INSTITUTO NACIONAL TECNOLÓGICODIRECCIÓN GENERAL DE FORMACIÓN PROFESIONAL

DIRECCIÓN TÉCNICA DOCENTEDEPARTAMENTO DE CURRÍCULUM

MANUAL PARA EL PARTICIPANTE FUNDAMENTOS DE CUARTO FRIO.

ESPECIALIDAD: Refrigeración y Aire acondicionado

Enero, 2010

INDICEPágina

UNIDAD DE COMPETENCIA........................................................................................1ELEMENTOS DE COMPETENCIAS.............................................................................1OBJETIVO GENERAL...................................................................................................1RECOMENDACIONES GENERALES...........................................................................2INTRODUCCIÓN...........................................................................................................3

OBJETIVOS DE LA UNIDAD.....................................................................................41. Introducción a cuarto fríos..................................................................................41.1 Principios.............................................................................................................41.2 Aplicaciones........................................................................................................52. Materia y sus estados físicos.................................................................................63. Temperatura.........................................................................................................83.1 Definición.............................................................................................................83.2 Escalas de temperaturas.....................................................................................84. Calor......................................................................................................................94.1 Definición.............................................................................................................94.2 Métodos de transferencia de calor.......................................................................94.3 Unidades de medida..........................................................................................104.4 Tabla de Equivalencias......................................................................................115. Presión.................................................................................................................155.1 Definición...........................................................................................................155.2 Unidades de medida de presión........................................................................176. Manómetro...........................................................................................................176.2 Utilización del manómetro..................................................................................196.2 Normas de seguridad para el uso de manómetros............................................20UNIDAD II: REFRIGERANTES................................................................................22Objetivos de la Unidad.............................................................................................221. Refrigerantes.......................................................................................................221.1 Definición...........................................................................................................221.2 Propiedades deseadas de los refrigerantes.......................................................221.3 Composición química de los refrigerantes empleados en cuartos fríos.............232. Refrigerante puro y mezclas refrigerante.............................................................242.1 Mezcla azeotrópica............................................................................................262.2 Mezclas zeotrópicas..........................................................................................283. Utilización de la tabla presión- temperatura de los refrigerantes.........................324. Problemática de los refrigerantes......................................................................354.1 Destrucción de la capa de ozono.......................................................................354.2 Protocolo de Montreal........................................................................................374.3 Programa país...................................................................................................385. Recuperación y reciclaje......................................................................................395.1 Métodos para recuperar gases refrigerantes.....................................................395.1.1 Método activo..................................................................................................395.1.2 Método pasivo.................................................................................................41EJERCICIOS DE AUTOEVALUACIÓN...................................................................44UNIDAD III: ELEMENTOS DEL CICLO DE REFRIGERACIÓN POR COMPRESIÓN DE VAPOR..............................................................................................................451. Componentes principales del ciclo de refrigeración.............................................451.1Evaporador.........................................................................................................451.2 Compresor.........................................................................................................45

Condensador...........................................................................................................45Control de flujo.........................................................................................................452. Diagrama de mollier.............................................................................................462.1 Definición...........................................................................................................462.2 Propiedades constantes.....................................................................................473. Descripción de los procesos termodinámicos...................................................49Evaporación.............................................................................................................493.2 Compresión........................................................................................................493.3 Condensación....................................................................................................503.4 Expansión..........................................................................................................504. Ciclo teórico de refrigeración...............................................................................505. Ciclo real de refrigeración....................................................................................546. Análisis de una instalación frigorífica...................................................................55GLOSARIO..............................................................................................................57BIBLIOGRAFÍA........................................................................................................60

UNIDAD DE COMPETENCIA

Instalador y reparador de cuarto frío

ELEMENTOS DE COMPETENCIAS

1. Fundamentos de Cuarto Frío.

2. Componentes del Sistema de Cuarto Frío.

3. Componentes Eléctricos del Cuarto Frío.

4. Métodos de carga de cuarto frío.

5. Mantenimiento Preventivo de Cuartos Fríos.

6. Diagnóstico y Reparación de Fallas de Cuarto Frío.

7. Cálculo y Diseños de Cuartos Fríos.

OBJETIVO GENERAL

Analizar el funcionamiento del equipo, de acuerdo a los fundamentos de cuarto frío aplicando los conocimientos adquiridos.

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RECOMENDACIONES GENERALES

Para iniciar el estudio del manual, debe estar claro que siempre su dedicación y esfuerzo le permitirá adquirir la Unidad de competencia a la cual responde el Manual de FUNDAMENTOS DE CUARTO FRÍO.

- Al comenzar un tema debe leer detenidamente los objetivos y recomendaciones generales.

- Trate de comprender las ideas y analícelas detenidamente para comprender objetivamente los ejercicios de auto evaluación.

- Consulte siempre a su docente, cuando necesite alguna aclaración.

- Amplíe sus conocimientos con la bibliografía indicada u otros textos que estén a su alcance.

- A medida que avance en el estudio de los temas, vaya recopilando sus inquietudes o dudas sobre éstos, para solicitar aclaración durante las sesiones de clase.

- Resuelva responsablemente los ejercicios de auto evaluación.

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INTRODUCCIÓN

El Manual para el participante “Fundamentos de cuarto frío”, se desarrollará en un total de 80 horas y está dirigido para el Curso de Aprendizaje “Técnico en refrigeración y aire acondicionado” y complementación de Refrigeración

Te brindará los conocimientos que serán la base para tu desarrollo en esta importante especialidad que es la refrigeración. La aplicación de estos principios de refrigeración no tiene límites. El uso más común, y el que se reconoce más fácilmente, es la conservación de alimentos. Casi todos los productos en el hogar, en la granja, en los negocios, en la industria o en laboratorios se ven afectados en alguna forma por la refrigeración. Así pues, la refrigeración se ha convertido en un elemento esencial de la vida moderna.

Además este manual contiene recomendaciones generales para su estudio, ejercicios de auto evaluación que te darán pautas a seguir en el proceso enseñanza - aprendizaje. También este documento es una guía orientadora y facilitadora, se debe estudiar con esmero y dedicación.

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UNIDAD I: MAGNITUDES FUNDAMENTALES

OBJETIVOS DE LA UNIDADRealizar correctamente conversiones de unidades de tempera-tura, presión y calor aplicando fórmulas establecidas.

Medir correctamente temperatura y presión empleando el instrumento según su aplicación

1. Introducción a cuarto fríos

1.1 Principios

La historia de la refrigeración es tan antigua como la civilización misma. Se pueden distinguir dos períodos:

1. Refrigeración natural. Relacionada totalmente con el uso del hielo.2. Refrigeración artificial. Mediante el uso de máquinas.Los períodos más sobresalientes de la evolución de la refrigeración son:

Refrigeración NaturalHacia el año 1.000 AC, los chinos aprendieron que el uso del hielo mejoraba el sabor de las bebidas. Cortaron hielo en invierno y lo empacaban con paja y aserrín y lo vendían durante el verano. Por la misma época, los egipcios utilizaron recipientes porosos colocándolos sobre los techos para enfriar el agua, valiéndose del proceso de enfriamiento que generaba la brisa nocturna.Durante el imperio Romano, estos hacían bajar nieve y hielo de las montañas por cientos de kilómetros, colocándolos en pozos revestidos de paja y ramas y los cubrían con madera.Durante la edad media los pueblos aprendieron a enfriar las bebidas y alimentos, observando que durante el invierno los alimentos se conservaban mejor.En 1626, Francis Bacon trató de preservar un pollo llenándolo con nieve.En 1683, Antón Van Leeuwenhoek inventó un microscopio y descubrió que un cristal de agua claro contenía millones de organismos vivos (microbios).

