INTRODUCCIN

La Refrigeracin es una tcnica que se ha desarrollado con el transcurso del tiempo y el avance de la civilizacin; como resultado de las necesidades que la misma sociedad presenta a medida que avanza la tecnologa y la invencin en diferentes campos, contribuyendo a elevar el nivel de vida de las personas.

Como una de las principales reas de aplicacin de la termodinmica, la refrigeracin se puede definir como la transferencia de calor de una regin de temperatura inferior hacia una temperatura superior.

Los dispositivos que producen refrigeracin se llaman refrigeradores, y los ciclos en los que operan se denominan ciclos de refrigeracin.

Uno de los tipos ciclos de refrigeracin es ciclo por compresin de vapor, donde el refrigerante se evapora y se condensa alternadamente, para luego comprimirse en la fase de vapor.

Otros ciclo de refrigeracin son el ciclo de refrigeracin de gas, el ciclo de refrigeracin en cascada, la cual utiliza ms de un ciclo de refrigeracin; refrigeracin por absorcin y la refrigeracin termoelctrica, donde es producida mediante el paso de corriente elctrica a travs de dos materiales distintos.El ciclo de refrigeracin que se utiliza con ms frecuencia y en el que nos enfocaremos en el presente trabajo es CICLO DE REFRIGERACIN POR COMPRESIN DE VAPOR.El presente trabajo trata sobre el Ciclo de refrigeracin por Compresin de Vapor.

El presente trabajo trata sobre el Ciclo de refrigeracin por Compresin de Vapor, es el proceso que sigue el refrigerante, empezando por un estado inicial y terminando en el mismo estado.En este ciclo circula un refrigerante (para reducir o mantenerla temperatura del entorno se debe extraer calor del espacio y transferirlo a otro cuerpo cuya temperatura sea inferior a la del espacio refrigerado, todo esto lo hace el refrigerante) que pasa por diversos estados o condiciones.

CICLO DE REFRIGERACIN POR COMPRESIN DE VAPOR

ANTECEDENTES HISTRICOS

El ter etlico fue el primer refrigerante utilizado para el comercio de sistemas por compresin de vapor en 1850, le siguieron otros como el amoniaco, dixido de carbono, cloruro metlico, butano, etano y gasolina, entre otros.

Los problemas presentados como consecuencia de las fugas de los primeros refrigerantes que causaron lesionados y muertos, en la dcada de los veinte, trajo como consecuencia la limitacin y finalmente la prohibicin del uso de los primeros refrigerantes.

En 1928, la compaa Frigidaire Corporation, desarroll el R-21, el primer miembro de la familia de los refrigerantes de clorofluorocarbonos. Despus de algunos aos, esta empresa eligi al R-12 como el refrigerante ms adecuado para uso comercial y le dio a esta familia de compuestos el nombre comercial de fren. Sin embargo, los refrigerantes R-12 y R-22 se han identificado como contribuyentes en la degradacin de la capa de ozono y en el efecto invernadero, por lo que los refrigerantes R-134a y R-123 se han usado como reemplazos de los anteriores.

CICLO DE REFRIGERACIN POR COMPRESIN DE VAPOR

En la figura podemos ver las partes que componen un refrigerador sencillo: el evaporador, lo que corresponde al congelador o hielera en un refrigerador domstico; el condensador-enfriador, que es un serpentn con tubos con aletas ubicado en la parte posterior; el compresor que es un aparato cilndrico que se ubica normalmente en la parte inferior de refrigerador y la vlvula de expansin que es un tubo capilar.

DESCRIPCIN DEL CICLO

Este ciclo aprovecha la entalpia de transformacin de las sustancias al cambiar de fase lquida a fase de vapor.Consta de 4 secciones bsicas: Compresor Condensador Dispositivo de expansin Evaporador

El diagrama que representa los cuatro elementos mencionados con anterioridad y que conforman el ciclo es:

El diagrama P-h del ciclo de refrigeracin por Compresin de Vapor.

COMPONENTES DEL CICLO DE REFRIGERACIN

Todo sistema de refrigeracin consta de 4 secciones bien definidas y con un propsito especfico, cualquier sistema de refrigeracin tiene estas mismas secciones, la diferencia es el cambio del tamao o la forma. Diseado para trabajar en un ciclo infinito y cerrado.COMPRESOR

El refrigerante entra como vapor saturado y se comprime a la presin del condensador. Incrementa la presin del fluido para que pueda condensarse a la presin del condensador y circular por el sistema.

Partes del CompresorLa excntrica que por medio de la biela transmite el movimiento alternativo o de vaivn al mbolo o pistn, se halla montada directamente sobre el eje del motor.

Como el motor y el compresor se hallan acoplados directamente, el compresortrabaja a la misma velocidad del motor o sea a 1.420 R.P.M. que es una velocidad elevada, por lo tanto el dimetro como el recorrido del mbolo se hacen relativamente pequeos.La unidad compresora se halla soportada por medio de resortes y toda la carcaza de acero que encierra la unidad, est cuidadosamente balanceada, para evitar la vibracin al gabinete.

