saturadoy se comprime isentrpicamente hasta la presin delcondensador. La temperatura del refrigerante aumentadurante el proceso de compresin isentrpica, hasta unvalor muy superior al de la temperatura del medio cir-cundante. Despus el refrigerante entra en el condensa-dor como vapor sobrecalentado en el estado 2 y sale comolquido saturado en el estado 3, como resultado de la disi-pacin de calor hacia el entorno. El refrigerante, como l-quido saturado en el estado 3, se dilata hasta la presin delevaporador al pasar por una vlvula de expansin o porun tubo capilar. La temperatura del refrigerante descien-de por debajo de la temperatura del espacio refrigeradodurante este proceso. El refrigerante entra en el evapora-dor en el estado 4 como vapor hmedo de baja calidady se evapora por completo absorbiendo calor del espaciorefrigerado. El refrigerante sale del evaporador como va-por saturado y vuelve a entrar al compresor completandoel ciclo.[4]

3.2 Ciclo real de refrigeracin por compre-sin de vapor

Diere de uno ideal debido a situaciones irreversibles queocurren en varios componentes. Dos fuentes comunes deson la friccin del uido y la transferencia de calor ha-cia o desde los alrededores. El proceso de compresinreal incluye efectos de friccin, los cuales incrementan laentropa y la transferencia de calor lo cual puede aumen-tar o disminuir la entropa dependiendo de la reaccin.

33.3 Sistemas de refrigeracin en cascada

Un ciclo de refrigeracin en cascada consiste en efectuarel proceso de refrigeracin por etapas, es decir, dos o msciclos de refrigeracin que operan en serie. En un ciclo derefrigeracin de dos etapas, los ciclos se conectan por me-dio de un intercambiador de calor en medio, el cual sirvecomo evaporador para el ciclo superior y como conden-sador en el ciclo inferior. Suponiendo que el intercambia-dor de calor est bien aislado y que las energas cinticasy potenciales son despreciables, la transferencia de calordel uido en el ciclo inferior debe ser igual a la transferen-cia de calor del uido en el ciclo superior. En el sistemade cascada los refrigerantes en ambos ciclos se suponeniguales.[4] (a agua vai com muito vapor) pongo entre pa-rntesis las 6 palabras en portugus que se deben habercolado por error

3.4 Sistemas de refrigeracin por compre-sin de mltiples etapas

Cuando el uido utilizado por todo el sistema de refrige-racin en cascada es el mismo, el intercambiador de calorse puede sustituir por una cmara demezclado puesto quetiene las mejores caractersticas de transferencia de calor.A dichos sistemas se les denomina sistemas de refrigera-cin por compresin de mltiples etapas. El proceso decompresin en este sistema es similar a una compresinde dos etapas, entonces el trabajo del compresor dismi-nuye.

3.5 Sistemas de refrigeracin de usos ml-tiples con un solo compresor

Algunas aplicaciones requieren refrigeracin a ms deuna temperatura. Esto puede lograse con una vlvula deestrangulamiento independiente y un compresor por se-parado para cada evaporador que opere a temperaturasdiferentes, sin embargo un modelo ms prctico es en-viar todos lo ujos de salida de los evaporadores a un solocompresor y dejar que este maneje el proceso de compre-sin para el sistema completo.

3.6 Sistemas de refrigeracin por absor-cin

Otra forma de refrigeracin cuando se tiene una fuentede energa trmica barata a unas temperaturas entre 80y 200 C es la refrigeracin por absorcin. El principiode funcionamiento es semejante al ciclo de compresin:el refrigerante absorbe calor al evaporarse y despus secondensa para recomenzar el ciclo, pero la diferencia es-triba en que en vez de un compresor, como su nombreindica, en estos sistemas de refrigeracin el ciclo se cie-rra mediante la absorcin del refrigerante por un medio

de transporte (o absorbente) y posterior separacin de ladisolucin por medio del calor para recomenzar el ciclo.Los ciclos de refrigeracin por absorcin frecuentes son:

amoniaco-agua, donde el amoniaco (NH3) sirve co-mo refrigerante y el agua (H2O) es el absorbente.[4]

agua-bromuro de litio, donde el agua (H2O) sirvecomo refrigerante y el bromuro de litio (LiBr) co-mo absorbente, siendo este sistema el que mejoresrendimientos tiene, aunque tiene el inconveniente deque no puede funcionar a menos de 0 C (tempera-tura de congelacin del agua, el refrigerante), lo queno obsta para los sistemas de refrigeracin de espa-cios habitados.