Refrigeración Artificial En 1834, Jacob Perkins solicitó una de las primeras patentes para uso de una máquina práctica de fabricación de hielo. En 1880, Carl Linde inició el progreso rápido de construcción de maquinaria de refrigeración en base a la evaporación del amoníaco. También en 1880 Michael Faraday descubre las leyes de la inducción magnética que fueron la base en el desarrollo del motor eléctrico.En 1930, químicos de Dupont desarrollaron los refrigerantes halogenados.Desde entonces se creyó haber encontrado en los refrigerantes halogenados la panacea en la refrigeración; por su seguridad, no toxicidad, no inflamabilidad, bajo costo y fácil manejo, entre otras ventajas.No fue sino hasta los años 80 cuando los científicos advirtieron sobre los efectos dañinos de algunos productos químicos sobre la capa de ozono en la Antártida, preocupación que condujo a la investigación y selección de las sustancias

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potencialmente activas que podrían estarlos generando. Desde entonces, los refrigerantes halogenados principalmente (aunque no son los únicos), quedaron señalados como los causantes de tales efectos. Actualmente se investiga un sinnúmero de procesos de refrigeración tanto en el campo mecánico como en el eléctrico, magnético y otros, según las aplicaciones y exigencias de temperaturas a procesar.

Refrigeración Mecánica

Definimos la refrigeración mecánica como aquella que incluye componentes fabricados por el hombre y que forman parte de un sistema, o bien cerrado (cíclico), o abierto, los cuales operan en arreglo a ciertas leyes físicas que gobiernan el proceso de refrigeración.

Así, disponemos de sistemas cerrados de refrigeración mediante el uso de refrigerantes halogenados como los CFC, HCFC, HFC y otros (sistemas de absorción de amoníaco, de bromuro de litio, entre los más usuales); máquinas de aire en sistemas abiertos o cerrados (muy ineficientes); equipos de enfriamiento de baja capacidad (hasta 1 ton de refrig.) que usan el efecto Peltier o efecto termoeléctrico; otros sistemas refrigerantes a base de propano o butano y para refrigeración de muy baja temperatura se utiliza CO2.La criogenia en sí constituye un área altamente especializada de la refrigeración para lograr temperaturas muy bajas hasta cerca del cero absoluto (-273ºC), cuando se trata de licuar gases como helio, hidrógeno, oxígeno, o en procesos de alta tecnología y energía atómica.

1.2 Aplicaciones

La refrigeración mecánica se usa actualmente en acondicionamiento de aire para el confort así como congelación, almacenamiento, proceso, transporte y exhibición de productos perecederos. Ampliando estos conceptos, se puede decir que sin la refrigeración sería imposible lograr el cumplimiento de la mayoría de los proyectos que han hecho posible el avance de la tecnología, desde la construcción de un túnel, el enfriamiento de máquinas, el desarrollo de los plásticos, tratamiento de metales, pistas de patinaje, congelamiento de pescados en altamar, hasta la investigación nuclear y de partículas, aplicaciones en el campo de la salud y otros.

Clasificación según la aplicación:1. Refrigeración doméstica.2. Refrigeración comercial.3. Refrigeración industrial.4. Refrigeración marina y de transporte.5. Acondicionamiento de aire de “confort”.6. Aire acondicionado automotriz7. Acondicionamiento de aire industrial.8. Criogenia.

Objetivo de la refrigeración mecánica:El objetivo de la refrigeración mecánica es enfriar un objeto o ambiente por medio de los dispositivos desarrollados por el ser humano para este fin.Para lograr este propósito partimos de conocimientos de la física de los materiales y en particular, los gases, según los cuales, el calor, como forma de energía, siempre tiende

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a fluir hacia un contorno más frío. Este proceso físico se efectúa a mayor o menor velocidad según las características de resistencia que oponga el material por el cual el calor circula, si es un sólido; o según la velocidad, forma, posición, densidad y otras propiedades, si se trata de un fluido como el aire o el agua.Por consiguiente, se ha hecho necesario definir una serie de fenómenos que involucran el proceso de enfriamiento y también crear herramientas que faciliten tanto el uso de esas definiciones como la comprensión directa a partir de las características de cada fenómeno representado. Tal es el caso de los diagramas, gráficos y ecuaciones, por citar algunos.

2. Materia y sus estados físicos

Materia

La materia la podemos definir según lo que percibimos de nuestro entorno o a través de nuestros sentidos, de tal manera podemos asumir lo siguiente:

Tiene peso Ocupa un lugar en el espacio Es perceptible a través de nuestros sentidos, (vista, tacto) No la podemos crear (nada nace de la nada) No se destruye (solamente tenemos una transformación que puede ser física o

química o ambas a la vez.

Estados de la materiaLa materia puede encontrarse en tres estados diferentes que son sólido, líquido y gas. Este estado viene determinado por la energía de las moléculas (temperatura), es decir, el agregar o quitar calor puede conducir a un cambio de estado físico de la materia.

La materia en estado sólido, mantiene su cantidad, forma y dimensiones físicas.Figura 1

Fig 1 Estado sólido

La materia en estado líquido, mantiene su cantidad y tamaño pero no su forma, el líquido siempre toma la forma del recipiente que lo contiene. Figura 2

Fig 2 Estado líquido

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La materia en estado gaseoso, no tiene una tendencia a retener ni el tamaño ni la forma. Figura 3

Fig 3 Estado gaseoso

MOVIMIENTO MOLECULAR Toda la materia se compone de pequeñas partículas llamadas moléculas y la estructura molecular de la materia puede posteriormente romperse en átomos.Cuando se aplica energía calorífica a una sustancia, se incrementa la energía interna de las moléculas, lo cual aumenta su desplazamiento o velocidad de movimiento; hay también un incremento en la temperatura de la sustancia.

Cuando se retira calor de una sustancia se presenta una disminución en la velocidad del movimiento molecular y también un descenso en la temperatura de la sustancia.

CAMBIO DE ESTADO DE LA MATERIA.La materia puede encontrarse en tres estados diferentes que son sólido, líquido y gas. Este estado viene determinado por la energía de las moléculas (temperatura), es decir, el agregar o quitar calor puede conducir a un cambio de estado físico de la materia.

Desde el punto de vista de los estados existentes de la materia tanto en los equipos domiciliares, comerciales y también en los industriales solo estudiaremos la evaporación y condensación.

Evaporación

Fenómeno por el cual una sustancia en estado líquido pasa al estado gaseoso. En este cambio de estado la sustancia requiere energía, la cual absorbe del medio que lo rodea, es por esto que este se enfría.

Condensación

Fenómeno por el cual una sustancia en estado gaseoso pasa al estado liquido. La condensación de un vapor ocurre de varias formas: Al extraer calor del vapor, aumentado la presión del vapor o ambas.

Solidificación

Fenómeno por el cual una sustancia en estado liquido pasa al estado sólido.7

El fenómeno de solidificación ocurre por la pérdida de calor.

3. Temperatura

3.1 Definición

Temperatura

Es una propiedad de la materia que determina la cantidad de energía de un cuerpo.

3.2 Escalas de temperaturas

Las escalas de temperaturas son:Figura 4

1. La escala Centígrada.

°C = (°F - 32)/1.8

2. La escala Fahrenheit.

°F = 1.8 °C + 32

3. La escala Rankine.

°R = °F + 460

4. La escala Kelvin.

°K = °C + 273

1. Las escalas más utilizadas son la escala Centígrada y la escala Fahrenheit.

Fig 4 Escalas de temperatura

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Temperatura del agua congelada

Temperatura del agua en ebullición

Punto de cero absoluto

4. Calor

4.1 Definición

Calor

El calor es energía en tránsito de un cuerpo a otro como resultado de una diferencia detemperaturas entre ellos.

