REFRIGERACIN.

La refrigeracin es una de las principales reas de la termodinmica, es la transferencia de calor de una regin de temperatura inferior hacia una de temperatura superior. Los dispositivos que producen refrigeracin se llaman refrigeradores y los ciclos en los que operan se llaman ciclos de refrigeracin.

Un sistema de refrigeracin comercial comprende cuatro elementos principales:

-El refrigerador, llamado comnmente armario o cmara fra. Es el espacio aislado dentro del cual se mantiene una temperatura baja.-El evaporador, en cuyo interior se evapora el fluido frigorgeno, absorbiendo en el refrigerador el calor que procede de los productos que se han de enfriar.-El grupo compresor, que es la mquina encargada de comprimir los vapores del fluido frigorgeno que procede del evaporador y que, por la accin de compresin, permite la condensacin del fluido comprimido.-El dispositivo de expansin, que regula la cantidad de fluido frigorgeno que ha de admitir el evaporador.

CICLO CONTNUO DE REFRIGERACIN.

1. Regulacin. El ciclo de regulacin ocurre entre el condensador y el evaporador, en efecto, el refrigerante lquido entra en el condensador a alta presin y a alta temperatura, y se dirige al evaporador a travs del regulador.La presin del lquido se reduce a la presin de evaporacin cuando el lquido cruza el regulador, entonces la temperatura de saturacin del refrigerante entra en el evaporador y ser en este lugar donde se enfra.Una parte del lquido se evapora cuando cruza el regulador con el objetivo de bajar la temperatura del refrigerante a la temperatura de evaporacin. 2. Evaporacin. El calor penetra en el refrigerador, como ya se ha indicado:a) por radiacin sobre las paredes exteriores del refrigeradorb) por conduccin, a travs del aislamiento;c) por conveccin, transportado por el aire en el interior del refrigerador y aportado por los productos que han de enfriarse.Esta aportacin de calor se efecta en forma de calor sensible y provoca la ebullicin del lquido refrigerante en el interior del evaporador, quedando absorbido por el fluido frigorgeno bajo la forma de calor latente de vaporizacin.

3. Compresin. Los vapores que se han formado durante la evaporacin son aspirados por el compresor, que los descarga al condensador.La cantidad de calor contenida en este vapor aumenta, as como tambin su temperatura, por el hecho mismo de la compresin.La presin aumenta al mismo tiempo que la temperatura.

4. Condensacin. La temperatura de condensacin es superior a la del medio de enfriamiento (aire o agua).El vapor comprimido cede el calor que contiene (marcha siempre del cuerpo ms caliente hacia el cuerpo ms frio) y se condensa en el condensador.El lquido se vierte en el depsito de donde sale para iniciar un nuevo ciclo.A travs de la condensacin del fluido frigorgeno el medio de condensacin debe absorber (bajo forma sensible) el calor latente de condensacin correspondiente a la temperatura de condensacin del fluido frigorgeno en cuestin.El fluido frigorgeno se expele a baja presin. Por otra parte, los vapores que emite un fluido en su ebullicin no pueden licuarse si no se mantiene una presin elevada en el condensador.Por tanto, se tienen dos presiones distintas en un circuito frigorfico:

-La parte de baja presin, que comprende la parte del sistema despus de la salida del dispositivo de expansin, el evaporador, la tubera de aspiracin y el compresor, justo hasta la vlvula de aspiracin del mismo.-La parte de alta presin, desde la vlvula de descarga, el condensador, el depsito de lquido hasta la entrada de la vlvula de expansin.Los cilindros del compresor y la vlvula de expansin son los dos elementos que separan los lados de alta presin y baja presin de un circuito frigorfico.

TRADUCCIN DE LA ETIQUETA DEL APARATO REFRIGERADOR Y LA BOMBA DE CALOR.

El aparato utiliza dicloro-difluoro-metano C Cl2F2 (R12) como el refrigerante.Los principales elementos son:a) Un compresor de pistn de dos cilindros impulsado por un mun montado dinammetro de velocidad variable.b) Un condensador refrigerado por agua que sirve como el depsito de calor y como el receptor de lquido.c) Una vlvula de expansin controlada manualmente o vlvula reguladora.d) Un depsito fro aislado que contiene un serpentn sumergido en un bao de agua-glicol que es calentado elctricamente para proporcionar la carga de refrigerante.

