REFRIGERACION Y AIRE ACONDICIONADOCatedrtico:Ing. Oscar Snchez Flores

Martn Alejandro Zamora Mrquez

Elaboro:

Septiembre 2011

El ciclo de refrigeracin consta de 4 puntos bsicos de funcionamiento que son: compresin, condensacin, control y expansin, y evaporacin.

Compresin.Aqu se recibe vapor a baja presin y se le comprime aumentando su presin (este aumento de presin es necesario para que el gas refrigerante cambie fcilmente a liquido) y se bombea hacia la etapa de condensacin, todo esto realizado por un compresor.

Condensacin.Esta etapa del ciclo se efecta en una unidad llamada condensador que se encuentra localizado en el exterior del espacio refrigerado. Aqu el gas refrigerante a alta presin y alta temperatura, rechaza calor hacia el medio ambiente (es enfriado por una corriente de agua o aire), cambiando de gas a liquido frio a alta presin.

Control y expansin.Esta etapa es realizada por un mecanismo de control de flujo (el cual puede ser: restrictor, tubo capilar, vlvula de expansin presostatica, vlvula de expansin termosttica y vlvula de expansin termosttica con tubo de equilibrio o compensador exterior de presin), est dispositivo retiene el flujo y expansiona el refrigerante para facilitar su evaporacin posterior.

Evaporacin.En esta etapa el refrigerante absorbe el calor del espacio que lo rodea, y por consiguiente lo enfra. Esta etapa tiene lugar en un compartimiento llamado evaporador, el cual es llamado as debido a que el refrigerante cambia de lquido a gas en este lugar.

Ahora detallaremos las partes mecnicas que llevan a cabo el funcionamiento bsico del ciclo de refrigeracin y de algunos de sus componentes.

COMPRESOR.El trabajo del compresor en un sistema frigorfico es el de comprimir el refrigerante en estado de vapor y hacerlo circular a travs del circuito frigorfico. Es necesario para poder circular el refrigerante por el circuito y para mantener el proceso de enfriamiento durante tiempo prolongado. Para comprenderlo de una manera ms sencilla, su funcin se asemeja al corazn humano, encargado de bombear la sangre por todo el cuerpo. El compresor necesita comprimir el vapor proveniente del evaporador y aumentarle su presin. Este aumento en la presin ayuda a que el refrigerante retorne a su estado lquido dentro del condensador. Desde all el lquido ingresa al dispositivo de expansin, y luego al evaporador. A partir de ese momento este puede comenzar a hervir en un entorno de baja presin absorbiendo calor latente proveniente del espacio a refrigerar.

Tipos de compresores.La mayora de los equipos frigorficos usados hoy en da emplean compresores del tipo reciprocantes a pistn, los cuales son fabricados en tres diferentes tipos: Compresores reciprocantes: este tipo de compresor hermtico se emplea generalmente en equipos de pequea y media potencia. Este tipo de compresor puede ser visto en las heladeras o neveras familiares. Estos vienen en tres tipos diferentes:

Compresor hermtico: el compresor est contenido en un crter de acero, es empleado generalmente en heladeras / neveras familiares, aire acondicionado y unidades de poca potencia.

Compresor

Semi

hermtico: el

compresor

est

contenido en un crter metlico pero sus partes son accesibles y estn equipados con vlvulas de servicio. Este tipo compresor se instala en aplicaciones donde se realizar mantenimiento en forma frecuente.

Compresor abierto: este tipo de compresor es muy usado en aplicaciones industriales y en equipos que trabajan con amonaco como fluido refrigerante. Es muy prctico para mantenimiento rutinario del motor, ya que este no forma parte del circuito frigorfico en s, si no que por medio de un acople acciona el compresor.

Es importante que al compresor le llegue solamente gas refrigerante del evaporador y no lquido, de lo contrario podran ocasionarse daos importantes al compresor recortando su vida til.

CONDENSADOR.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.

El agente refrigerante en estado gaseoso y a temperaturas superiores a la del ambiente, llega al condensador desde la descarga del compresor. Al producirse el contacto del gas refrigerante con las paredes del condensador que se halla a una temperatura muy inferior a la del gas, comienza este a perder calor que pasa al ambiente provocndose la condensacin del gas.