4.2 Métodos de transferencia de calor

Conducción: Ocurre cuando la energía es transmitida por contacto térmico directo entre dos cuerpos, este calor no se traslada igual en cada material porque hay buenos conductores (metal) y malos conductores (aislante). Solo se da en los cuerpos sólidos. Figura 5

Fig 5 Conduccion

Convección: Ocurre cuando el calor se desplaza de un lugar a otro por medio de corrientes establecidas mediante un medio que fluye, Solo se da en los líquidos y gases.Figura 6

Fig 6

Radiación: Ocurre cuando la energía es transmitida de un cuerpo a otro sin necesidad de la intervención de la materia. Figura 7

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Fig 7 Radiación

4.3 Unidades de medida

En el Sistema Internacional la unidad de medida de calor es el Joule. En el Sistema Inglés la unidad de medida de calor es el B.T.U. También se utiliza la caloría, cal.

Unidades de medida del calor

Las más comunes son las calorías, los BTU, los Joules , las toneladas de refrigeración y los Vatios.

1cal = 4.18J 1BTU = 1055J 1Ton = 3516W 1Ton = 12000BTU/hora

BTU:

En el sistema Inglés, la unidad de calor es la BRITISH THERMAL UNIT (B.T.U.). Un B.T.U. Puede definirse como la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de una libra de agua 1 ºF. Por ejemplo: Para aumentar la temperatura de un Galón de agua (Aproximadamente 8,3 Lb) de 70 º F a 80 ºF, se requieren 83 BTU.

Joule:

Es una unidad de medida de calor, que corresponde a la energía disipada en un segundo por una corriente eléctrica de un amperio al atravesar una resistencia de un ohmio.

Kilocaloría:

La unidad básica para medir calor usado en nuestro país, es la caloría que se define como la cantidad de calor necesaria para aumentar la temperatura de un gramo de agua 1 ºC. Por ejemplo, para aumentar la temperatura de un litro de agua de 95 a 100 ºC, se requieren 5000 calorías. (Un litro de agua pesa 1000 gramos), o sea:

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Tonelada de refrigeración:

Aún en nuestro medio es muy frecuente hablar de toneladas de refrigeración, la cual es realmente una unidad americana basada en el efecto frigorífico de la fusión del hielo. La tonelada de refrigeración puede definirse como la cantidad de calor absorbida por la fusión de una tonelada de hielo sólido puro en 24 horas. Puesto que el calor latente de fusión de una libra de hielo es de 144 BTU, el calor latente de una tonelada americana(2000 libras) de hielo será 144 * 2000, o sea 288,000 BTU por 24 horas. Para obtener el calor por hora es necesario dividir entre las 24 horas, lo cual da una cantidad de 12.000 BTU/HORA, que recibe el nombre de “TONELADA DE REFRIGERACION”. Puesto que el calor latente del hielo en el sistema métrico es de 80 Kilo- Calorías y que y una tonelada americana e igual a 907.187 kilos, la tonelada de refrigeración es igual a 80 * 907.185 o sea 72.575 kilo- calorías por 24 horas, es decir, 3.024 kilo-calorías por hora.

UNIDAD KW KCAL BTU KJ CV HP

KW 1 860 3412.7 3601 1.3596 1.3410

Kcal 1.16x10

-3

1 3.9683 4.1868 1.58x10

-3

1.539x1

-3

BTU 2.93x10

-4

0.2519 1 1.0551 3.987x10

-4

2.93x10

-4

KJ 2.777X10

-4

0.2388 0.9478 1 3.777X10

-4

3725X10

-4

CV 0.7355 632 2508 2647.6 1 0.9863

HP 0.7457 649.5 3412.96 2684.5 1.0139 1

4.4 Tabla de Equivalencias

Tipos de calor

1. Calor latente:Calor latente es el que necesita para cambiar un sólido en líquido, o un líquido en gas, es decir cambiar de estado, sin variar la temperatura de la sustancia. La palabra latente significa “oculto”, o sea que este calor requerido para cambiar el estado de una sustancia y no es percibido por los sentidos.

2. Calor sensible:El calor sensible se define como el calor que provoca un cambio de temperatura en una sustancia. En otras palabras es como su nombre lo indica, el calor que

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puede percibirse por medio de los sentidos. Cuando la temperatura del agua se eleva de 0ºC a 100ºC, hay también un aumento de calor sensible.

3. Calor específico:El Calor específico de una sustancia es su capacidad relativa de absorber o ceder calor tomando como base la unidad de agua pura, y se define como la cantidad de Kilocalorías o (BTU) necesarias para aumentar o disminuir la temperatura de un Kilo o (libra) de cualquier sustancia en 1ºC o (1ºF).

Por definición, el calor específico del agua es 1,0 pero la cantidad de calor necesaria para aumentar o disminuir la temperatura de otras substancias varía. Se requieren únicamente 0,64 Kcal por Kilo (0,64 BTU por libra) para aumentar o disminuir la temperatura de un kilo (Libra) de Aluminio 1 ºC (1ºF), por lo tanto, los calores específicos de estas dos substancias son 0,64 y 0,22 respectivamente.

TABLA DE CALORES ESPECÍFICOS DE ALIMENTOS.

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TABLA DE CALORES ESPECÍFICOS DE ALIMENTOS (Cont.)

Cantidad y potencia de calor

Cuando un cuerpo aumenta o disminuye su temperatura, es un indicador que ha habido ganancia o pérdida de calor. Esta cantidad de calor se puede calcular multiplicando la masa de la sustancia por el diferencial de temperatura por el calor específico.Fórmula: Q = m. c. t

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Donde:

Q = Calor m = masa C = Calor específico t = Diferencial de temperatura ( Ti – Tf )

Ejemplo de cálculo de calor

Calcular la cantidad de calor necesario para congelar 120 libras de agua desde una temperatura inicial de 82 ºF hasta una temperatura final de -9 ºF.

Datos:a) Temperatura de congelamiento: 32 ºFb) Temperatura inicial: 82º Fc) Temperatura final: -9 ºFd) Calor latente: 144 BTUe) Calor especifico sobre temperatura de congelamiento: 1 BTU/Lb/ºFf) Calor especifico bajo temp. Congelamiento: 0.5 BTU/Lb/ºF

Q1 = m. c. t = 120 Lb x 1 BTU/Lb/ºF x (82 ºF – 32 ºF) = 120 Lb x 1 BTU/Lb/ºF x 50ºF

Q1 = 6,000 BTU

Q2 = m. Calor latente = 120 Lb. x 144 BTU/Lb. = 17,280 BTU

Q3 = 120 Lb. x 0.5 BTU/Lb./ºFx (32-(-9)) 120 Lb. x 0.5 BTU/Lb.ºF X 41ºF

= 2,460 BTU

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Grafico del proceso

Temp. Inicial

Temp. Final

Temp. Congelamiento

82 ºF

32 ºF

-9 ºF

Q1

Q2

Q3

Paso Nº.2: calcular calor latente (Q2)Paso Nº.3: calcular calor sensible Q3)

Qt = Q1 + Q2 + Q3 = 6000 BTU + 17280 BTU + 2460 BTU

Qt = 25,740 BTU

Respuesta: se necesita extraer a 120 libra de agua 25,740 BTU de calor para congelar llevándolo hasta una temperatura final de -9 ºF.

Para diferentes sustancias existen diferentes valores del calor específico requerido. La cantidad de calor necesaria para causar un cambio en la temperatura es calculada multiplicando la masa de la resistencia, el calor específico y el diferencial de temperatura.