En lo que se refiere a la lubricacin permanente de todas las partes mviles del compresor, se asegura su buen resultado haciendo circular aceite lubricante bajo presin, que se extrae de la parte inferior de la carcaza que le sirve de depsito.El gas a baja presin, que llena la carcaza del compresor, es arrastrado al interior del compresor a travs de un silenciador, en cada golpe de succin o carrera de aspiracin del mbolo y se descarga tambin a travs de otro silenciador durante el golpe de compresin o carrera de compresin del mbolo.Estos silenciadores estn proyectados para amortiguar los ruidos del compresor, contribuyendo al funcionamiento silencioso que caracteriza esta clase de equipos.Durante el golpe o carrera de compresin del mbolo, trabaja una vlvula liviana colocada en la placa de vlvulas que est fijada al final del cilindro, la que cierra la abertura de entrada o succin. El vapor refrigerante comprimido en el cilindro se descarga a travs de una vlvula a propsito, tipo disco que se abre tan pronto como la presin dentro del cilindro es mayor que la existente en el lado de alta presin del sistema.

Despus de pasar por el silenciador de descarga, el gas refrigerante comprimido, circula por una bobina espiral que forma el tubo de descarga en la parte inferior del conjunto del compresor, siguiendo luego por este tubo que sale por la base de la estructura del compresor y penetra al condensador.

TUBO SERPENTNCONDENSADOR

El condensador es el encargado de disminuir la temperatura del refrigerante y convertirlo en lquido a presin.

El condensador utilizado en refrigeracin domstica es del tipo de placas y est colocado en la parte posterior del gabinete, enfrindose el vapor refrigerante por la circulacin natural del aire entre las placas las cuales tienen ondulaciones que forman canales o tubos como se muestra.

La funcin del condensador es transformar en su interior el gas refrigerante comprimido en el compresor en lquido refrigerante. En el interior del condensador el gas refrigerante pierde el calor que absorbi durante el proceso de su evaporacin desde el espacio a enfriar, as como tambin hace entrega del calor absorbido durante su circulacin a travs de la lnea de retorno al compresor y el calor absorbido durante el fenmeno de compresin en el interior del compresor. Debido a esta entrega o prdida de calor y a la elevada presin a que se lo somete, el gas se condensa y constituye una fuente de agente refrigerante en estado lquido en condiciones de ser entregado repetidamente en el interior de un equipo de refrigeracin, produciendo en consecuencia el efecto de enfriamiento buscado.

Durante el proceso, tal como se ver en la figura existe vapor caliente a alta presin en una parte del condensador y lquido caliente a alta presin en la otra.

El agente refrigerante en estado gaseoso y a temperaturas superiores a la del ambiente, llega al condensador desde la descarga del compresor. Al producirseel contacto del gas refrigerante con las paredes del condensador que se halla auna temperatura muy inferior a la del gas, comienza este a perder calor que pasa al ambiente provocndose la condensacin del gas. En realidad el fenmeno o proceso de condensacin no se realiza en forma uniforme a todo lo largo del condensador ni finaliza exactamente a la salida de este.

FILTRO DESHIDRATADOR

Como su nombre lo indica este es un dispositivo que cumple dos funciones.Filtrar o detener cualquier impureza que se haya introducido al sistema con el fin de evitar que el tubo capilar o restrictor sea obstruido de ah que su posicin deba ser antes del restrictor, para cumplir esta funcin el filtro est provisto de una malla a la entrada en forma cilndrica y otra malla a la salida en forma circular como se puede observar en la figura.

La otra funcin es la de remover la humedad del sistema de refrigeracin, su posicin que es en la lnea lquida o sea enseguida del condensador hace queel material desecante acte rpidamente absorbiendo la humedad que se haya quedado dentro del sistema siempre y cuando la cantidad de humedad no sea superior a la que esta sustancia sea capaz de absorber. La sustancia ms utilizada para la remocin de humedad en un sistema de refrigeracin domstica es la Slica-gel material que generalmente se encuentra en forma granulada. Este material cumple con las propiedades requeridas para un buen desecante que son:

1- Reducir el contenido de humedad del refrigerante2- Actuar rpidamente para reducir la humedad en un paso de refrigerante a travs de la unidad de secado.3- Soportar aumentos de temperatura hasta de 70C sin que se altere su eficiencia.4- Ser inerte qumicamente al aceite.5- Permanecer insoluble, no debe disolverse con ningn lquido.6- Permanecer en su condicin slida original.7- Permitir el flujo uniforme del refrigerante a travs de los grnulos, bolitas o bloque con una baja restriccin o cada de presin del refrigerante.

Al igual que el restrictor, el tubo capilar es un dispositivo de control que no posee piezas mviles y su aplicacin se ha generalizado tanto que se lo emplea muy especialmente en la fabricacin de unidades selladas, como tambin en unidades abiertas de tipo familiar y en equipos comerciales de pequea potencia.Debido al reducido dimetro interno del tubo capilar, la friccin que se produce entre l y el lquido en su trayectoria hacia el evaporador, hace que en esta forma quede refrigerada la cantidad de refrigerante que alimenta dicho dispositivo. Como en el caso del restrictor, la cantidad de refrigerante que se provea al evaporador, ser proporcional a la diferencia de presiones que existe entre la succin y la compresin.Tambin en el caso del tubo capilar y por las mismas razones expuestas para el restrictor, se hace necesario intercalar un filtro entre la salida del condensador y el tubo capilar, en este ltimo provoca la igualacin de presiones entre la lnea de alta y la de baja presin al detenerse el equipo. El tubo capilar es prcticamente un restrictor, pero en lugar de ser un orificio es propiamente un tubo restrictor, pues est constituido por un simple tubo de dimetro interno muy pequeo, de aproximadamente un milmetro, cuyo largo puede variar entre uno y seis metros.TUBO CAPILAR

Termodinmica - Ciclo de Refrigeracin por Compresin de Vapor