VALVULA DE EXPANSIN.La vlvula de expansin termosttica o vlvula de termo expansin, es un dispositivo de medicin diseado para regular el flujo de refrigerante lquido hacia el evaporador, en la misma proporcin en que el refrigerante lquido dentro del evaporador se va evaporando. Esto lo logra manteniendo un sobrecalentamiento predeterminado a la salida del evaporador (lnea de succin), lo que asegura que todo el refrigerante lquido se evapore dentro del evaporador, y que solamente regrese al compresor refrigerante en estado gaseoso. La cantidad de gas refrigerante que sale del evaporador puede regularse, puesto que la termo vlvula responde a: 1. La temperatura del gas que sale del evaporador y, 2. La presin del evaporador. En conclusin, las principales funciones de una vlvula de termo expansin son: reducir la presin y la temperatura del lquido refrigerante, alimentar lquido a baja

presin hacia el evaporador, segn la demanda de la carga, y mantener un sobrecalentamiento constante a la salida del evaporador.

Una vlvula de expansin consta de un elemento termosttico (1) separado del cuerpo de vlvula por una membrana. El elemento termosttico est en contacto con un bulbo (2) a travs de un tubo capilar, un cuerpo de vlvula (3) y un muelle (4). Funcionamiento de una vlvula de expansin termosttica. El funcionamiento est determinado por 3 presiones fundamentales: P1: La presin del bulbo que acta en la parte superior de la membrana y en

la direccin de la apertura de la vlvula. P2: La presin del evaporador, que influye en la parte inferior de la membrana y en la direccin del cierre de la vlvula. P3: La presin del muelle, que igualmente acta en la parte inferior de la membrana y en la direccin del cierre de la vlvula. Cuando la vlvula regula, hay un balance entre la presin del bulbo por un lado de la membrana y la presin de evaporacin y del muelle por el

lado opuesto de la membrana. Por medio del muelle se ajusta el recalentamiento.

EVAPORADOR.Los evaporadores son unos intercambiadores de calor en los que tiene lugar la evaporacin del fluido frigorfero sustrayendo calor del espacio que queremos que se enfre. Estn constituidos por un haz de tuberas en las que se evapora el fluido frigorfero extrayendo calor de los alrededores, que es en esencia el fenmeno de produccin de fro, o potencia frigorfica, que se desea conseguir. El evaporador consiste en un recipiente metlico, (carcasa), al que llega el fluido frigorfero procedente de la vlvula de estrangulamiento, parcialmente vaporizado, producindose en el mismo la ebullicin de la parte licuada, a baja presin, lo que origina la extraccin de calor del medio que le rodea, es decir, de la cmara frigorfica. Al final del proceso de vaporizacin de las ltimas gotas de lquido, se produce vapor saturado seco. La temperatura de este vapor puede aumentar, producindose un recalentamiento a expensas del calor extrado al medio exterior, e incluso del propio rozamiento del vapor a su paso por el evaporador.

RECIBIDOR.Este dispositivo tiene como funcin primordial separar el refrigerante lquido del que an es gas. Este, se ubica despus del condensador y antes del dispositivo de expansin. Retiene lo que an es gas, enviando hacia la dispositivo de expansin solo refrigerante lquido evitando problemas en la expansin y una baja presin. Este tambin lo podemos encontrar entre el evaporador y el compresor pero con la funcin contraria del anterior ya que recibe una mezcla liquido vapor y solo enva el gas refrigerante al compresor.

FILTRO DESHIDRATADOR.Un filtro deshidratador por definicin, es un dispositivo que contiene material desecante y material filtrante para remover la humedad y otros contaminantes de un sistema de refrigeracin. Desecantes.- Son materiales usados principalmente para remover la humedad excesiva contenida en la mezcla refrigerante-aceite, tanto en forma de vapor como lquida, ya sea en equipos nuevos o ensamblados en el campo. La eliminacin de humedad se logra de dos maneras: por adsorcin y por absorcin. En el proceso de absorcin, el desecante reacciona qumicamente con la humedad, combinando sus molculas para formar otro compuesto y removiendo de esta manera la humedad. En el proceso de adsorcin, no hay reaccin qumica entre el desecante y la humedad.

La aplicacin de los desecantes en los sistemas de refrigeracin, se hace encapsulndolos en unos dispositivos mecnicos llamados filtros deshidratadores. Un filtro deshidratador est diseado para mantener seca la mezcla de refrigerante y aceite, adsorbiendo los contaminantes lquidos disueltos, tales como humedad y cidos; y tambin, para retener por medio de filtracin todas las partculas slidas que estn siendo arrastradas a travs del sistema por la mezcla de refrigerante aceite.

Conclusin.En base a la explicacin detallada que fue brindada por el catedrtico, acerca del ciclo de refrigeracin, y utilizando como medio didctico la unidad de aire acondicionado A753 de uso estudiantil, la cual contena los dispositivos bsico y algunos accesorios de apoyo se elabor esta gua la cual detalla cada parte del sistema observado, as como algunas de las clasificaciones.