5. Presión

5.1 Definición

Presión Es la fuerza por unidad de área que ejerce un gas sobre una superficie. Figura 8

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Fig 8 PresiónPresión Atmosférica:Pues bien la presión atmosférica será la fuerza de gravedad que atrae la capa de gases que componen la atmósfera sobre la superficie terrestre, y se denomina presión atmosférica estándar a la presión atmosférica a nivel del mar.

Presión Absoluta.Generalmente, la presión absoluta expresa en términos de bar o de kilogramo-fuerza por centímetro cuadrado o (libras-fuerza por pulgada cuadrada) y se cuenta a partir del vacío perfecto en el cual no existe la presión atmosférica. Por tanto en el aire a nuestro alrededor, la presión absoluta y la atmósfera son iguales.

Pa = Presión atmosférica + Presión manométrica.PA = Presión atmosférica - Presión vacuo métrica.

Presión Manométrica:Es la presión ejercida por el fluido en sí, sin tener en cuenta la presión atmosférica, el instrumento para este fin se denomina manómetro. Figura 9

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Fig 9 Presión manométrica.

5.2 Unidades de medida de presión

Presión de vacío:Es cualquier presión menor que la presión atmosférica. Un vacío perfecto es aquella medida “O” Pa (Pascal). Con las bombas de vacío podemos lograr una lectura de hasta 30“Mercurio de vacío”. Figura 10

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Fig. 10 Presión de vacio

6. Manómetro

Manómetro de Bourdon tipo “C”Es un tubo de cobre de pared muy delgada de forma ovalada y doblado a lo largo formando una C. Sellado por un extremo y unido a un mecanismo de engranes y resorte espiral con una aguja montada en un eje .Fig 11

Fig 11 Manómetro de Bourdon

6.1 Manómetros utilizados en RefrigeraciónEn la misma forma en la que opera el manómetro de tubo bourdon, opera el manómetro de baja presión y alta presión utilizadas en refrigeración.

Manómetro de Baja presión.La escala de baja presión de trabajo tiene un rango de 0 a 120 psig, posee un rango hasta 250 psig este rango contempla una escala de retardo amortiguador que evita que el mecanismo se dañe por lectura de presiones superiores a la escala. Fig 12

La escala de vacío tiene un rango de 0 a 30 pulgadas de mercurio.Posee escalas de temperatura de acuerdo al tipo de refrigerante para el que fue diseñado.Su color de identificación es el azul.

Fig 12 Manómetro de baja presión.

Manómetro de Alta presión:El manómetro para altas presiones regularmente lo identifican con un color rojo en su caja protectora y los rangos en su escala nos permite medir presiones de 0 hasta 500 libras por pulgada cuadrada (PSIG en inglés Pressure Square Inch Gauge).Fig 13

Al igual que el manómetro de baja presión, el manómetro de alta posee escalas de temperatura de acuerdo al tipo de refrigerante para el que fue diseñado.

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Fig. 13 Manómetro de alta presión.

Estructura de juego de manómetros. Figura 14

Fig14 Juego de Manómetros

6.2 Utilización del manómetro

El manómetro de baja presión lo utilizamos para tomar lecturas de presión y temperatura del lado de baja presión del sistema de refrigeración cuando el sistema está en operación, lo utilizamos al momento de realizar el vacío al sistema y obtener la lectura del vacío alcanzado y al momento de realizar la carga de refrigerante. Figura 15

El manómetro de alta presión, lo utilizamos para tomar lecturas de presión y temperatura del lado de alta presión del sistema de refrigeración cuando el sistema está en operación, lo utilizamos para cargar refrigerante al recibidor de líquido con el compresor apagado (en caso de ser una mezcla zeotropica), otra forma de utilizarlo es para identificar fugas, para limpieza de las tuberías al introducir un agente limpiador y empujarlo con nitrógeno.

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Fig 15 Identificación de fuga instalación del manómetro en el lado de baja y alta presión.

Algunas funciones de los manómetros al trabajar en refrigeración.En el proceso de recuperación de refrigerante utilizamos tanto el manómetro de baja y alta presión. Figura 16

Fig 16 En recuperación del refrigerante

6.2 Normas de seguridad para el uso de manómetros

1. Al instalar los manómetros en un equipo en funcionamiento, evitar ubicarlos en lugares donde vibre para evitar daño de la aguja o lecturas erráticas.

2. Asegurarnos que las presiones a medir no sean mayores que las escalas de medida del manómetro.

3. Ubicar las mangueras en el manómetro de acuerdo al código de colores.

4. No golpear los manómetros.

5. Utilizar solamente el manómetro de alta para limpiar las tuberías con disolvente y nitrógeno.

6. Al apretar las tuercas de las mangueras hacerlo manualmente sin uso de herramienta.

7. Evitar someter las mangueras a una presión mayor a las que recomienda el fabricante.

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8. No utilizar las mangueras para cargar sustancias para las que no fueron diseñada.

EJERCICIO DE AUTOEVALUACION

I. Conteste las siguientes preguntas:

1. Cuáles son los estados de la materia?

2. Explique los cambios de estado de la materia

3. Explique los métodos de transferencias del calor

4. Cuáles son las unidades de medidas del calor?

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5. Defina calor específico y calor sensible

UNIDAD II: REFRIGERANTES

Objetivos de la Unidad

1. Identificar adecuadamente las principales propiedades físicas y termodinámicas de los refrigerantes empleados según las especificaciones tecnicas

2. Seleccionar los refrigerantes y mezclas sustitutas de mediano y largo plazo aplicados en cuarto frío.mediante especificaciones tecnicas

3. Utilizar equipo de recuperación y reciclaje para refrigerantes utilizados en cuarto frío, mediante los metodos pasivos y activos

1. Refrigerantes

1.1 Definición

Los refrigerantes son compuestos químicos que tienen la capacidad de evaporarse incluso a muy bajas temperaturas y presiones y tienen gran capacidad para absorber el calor.

Un refrigerante es cualquier fluido que actúa como agente de enfriamiento, absorbiendo calor de un foco caliente al evaporarse

1.2 Propiedades deseadas de los refrigerantes.

Un refrigerante ideal a de cumplir las siguientes propiedades:

1. No debe de dañar el medio ambiente ( 0 potencial agotador de ozono y 0 calentamiento global).

2. Ser químicamente inerte hasta el grado de no ser inflamable, ni tóxico, ni explosivo, tanto en estado puro como cuando esté mezclado con el aire en determinada proporción.

3. No reaccionar desfavorablemente con los aceites o materiales empleados en la construcción de los equipos frigoríficos.

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4. No reaccionar desfavorablemente con la humedad, que a pesar de las precauciones que se toman, aparece en toda instalación.

5. Su naturaleza será tal que no contamine los productos almacenados en caso de fuga.

6. El refrigerante ha de poseer unas características físicas y térmicas que permitan la máxima capacidad de refrigeración con la mínima demanda de potencia.

7. La temperatura de descarga de cualquier refrigerante siempre disminuye a medida que baja la relación de compresión. Por lo tanto deseamos que la temperatura de descarga sea la más baja posible para alargar la vida del compresor.

8. El coeficiente de conductancia conviene que sea lo más elevado posible para reducir el tamaño y costo del equipo de transferencia de calor.

9. La relación presión-temperatura debe ser tal que la presión en el evaporador para la temperatura de trabajo sea superior a la atmosférica, para evitar la entrada de aire y de humedad en el sistema en caso de fuga.

10.Temperatura y presión crítica, lógicamente el punto de congelación deberá ser inferior a la temperatura mínima de trabajo.

11.Finalmente ha de ser de bajo precio y fácil disponibilidad.