VERIFICACIONES PREVIAS AL INICIO

1. Abra la vlvula de entrada del condensador.2. Lentamente abra la vlvula de salida del condensador hasta que la presin se estabilice.3. Compruebe que las vlvulas de entrada y salida del condensador/receptor de lquido y las vlvulas de entrada y salida del compresor estn totalmente abiertas (sentido anti-horario).4. Compruebe que el nivel de la mezcla de agua y glicol en el depsito fro est entre los lmites marcados en la varilla.5. Conecte el suministro de agua de refrigeracin o enfriamiento y establezca el flujo a un valor mnimo de 20g/s.6. Establezca el control de corriente del calorfero y el control de velocidad del dinammetro al mnimo (sentido anti-horario).7. Conecte el suministro de energa elctrica.8. Presione los botones de (Supply) y (Reset).9. Compruebe el cero y calibracin del torqumetro de la siguiente manera:a) Ajuste el brazo de torsin horizontal y utilice el control Set Zero para poner a cero el torqumetro.b) Cuelgue el peso de calibracin en el brazo de torque y use el control Calibrate para establecer la lectura en 4Nm.Retire el peso de calibracin.

COMIENZO 1. Gire el control de velocidad del dinammetro lentamente y en sentido de las agujas del reloj para dar la velocidad del dinammetro requerida.2. Cuando todos los rastros de vapor de refrigerante (burbujas) han desaparecido del caudalmetro el programa de prueba puede comenzar.(Si las burbujas persisten despus de 5 minutos consulte el manual de instrucciones).OPERANDO

1. Ajuste la vlvula de expansin para dar la presin de expansin requerida.2. Ajuste el flujo de agua de refrigeracin del condensador para obtener la presin de descarga requerida.3. Si se forma hielo en la vlvula de entrada del compresor es debido generalmente a que el lquido refrigerante que se transfiere del evaporador debido a la insuficiente diferencia de temperatura entre el refrigerante en el evaporador y la temperatura del bao de agua-glicol. La unidad no debe ser puesta en marcha en esta condicin. La formacin de hielo no ocurrir si T1 es ms alta que T5. La vlvula de expansin debe ser cerrada ligeramente si T1 muestra signos de caer debajo de T5.

PROCEDIMIENTO DE APAGADO (SHUT-DOWN).1. Ajuste la corriente del calorfero para dar al bao de agua-glicol una temperatura aproximadamente igual a la temperatura ambiente.2. Reduzca la velocidad del dinammetro a 10 rev/s.3. Incremente el caudal del flujo de agua del condensador al mximo valor.4. Cierre la vlvula de salida del condensador.5. Opere la maquina en esta condicin hasta que la medida del flujo del refrigerante est completamente vaca de lquido. Entonces cierre la vlvula de entrada del condensador y simultneamente reduzca la velocidad del dinammetro a cero.6. Si los medidores de baja presin indican un vaco, abra la vlvula de salida del condensador hasta que sea obtenida una leve presin positiva. Cierre las vlvulas aisladas del condensador.7. Reduzca la corriente del calentador a cero.8. Apague el suministro de agua del aparato.9. Apague el suministro de energa y desconecte el enchufe de alimentacin.

TEMPERATURA

Lectura 1Lectura 2

Succin o Entrada del compresor T1=15C T1=36C

Salida del compresor T2=35CT2=65C

Condensador T3=28CT3=42C

Temp. Vlvula de Expansin T4= T4=-22C

Salida del Evaporador T5=25CT5=42C

Evaporador T6=25CT6=18C

Presin en los elementos del aparatoLectura 1Lectura 2

Presin en la vlvula de expansin 0.5 bar0.5 bar

Presin de succin 0.5 bar0.5 bar

Presin de descarga8.5 bar8.25 bar

Dinammetro Torque= 0.5 NmVelocidad=5.1 rev/s

Corriente calentadorLectura 1= 1.8 AmperesLectura 2= 1.8 Amperes

REFRIGERANTE MO 49

MO49 Fluido refrigerante

DuPont ISCEON MO49 es un fluido refrigerante de conversin simple, rpida y compatible con todos los tipos de aceite AM, AB y POE*. Reemplaza al R-12 en aplicaciones de alta y media temperatura.