4 Aparatos de refrigeracin Equipos de refrigeracin Refrigeracin por compresin Refrigeracin por absorcin Termostato La heat pipe (elemento pasivo que desplaza el calordisipado por procesadores).

5 Trminos relacionados con la re-frigeracin

Taladrina Lquido refrigerante Aceite de corte Cero absoluto Lquido anticongelante Glosario de refrigeracin: http://www.promotorapicis.mx/glosario.html

Bomba de calor agua-agua: http://www.elaireacondicionado.com/bomba_calor/agua-agua.php

Sistema Hdrico de Absorcin Acstica y Conden-sacin Integrados en la Carcasa del Compresor Her-mtico

6 Vase tambin Refrigeracin solar Reglamento de Instalaciones Trmicas en los Edi-cios (Espaa)

4 8 ENLACES EXTERNOS

7 Referencias[1] Antecedentes histricos de la refrigeracin. Universi-

dad Politcnica de Catalua. Consultado el 8 de julio de2014.

[2] En este ltimo sistema se emplean como refrigerantescompuestos qumicos que pueden tener consecuenciasen otros campos. Durante la dcada de los 90 casi to-dos los pases rmaron y consecuentemente raticaron elProtocolo de Montreal y sus correcciones posteriores. Es-te acuerdo impone unos plazos de tiempo estrictos parala desaparicin de los refrigerantes que atacan el ozono yrequiere el uso provisional hasta su sustitucin por refri-gerantes que no daen el ozono. Este cambio dio comoresultado un aumento 3 a 4 veces mayor de la variedadde refrigerantes de uso comn existentes y la necesidadde asegurarse que las tcnicas de la industria sean muyexigentes.

[3] Ingenieros daneses desarrollan el primer refrigerador mag-ntico

[4] Termo aplicada. Consultado el 14 de abril de 2012.

8 Enlaces externos

Wikcionario tiene deniciones y otra informa-cin sobre aerotermia.Wikcionario

Aerotermia, el futuro de la refrigeracin, calefacciny el ACS.

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Refrigeracin Fuente: http://es.wikipedia.org/wiki/Refrigeraci%C3%B3n?oldid=81985158 Colaboradores:Dodo, Triku, Rsg, Tano4595,Taplasto, Joselarrucea, Feliciano, Chewie, Rembiapo pohyiete (bot), Magister Mathematicae, RobotQuistnix, Caiserbot, Yrbot, Vitamine,Gaijin, Crnetl, Er Komandante, Tamorlan, BOTpolicia, CEM-bot, Roberpl, Ninovolador, Ingolll, Huzzlet the bot, Humberto, Netito777,Plux, Technopat, Galandil, Raystorm, Matdrodes, Muro Bot, YonaBot, SieBot, PaintBot, Loveless, BOTarate, Sebasambrano, Tesi1700,Lp-spain, Tirithel, Ositosi, HUB, Eduardosalg, Pablo323, CestBOT, Neurotronix, EAB1370, UA31, AVBOT, MastiBot, Diegusjaimes,Luckas Blade, Arjuno3, Madalberta, Daviid82, Casehi, SuperBraulio13, Ortisa, Xqbot, Jkbw, Dreitmen, Botarel, Hprmedina, DEGA8,KamikazeBot, Edslov, Savh, AVIADOR, Grillitus, Diamondland, MerlIwBot, Gins90, Evelin stefany, scar Becerril, Maquedasahag,Acratta, Minsbot, LlamaAl, Areli 21, Elvisor, Helmy oved, Pedro-fap, Akdkiller, Ralgisbot, MaKiNeoH, Addbot, Jose Roberto Salas,Laberinto16, Encleado95, Jarould, Matiia, Vale Gallegos y Annimos: 130

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