Normas de seguridad Evite respirar otras concentraciones del vapor Utilícese con suficiente ventilación para mantener la exposición por debajo de los

límites recomendados, especialmente en recintos cerrados o bajos. Evite el contacto del líquido con los ojos, así como la exposición prolongada en la

piel. No aplique llama directa o caliente al envase arriba de 520C (125 0F). No permita que el producto haga contacto con una llama directa o elementos

eléctricos porque provocará la descomposición. No rellene los cilindros vacíos Asegure los recipientes. Identificar según el refrigerante Usar anteojos cuando se procede a cargar o manipular refrigerante Mantener los cilindros en un lugar fresco

1.3 Composición química de los refrigerantes empleados en cuartos fríos.

Existen en la actualidad tres tipos de refrigerantes de la familia de los hidrocarburos halogenados:

CFC: Figura 17 (Flúor, Carbono, Cloro), Clorofluorocarbono totalmente halogenado, no contiene hidrógeno en su molécula química y por lo tanto es muy estable, esta estabilidad hace que permanezca durante largo tiempo en la atmósfera afectando seriamente la capa de ozono y es una de las causas del efecto invernadero. (R-11, R-12, R-115). Está prohibida su fabricación desde 1995.

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Fig 17 Composición química de los refrigerantesHCFC: Figura 18 (Hidrógeno, Carbono, Flúor, Cloro), Es similar al anterior pero con átomos de hidrógeno en su molécula. La presencia de hidrógeno le confiere menos estabilidad, en consecuencia, se descompondrá en la parte inferior de la atmósfera y no llegará a la estratosfera. Posee un potencial reducido de destrucción de la capa de ozono. Su desaparición está prevista para el año 2012. (R-22).

Fig 18 Cilindros de HCFCHFC: Figura 19(Hidrógeno, Flúor, Carbono), Es un Fluorocarbono sin cloro con átomos de hidrógeno sin potencial destructor del ozono dado que no contiene cloro. (R-134a, R-404a).Los nuevos refrigerantes (HFC) tenderán a sustituir a los CFC y HCFC.

Fig 19 Cilindros de HFC

Los refrigerantes utilizados en equipos instalados eran el R-12 y el R-502, hoy en día con el problema de la destrucción de la capa de ozono y el sobrecalentamiento global, los fabricantes de equipos de refrigeración, realizaron cambio de refrigerantes en sus equipos nuevos, como por ejemplo en los equipos con R-12 ahora utilizan el R-134ª, en equipos que utilizaban el R-502 hoy en día utilizan el R-404ª y el R-507.

Pero en equipos ya instalados y que aun están en servicio que utilizan el R-12 y el R-502 hoy en día si tienen una avería en el sistema de refrigeración por ejemplo fugas, tendrán que utilizar las nuevas mezclas de refrigerante como son el MP39, MO49 y el MP66 en equipos que usan R-12 y en equipos con R-502, se utiliza el HP80 (R-402ª) y el refrigerante R-408ª.

Con la salida de los HCFC como el R-22 pues tendremos que sustituirlo por el R-407C es un refrigerante con presiones parecidas al refrigerante 22, puede ser utilizado para

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realizar adecuaciones. El Refrigerante 407-C puede utilizarse en aplicaciones de sistemas de aire acondicionado residencial y comercial.

2. Refrigerante puro y mezclas refrigerante

(Mezcla azeotropica y mezcla zeotropica).

REFRIGERANTE PURO.Son aquellos que fueron creados a partir de las dos moléculas bases: el etano y el metano.Los refrigerantes puros a los cuales hemos estados familiarizados como son el caso del R-12, R-22 y el R-134ª.

REFRIGERANTE R-12:Es utilizado ampliamente en la refrigeración doméstica y comercial, así como en aire acondicionado. En temperaturas inferiores a su punto de ebullición es un líquido transparente y casi sin olor, no es tóxico ni irritante y es apropiado para aplicaciones en alta, media y baja temperatura. Esta sustancia está regulada por el Protocolo deMontreal y tiene un potencial de agotamiento PAO de 1, su consumo en los países en desarrollo se debe eliminar al 100% en el año 2010.Figura 20

Gas. Nombre. Fórmula. Temperatura de

evaporación.R-12 Diclorodifluorometano C Cl2 F2 -21.6°F

Fig 20 Refrigerante R 12

REFRIGERANTE R-22 Figura 21Tiene una capacidad de refrigeración mucho mayor que otros. Esto permite el uso de menor desplazamiento en el compresor y, en algunos casos, se utilizan compresores más pequeños para obtener resultados comparables con R-12.Por sus características a bajas temperaturas de evaporación y alto índice de compresión, la temperatura del vapor R-22 comprimido es tan alta, que frecuentemente daña el compresor. Por tal motivo, se recomienda para sistemas de un solo paso.Se utiliza en equipos de alta, media y bajas temperaturas.

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Gas. Nombre. Formula. Temperatura de

evaporación.R-22 Hidroclorofluorocarbono C H Cl F2 -41.4°F

Fig 21 Refrigerante R 22

REFRIGERANTE R-134a.El HFC-134a es un refrigerante que no daña la capa de ozono y es una de las mejores opciones que se están utilizando actualmente para sustituir al CFC-12 en la mayoría de las aplicaciones, en aire acondicionado automotriz y residencial, comercial y sistema industrial. OEM (“Original Equipment Manufacturer”, fabricante de equipo original.

Gas. Nombre. Formula. Temperatura de

evaporación.R-134a Tetrafluroetano. CF3CH2F -14.9°F

R-134ª.Tetrafluroetano

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2.1 Mezcla azeotrópica

Se identifica por un número de tres cifras que comienza con el 5. Está formada por dos o más sustancias simples o puras que tienen un punto de ebullición constante y se comportan como una sustancia pura, logrando mejores características de desempeño.Se carga al sistema en estado gaseoso o en estado líquido. Figura 22

Figura 22 CARGANDO COMPUESTOS PUESTOS PUROS Ó AZEOTRÓPOS (serie de los 500).

REFRIGERANTE R-502.Es una mezcla azeotrópica del R-22 y el R-115. Esta mezcla tiene características diferentes a las de sus componentes y puede evaporarse y condensarse sin cambiar su composición. Este refrigerante es muy eficiente en bajas temperaturas por sus excelentes propiedades, y también en todas las aplicaciones de un solo paso, donde la temperatura de evaporación sea inferior a -17.8° C (0° F). Se utiliza, sobre todo, en cámaras de refrigeración, máquinas de hielo, vitrinas de supermercado, etcétera.

No obstante lo anterior, el R-502 contiene CFC-115, por lo que su uso está regulado por el Protocolo del Montreal y su consumo debe eliminarse para el 2010. Se lubrica con aceite mineral o con aceite alkilbenceno.

Propiedades del R-502.

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REFRIGERANTE R-507 (AZ50).Es un azeótropo (HFC-125 / HFC-143a) diseñado para servir como una alternativa a largo plazo para el R-502 y el HFC-22, en aplicaciones comerciales de refrigeración de baja y media temperatura. Este producto es un HFC y por lo tanto no está programado para su descontinuación gradual bajo la presente regulación. El R-507 está recomendado para hacer la adecuación de congeladores para supermercados, charolas de exhibición, máquinas para fabricar hielo y se puede utilizar en equipo nuevo. Se lubrica con aceite polioléster.

El R-507 es un refrigerante que ya viene en equipos nuevos de fábrica, en cámaras frigoríficas el fabricante le da la opción al cargar la instalación con el R-507 o el R-R404a, ya que ambos refrigerantes son compatible con el aceite poliolester.

Propiedades del R-507.