APLICACIONES

Aire Acondicionado Automotriz diseado para R-12 Refrigeracin Domstica diseada para R-12Refrigeracin Comercial de temperatura media, tales como:- Equipos de Conservacin de Supermercados- Equipos de Almacenamiento de Alimentos

BENEFICIOSConversin fcil, rpida y menos costosa.No daa la capa de ozono.Es compatible con todos los tipos de aceite AM, AB y POE.Permite continuar utilizando el equipo existente.Puede ser recargado el equipo despus de presentarse una fuga.

DESEMPEOProvee una similar o mejor capacidad de enfriamiento que el R-12. Provee una eficiencia energtica similar que el R-12.Menor temperatura de descarga que el R-12.De 10% a 15% menos carga que el R-12.

RECOMENDACIONESPara equipos de Aire Acondicionado Automotriz que trabajan con R-12 el DuPont ISCEON MO49 es compatible con el Aceite Mineral (AM).Para equipos de Refrigeracin Comercial de media temperatura y A/A DuPont ISCEON MO49 es compatible con el Aceite Mineral (AM), Alquil Benceno (AB), y Poliolester (POE).

* AM = Aceite Mineral.AB = Alquil Benceno.POE = Poliolester.

DESEMPEO ESPERADO DESPUS DEL REACONDICIONAMIENTO(Basado en pruebas de campo, calorimtricas y propiedades termodinmicas).Una larga experiencia en el campo muestra que el DuPont ISCEON MO49 le brinda una mejor capacidad de enfriamiento y similar eficiencia energtica que el R-12. El refrigerante DuPont ISCEONMO49 opera a menor temperatura de descarga que el R-12. El desempeo actual depende del diseo del sistema y las condiciones de operacin.

CICLO TERMODINMICO Y DIAGRAMA DE MOLLIER

Ciclo termodinmico es cualquier serie de procesos termodinmicos tales que, al transcurso de todos ellos, el sistema regresa a su estado inicial; es decir, que la variacin de las magnitudes termodinmicas propias del sistema sea nula.

No obstante, a variables como el calor o el trabajo no es aplicable lo anteriormente dicho ya que stas no son funciones de estado del sistema, sino transferencias de energa entre ste y su entorno. Un hecho caracterstico de los ciclos termodinmicos es que la primera ley de la termodinmica dicta que: la suma de calor y trabajo recibidos por el sistema debe de ser igual a la suma de calor y trabajo realizados por el sistema.

En un diagrama P-V (presin / volumen especfico), un ciclo termodinmico adopta la forma de una curva cerrada. En este diagrama el volumen de un sistema es representado en abscisas y la presin en ordenadas de forma que:

se tiene que el trabajo por cambio de volumen (o en general, si no se usa una rueda de paletas o procedimiento similar) es igual al rea descrita entre la lnea que representa el proceso y el eje de abcisas.

El sentido de avance, indicado por las puntas de flecha, nos indica si el incremento de volumen es positivo (hacia la derecha) o negativo (hacia la izquierda) y, como consecuencia, si el trabajo es positivo o negativo, respectivamente. Por lo tanto, se puede concluir que el rea encerrada por la curva que representa un ciclo termodinmico en este diagrama, indica el trabajo total realizado (en un ciclo completo) por el sistema, si ste avanza en sentido horario o, por el contrario, el trabajo total ejercido sobre el sistema si lo hace en sentido anti horario.

DIAGRAMA DE MOLLIER.

El diagrama de Mollier para presin entalpa, es la representacin grfica en una carta semilogartmica en el plano Presin/entalpa de los estados posibles de un compuesto qumico, especialmente para los gases refrigerantes y es en ella donde se trazan y suelen estudiar los distintos sistemas frigorficos de refrigeracin por compresin.