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2.2 Mezclas zeotrópicas:Se identifican por un número de tres cifras que comienza con el número 4, seguido de una letra mayúscula para diferenciar diversas proporciones de mezcla. Están formadas por dos o más sustancias simples o puras, que al mezclarse en las cantidades preestablecidas generan una nueva sustancia, la cual tiene temperaturas de ebullición y condensación variables. Para estas mezclas se define el punto de burbuja como la temperatura a la cual se inicia la evaporación, y el punto de rocío, como la temperatura a la cual se inicia la condensación.Figura 23

También se requiere definir otras características como el fraccionamiento, que es el cambio en la composición de la mezcla cuando ésta cambia de líquido a vapor (evaporación) o de vapor a líquido (condensación), y el deslizamiento de la temperatura, que es el cambio de temperatura durante la evaporación, debido al fraccionamiento de la mezcla.

Estas mezclas aceptan lubricantes minerales, alquilbenceno o polioléster, según sea el caso, facilitando las adecuaciones. Ejemplos: R-404A, R-407C, R-401A, R-409A, R-413A.

Estas mezclas de la serie de los 400 se cargan al sistema en estado líquido para evitar el fraccionamiento de los refrigerantes que la componen, cuando se cargan al sistema se realiza con el método flasheado por la línea de succión.

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Fig 23 Cargando con mezcla zeotropica (serie 400).

MEZCLAS MP-39(R-401a) para Dropin.Las mezclas MP-39 son alternativas de refrigerantes, para reemplazar CFC-12, en muchos de los sistemas de refrigeración de temperatura media.

El MP-39 (R-401A) es un refrigerante de adecuación, recomendado para vitrinas de supermercado, cuartos de refrigeración, máquinas expendedoras de bebidas, distribuidoras automáticas de alimentos, enfriadores de agua y refrigeradores domésticos. El uso del MP-39 deberá limitarse a aplicaciones en las que la temperatura de evaporación media se encuentre por encima de los -23° C (-10° F).

Gas. Nombre. Formula. Temperatura de evaporación.

R-401A Clorodifluormetano (R-22)1,1-Difluoretano (R-152a)2 Cloro-1,1,1,2-tetrafluoretano(R-

124)

CF3CH2F -23.3°F

Refrigerante R-413A (ASHRAE) o MO-49 El R-413A es una mezcla azeotrópica empleada como sustitución directa (drop in) para reemplazo del R-12, en las aplicaciones de:Refrigeración doméstica Refrigeración comercial de temperatura media, tales como: Equipos de conservación de supermercados. Equipos de almacenamiento de alimentos.

Propiedades del refrigerante MO49 (R-413A).

Propiedad física Unidad R-413ª R-12Punto de ebullición (1 atm) 0C

0F-33-28

-30-22

30

Presión de vapor a 250C (770F)kPa abs

psia 778113

65295

Densidad del líquido a 250C (770F)Kg/m3

Lb/ft3115772.3

131181.8

Densidad de vapor saturado a 250C (770F)

Kg/m3

1b/ft336

2.2537

2.32

Potencial de agotamiento de ozono CFC-11=1.0 0 1

Potencial de calentamiento CO2 = 1 1775 8500

REFRIGERANTE R- 404A.Es una mezcla (HFC-125 / HFC-143a / HFC-134a) desarrollada para servir como refrigerante alternativo a largo plazo del R-502 y del HCFC-22, en aplicaciones comerciales de temperatura baja y media. Este producto es un HFC y por lo tanto no está programado para su descontinuación gradual bajo la presente regulación. El R-404A es recomendado para hacer la adecuación de congeladores de supermercados, máquinas expendedoras de bebidas, exhibidores de productos refrigerados, máquinas para fabricar hielo y transportes con cámara de refrigeración. Se lubrica con aceite polioléster.

Gas. Nombre. Formula. Temperatura de evaporación.

R-404A Pentafluoretano (R-125)1,1,1,2-tetrafluoretano (R-134a)1,1,1-Trifluoroetano (R-143a)

CHF2-CF3 (44%)CH2F-CF3 (4%)

H3-CF3 (52%)

-52°F

Los refrigerantes en equipos comerciales nuevos, actualmente son los HFC, como el R-404A y R-507A son utilizados en equipos de media y baja temperatura.

El R-134A es utilizado en equipos de alta y media temperatura.

Se cree que el siguiente paso es equipos que utilicen Hidrocarburos (HC) como refrigerantes definitivos ya que no dañan la capa de ozono y no calientan la tierra.

LISTA DE GASES REFRIGERANTES ALTERNATIVOS.

Tabla 1 Reemplazos a largo plazo en refrigeración comercial

de temperatura media y baja .

31

Tabla 2.Reemplazos provisionales en refrigeración comercial de temperatura media

y baja.

Tabla 3.Reemplazos a largo plazo de refrigeración y temperatura media

Tabla 4.Reemplazos provisionales de refrigeración comercial de temperatura media.

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Tabla 5.Reemplazos a largo plazo de aire acondicionado residencial y comercial

3. Utilización de la tabla presión- temperatura de los refrigerantes

Tabla de presión temperatura:Los refrigerantes cambian su temperatura de evaporación, dependiendo de la presión a la que se encuentre sometido al momento de la expansión.

Hay unas tablas para referencia rápida, llamadas tablas de presión-temperatura. Estas tablas nos ayudan a determinar las condiciones a las que se encuentra el refrigerante en determinada etapa del ciclo de refrigeración mecánica.

CUANDO SE MANTIENE LA RELACION P-T, EL REFRIGERANTE ESTÁ "SATURADO"

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Es importante recordar que en una tabla P-T, la relación presión-temperatura es válida solamente cuando existe una mezcla de refrigerante líquido y vapor.

Por lo tanto, hay solo tres lugares en el sistema de refrigeración que opera normalmente donde se puede garantizar la validez de la relación P-T. Esto es, en el condensador, el evaporador y el recipiente, lugares donde se sabe que hay una mezcla de refrigerante líquido y vapor. Cuando el refrigerante líquido y vapor están presentes, la condición se denomina "saturada" o "de saturación".

Esto significa que si podemos determinar la presión en cualquiera de estos lugares, podemos fácilmente determinar la temperatura simplemente encontrando la presión en una tabla P-T y leyendo la temperatura correspondientes.

De la misma manera, si podemos medir con precisión la temperatura en esos tres lugares, también se puede determinar la presión usando la relación P-T, encontrando la presión correspondiente a la temperatura medida.

Cuando la relación p-t no se cumple, es indicación de sobrecalentamiento o subenfriamiento.En los puntos del sistema donde solo esté presente vapor, la temperatura real estará por encima de la temperatura que es indicada por la relación P-T para La presión medida.

En teoría la temperatura del vapor pudiera ser igual a la temperatura que indica la relación P-T, pero en la práctica siempre es mayor. En este caso, sobrecalentamiento es la diferencia entre la temperatura medida y la temperatura correspondiente en la tabla P-T para la presión en ese punto.

Donde se sabe que solamente líquido está presente, como en la línea de líquido, la temperatura medida será un poco menor que la temperatura correspondiente a la presión. En este caso, se llama subenfriamiento de líquido a la diferencia entre la temperatura medida y la temperatura correspondiente a la relación P-T.

También, es posible encontrar que la temperatura real medida sea igual a la temperatura equivalente por la relación P-T. En este caso el subenfriamiento es igual a cero.

Tabla presión temperatura de algunos refrigerantes.

34

4. Problemática de los refrigerantes

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La problemática de los refrigerantes, son los efectos que producen sobre el medio ambiente:

1. Destrucción de la capa de ozono.2. Efecto invernadero.

4.1 Destrucción de la capa de ozono

AGUJERO DE OZONO ANTÁRTICO.En los años setenta, los científicos Sherwood Rowland, Paul Crutzen y Mario Molina, descubrieron que las SAOs liberadas dañan la capa de ozono. La concentración de ozono sobre la Antártida (Hemisferio Sur) disminuyó entre los años 70 y 90 hasta en un 70%, comparada con la concentración que normalmente se encuentra en dicho continente. Este fenómeno de gran escala se llama habitualmente agujero de ozono. Figura 24

Fig 24 Agujeros de Ozono

¿CÓMO SE DESTRUYE EL OZONO?El equilibrio dinámico entre la creación y la descomposición de las moléculas de ozono depende de la temperatura, la presión, las condiciones energéticas y la concentración de las moléculas. El equilibrio se puede perturbar, por ejemplo, por la reacción de otras moléculas con las moléculas de ozono, produciendo la consecuente destrucción de estas últimas. Si este proceso de destrucción es rápido y la creación de nuevas moléculas de ozono es demasiado lento, como para reponer las moléculas destruidas, se perderá el equilibrio. Como resultado, disminuirá la concentración de las moléculas de ozono. Figura 25

Fig 25 Destrucción de la capa de ozono.

¿CUÁNDO SE VA A RECUPERAR LA CAPA DE OZONO?

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No existen previsiones exactas de cuándo se recuperará la capa de ozono. Los científicos presumen que la concentración de las moléculas de ozono en la estratosfera va a alcanzar niveles “normales” a mediados de este siglo, si todas las partes del Protocolo de Montreal y sus enmiendas cumplen con las obligaciones de eliminación.

EL EFECTO INVERNADEROEl efecto invernadero es un fenómeno atmosférico natural que permite mantener la temperatura del planeta, al retener parte de la energía proveniente del Sol. El aumento de la concentración de dióxido de carbono (CO2), proveniente del uso de combustibles fósiles, ha provocado la intensificación del fenómeno y el consecuente aumento de la temperatura global, el derretimiento de los hielos polares y el aumento del nivel de los océanos, ya que el calentamiento mayor se da en las latitudes altas. Los gases de la atmósfera son numerosos, sobresaliendo el metano (CH4), el óxido nitroso (N2O) y los clorofluorocarbonos (CFCs). El metano es producido principalmente por el ganado y los arrozales; el óxido nitroso, por las bacterias y fertilizantes. Los CFCs son famosos porque destruyen la capa de ozono (O3) estratosférica, que protege a la Tierra de la radiación ultravioleta, como ya se vio, pero también son responsables del efecto invernadero. Figura 26

Fig 26 El 70% de la energía solar es devuelta al espacio.

La superficie de la Tierra es calentada por el Sol. Pero ésta no absorbe toda la energía, sino que refleja parte de ella de regreso hacia la atmósfera. Alrededor del 70% de la energía solar que llega a la superficie de la Tierra es devuelta al espacio. Pero parte de la radiación infrarroja es retenida por los gases que producen el efecto invernadero, y se queda en la superficie terrestre.

Los CFCs dañan la capa de ozono y son gases de efecto invernadero que contribuyen al calentamiento global de la atmósfera, por lo cual es importante evitar su emisión a la atmósfera. El calentamiento global de la atmósfera puede provocar otras alteraciones en nuestro planeta, tal vez la más llamativa es la elevación del nivel del mar, calculada entre 30 centímetros y 1 metro, debido a las siguientes causas:

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La fusión parcial de los casquetes polares. La expansión térmica de los océanos (éstos se dilatan al calentarse).

Por tales motivos, el mar cubriría algunas regiones costeras bajas, provocando pérdida de terrenos cultivados o habitados, también demandaría ajustes en instalaciones portuarias, etcétera.

Tabla de de Gases Refrigerantes PAO Y PCG

4.2 Protocolo de Montreal

El 16 de septiembre de 1987, en la ciudad de Montreal, Canadá, 24 países y la Comunidad Económica Europea (CEE) firmaron el Protocolo de Montreal. Este acuerdo estableció las fechas y los programas para la eliminación de las sustancias agotadoras de la capa de ozono. Al reconocer el problema de naturaleza global, casi todos los países convocados a esa reunión, y que eran considerados como los mayores productores y consumidores de CFCs y halones en el mundo, firmaron el acuerdo.

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Al Protocolo de Montreal se le han hecho cuatro enmiendas: Enmienda de Londres. Enmienda de Copenhague. Enmienda de Montreal. Enmienda de Beijing.

A la fecha, son 189 los países que han firmado el Protocolo, que tiene como objetivo eliminar la producción y el uso de los CFCs en el año 2010 en países en desarrollo.

4.3 Programa país

ACCIONES PARA EL CONTROL DE SAOs EN NICARAGUA.Nicaragua accedió a la convención de Viena y el Protocolo de Montreal el 5 de marzo de 1993 y ratificó las enmiendas de Londres y Copenhague el 13 de diciembre de 1999.La Oficina Técnica del Ozono (OTO) del MARENA creada en el año 1998 es el punto focal del gobierno de Nicaragua para la aplicación del convenio de Viena y el Protocolo de Montreal.

Acciones: Conformada la Comisión Nacional del Ozono Se Incorporó en la Ley del medio Ambiente y Recursos Naturales (Ley 217) la

autoridad a MARENA para ejecutar las actividades relacionadas con la aplicación del Protocolo de Montreal en el país.

Decreto Ejecutivo 91-2000, de septiembre 2002, el cual contiene el “Reglamento para el Control de Sustancias que Agotan la Capa de Ozono”

Acuerdo Ministerial 26-2001, el cual establece los procedimientos administrativos para el registro de empresas importadoras de SAOs.

Implemento de proyecto de reconversión industrial con planta FOGEL de Nicaragua. Ejecución de talleres de Recuperación y Reciclado de Refrigerantes para el sector

de Aire Acondicionado Automotriz. (entregados equipos) Campaña de sensibilización sobre la problemática de la Capa de Ozono. Inicio del Plan de Capacitación en Buenas prácticas de Refrigeración y uso de

sustancias Drop in.

El Reglamento para el control de Sustancias que Agotan la Capa de Ozono establece:

Creación del registro de importadores y exportadores de SAOs, a través del Registro Nacional de Plaguicidas Sustancias Tóxicas y Peligrosas, administrado por el Ministerio Agropecuario y Forestal (MAGFOR)

Obligatoriedad de registro y autorización para la importación y exportación de SAOs. Prohibición de ingreso al país de equipos nuevos o usados que utilicen o contengan

CFC-12 ó CFC-11. Prohibición de ingreso al país de vehículos nuevos o usados que utilicen CFC-12

como gas refrigerante. Establecimiento de cuotas de importación de CFCs, sobre la base del calendario

nacional de eliminación. Obligatoriedad de identificación y etiquetado de SAOs

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5. Recuperación y reciclaje.

RECUPERAR. Significa remover el gas refrigerante en cualquier condición de un sistema y almacenarlo en un contenedor externo, sin analizarlo ni procesarlo.

RECICLAR. Es limpiar el gas refrigerante para volverlo a utilizar, retirándole el aceite, o haciéndolo pasar por múltiples dispositivos, tales como filtros deshidratadores, que reducen la humedad, la acidez y la presencia de sólidos. El término reciclar, usualmente se aplica a los procedimientos que se pueden implementar en sitio o en el taller de servicio.

REGENERAR. Es el reproceso del gas refrigerante hasta que alcance las especificaciones de un gas nuevo. Este proceso utiliza destilación. Se requiere de un análisis químico del gas refrigerante para determinar que alcanzó las especificaciones. El término regenerar implica el uso de procesos y procedimientos que solamente se pueden ejecutar en un equipo reprocesador o en la planta del fabricante.

RECUPERAR Y REUTILIZAR EL GAS SIN PROCESARLOEn algunos casos, el gas recuperado de equipos de refrigeración o aire acondicionado puede estar en buenas condiciones y no necesitar ser reciclado o regenerado. En estos casos se recupera el gas, se realiza la reparación del equipo y se vuelve a recargar el mismo gas recuperado.