Bsicamente el diagrama est compuesto por dos ejes principales y tres zonas delimitadas por una curva de saturacin.

En el eje de las ordenadas se registra el valor de Presin en (bar) -para diagramas Ph en SI-, eje graduado en escala logartmica. En el eje de las abcisas se registra el valor de entalpa en unidad de masa en [kJ/kg] [kcal/kg]. Una curva de saturacin con forma de U invertida la cual determina si el compuesto se encuentra en estado de: lquido subenfriado, lquido saturado, mezcla lquido-vapor, vapor saturado o vapor sobrecalentado (color rojo).Vase la figura siguiente.

A su vez se definen seis tipos de trazos a travs de las cuales se describen los ciclos de refrigeracin y los estados de agregacin de la materia.

Isobaras: Rectas paralelas que coinciden iguales valores de presin. Estas son perpendiculares al eje de las ordenadas.Isoentlpicas: Rectas paralelas que coinciden iguales valores de entalpa en masa. Estas son perpendiculares al eje de las abcisas.Isotermas: que en la zona de lquido subenfriado son paralelas a la ordenada y dentro de la campana de mezcla son paralelas a la abcisa, y en la zona de vapor sobrecalentado descienden en forma curva. Estos trazos paralelas entre s- coinciden los valores de igual temperatura del sistema, y en las tablas Ph en el SI est expresado en grados Celsius (color azul).Isocoras: Son las curvas que coinciden los puntos con igual volumen especfico y tambin son paralelas entre s para distintos valores. En el SI est expresado en [m/kg]. Se desarrollan en la izquierda de la zona de mezcla lquido-vapor y se extiende hacia la derecha hasta la de vapor sobrecalentado hasta el final del diagrama (color verde).Isoentrpicas: Son las curvas que coinciden los valores de igual entropa en el sistema. En el SI se miden en [kJ/kg K] [kJ/kgC]. Paralelas entre s y de una elevada pendiente (color amarillo).Nueve curvas de "ttulo de vapor" o "calidad de vapor" que indican el porcentaje en masa de vapor contenido en la mezcla lquido-vapor. Estas curvas, existentes slo dentro de la campana de mezcla, son coincidentes en su extremo superior ms su extremo inferior se encuentra relativamente equidistante a la adyacente y as sucesivamente. Son nominadas con los valores del 0,1 al 0,9 (color violeta).En la parte superior de la curva de saturacin se define el llamado punto crtico el cual es el lmite a partir del que, por mucho que se aumente la presin, no es posible condensar el gas.

DIAGRAMA DE MOLLIER Y SISTEMAS DE REFRIGERACIN.Por su parte, cada refrigerante tiene su propio diagrama Ph con particularidades que lo hacen ms o menos adecuado a cada aplicacin frigorfica y propiedades exclusivas como relacin temperatura/presin tanto de saturacin como en mezcla, efecto refrigerante, temperatura de descarga del compresor en funcin de la entropa, entre otros.

Una de las grandes ventajas del diagrama Ph es la facilidad y fiabilidad con que se pueden realizar los clculos de sistemas frigorficos y seleccin de componentes como evaporadores, condensadores, compresores y dispositivos de expansin, tuberas y accesorios, as como trazar todo tipo de sistemas frigorficos, bien sea de una etapa, compresin mltiple, sistemas en cascada, sistemas con recirculado por bomba y otros.

Diagrama de Mollier para sistema frigorfico de una etapa de compresin mecnica (sistema de una etapa y expansin directa).

Diagrama de Mollier para un sistema frigorfico, Recirculacin por Bomba Mecnica Estanque de Recirculado

BIBLIOGRAFA.

Rapin, Pierre y Patrick Jacquard. Formulario del Frio. Mxico. ALFAOMEGA GRUPO EDITOR S.A. de C.V., 2001. 470pp.

RECURSOS EN INTERNET.

http://www.cussons.myzen.co.uk/en/products/p5750.html

http://www.cussons.myzen.co.uk/pdf/english/Refrigeration_Specials/P5750_3.pdf

es.wikipedia.org/wiki/Diagrama_Ph