RECUPERAR Y RECICLAR EN SITIOCuando la operación deficiente de un sistema de refrigeración indica que el refrigerante puede tener un mal desempeño, éste debe ser procesado para retirar contaminantes. Este proceso se puede hacer con una recuperadora-recicladora.

5.1 Métodos para recuperar gases refrigerantesEste proceso significa transferir el gas refrigerante, desde el sistema de refrigeración, hasta un cilindro para recuperar gas.

Existen dos formas de recuperar el gas refrigerante:

1. Recuperación en fase vapor.2. Recuperación en fase líquido.

5.1.1 Método activo

El método más común para remover el refrigerante de los sistemas es por medio de la unidad certificada de recobro independiente.

Recuperación en fase Gaseosa. Figura 27

Este procedimiento, por lo general es el más lento ya que el flujo de gas refrigerante es menor en fase gaseosa. En los grandes sistemas de refrigeración esto exige más tiempo que cuando se transfiere líquido.Se debe tener presente que las mangueras de conexión entre la máquina recuperadora, el sistema de refrigeración y el tanque recuperador deben ser de la longitud mínima

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posible, así como del diámetro interior máximo posible, con la finalidad de contribuir a aumentar el rendimiento del proceso.El refrigerante, en fase de vapor, es normalmente aspirado por la succión de la máquina recuperadora y, una vez condensado, es enviado al tanque recuperador.

Fig. 27 Recuperar gas en fase gaseosa.

RECUPERACIÓN EN FASE LÍQUIDA

Debido a que los compresores reciprocantes sólo pueden trabajar con gas refrigerante en fase gaseosa, es necesario evaporarlo todo y extraerlo del sistema antes de que llegue al compresor. Para evaporar el refrigerante que se encuentre en fase líquida en el sistema, es necesario agregarle calor, lo cual debe hacerse mediante prácticas seguras.

El refrigerante líquido puede ser recuperado por técnicas de decantación, separación o “push/pull” (succión y retroalimentación), con el consiguiente arrastre de aceite.

MÉTODO “PUSH/PULL” Figura 28Las operaciones de “push/pull” se llevan a cabo usando vapor del cilindro para empujar el refrigerante líquido fuera del sistema.Conecta una manguera desde el puerto de líquido de la unidad, cuyo refrigerante se requiere extraer, a la válvula de líquido en el tanque recuperador. Se conecta otra manguera desde la válvula de vapor del tanque recuperador a la entrada de la succión de la máquina recuperadora y, finalmente, se conecta una tercera manguera desde la salida o la descarga de la máquina recuperadora al puerto de vapor del equipo.

El tanque recuperador succionará el refrigerante líquido (movimiento pull) de la Unidad de Calefacción, Ventilación, Aire Acondicionado y Refrigeración (HVAC&R – Heating, Ventilation, Air Conditioning and Refrigeration) desactivada, cuando la máquina recuperadora haga disminuir la presión del cilindro. El vapor succionado del tanque recuperador por la máquina recuperadora será entonces empujado de vuelta (movimiento push), es decir, comprimido hacia el lado que corresponde al vapor en la unidad de HVAC&R desactivada.Una vez que la mayoría del refrigerante haya sido cargado del sistema al tanque recuperador, la maquina recuperadora comenzará a ciclar, controlada por su presostato de baja presión de succión, removiendo el resto del refrigerante en forma de vapor.

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Cuando la máquina de recuperación ya no continúe ciclando y se detenga por completo, eso indica que se ha recuperado todo el refrigerante posible del sistema.

Fig. 28 Recuperar gas en conexión Push/Pull.

RECUPERACIÓN EN FASE LÍQUIDA(Método pasivo)

5.1.2 Método pasivo

El compresor del sistema puede ser usado para sacar el refrigerante del sistema, para pasar el refrigerante de un componente a otro (tales como el receptor).

Es importante seguir las siguientes recomendaciones para remover el refrigerante sin dañar el compresor:

Utilizar un receptor de tamaño adecuado Utilizar recipientes de recobro adecuados Medir el peso del envase Seguir pasos adecuados para abrir y cerrar válvulas o controles Nunca exceda el peso neto máximo de la capacidad del envase.

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Fig. 29 Recuperación en fase liquido. (Método pasivo)

CILINDROS PARA RECUPERAR REFRIGERANTELos cilindros para recuperar refrigerante deben de cumplir con las especificaciones DOT. Los pequeños (13.6 Kg. y 22. Kg.) Están pintados de amarillo en el área del hombro del tanque (guarda de la válvula “Y”). El resto del cilindro debe ser de color gris. Sólo los cilindros para recuperar gas están identificados para utilizar refrigerantes usados. No utilizar cilindros diseñados para refrigerantes nuevos.

RELLENADO DE CILINDROSAntes de rellenar un cilindro se deben buscar signos de daños. No se debe de rellenar un cilindro deteriorado. Tampoco se debe rellenar un cilindro que ya caducó. No deben rellenarse cilindros con más de 5 años de uso. Figura 30Los refrigerantes en fase líquida, usada o recuperada, se expanden cuando son expuestos a altas temperaturas. Si el cilindro se sobrecarga, la expansión térmica del líquido puede romperlo.

Fig. 30 Componentes de un cilindro para recuperar refrigerante.

SEGURIDADDeben tenerse presentes las siguientes recomendaciones, cuando se trabaje con equipo para recuperar gas refrigerante: Figura 31

1. Utilizar cilindros para recuperar gas con la certificación DOT (Department Of Transportation). Estos cilindros se tienen que probar cada 5 años.

2. Utilizar cilindros vacíos y con un vacío de al menos 1000 micrones.3. No debe cargarse el cilindro más allá del 80% de su capacidad.4. No se deben de mezclar los refrigerantes.5. Se debe marcar el tipo del gas refrigerante contenido en el cilindro recuperador.6. Los cilindros deben manejarse con cuidado. No golpearlos contra el piso.7. NUNCA debe calentarse un cilindro con un soplete de flama abierta.8. Utilizar gafas y guantes para protección.

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Fig 31 Conexión de la maquina recuperadora.

EJERCICIOS DE AUTOEVALUACIÓN

Conteste las siguientes preguntas

1. Cuáles son las propiedades de un refrigerante ideal?

2. Describa la composición química de los siguientes refrigerantes

HCFCHFC

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3. Describa los siguientes refrigerantes

R134a

R22

R12

4. Describa los siguientes refrigerantes

R -502

R-507

5. Explique la tabla de presión temperatura

6. Explique como se destruye la capa de ozono

7. Explique los métodos de recuperación de refrigerante

UNIDAD III: ELEMENTOS DEL CICLO DE REFRIGERACIÓN POR COMPRESIÓN DE VAPOR.

Objetivos de la UnidadInterpretar las leyes de la termodinámica mediante elo estudio del ciclo de refrigeracion.

Explicar los diferentes procesos termodinámicos mediante el ciclo de refrigeracion

Analizar correctamente.un ciclo de refrigeración por compresión de vapor a través del estudio del diagrama de Mollier

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Verificar de forma clara y precisa. la capacidad de enfriamiento del sistema utilizando el diagrama de mollier

1. Componentes principales del ciclo de refrigeración

Los componentes indispensables para que el sistema de refrigeración funcione son:El evaporador, el condensador, el compresor, y el regulador de flujo Figura 32 que bien puede ser un tubo capilar o una válvula de expansión; con estos cuatro componentes integrados por la tubería, y con refrigerante, el sistema funciona y enfría.

1.1Evaporador

El evaporador es una superficie de transferencia de calor. El refrigerante durante su recorrido en el evaporador gana calor de los productos o el aire que circula a trevés de él. Como resultado de su ganancia de calor, el refrigerante es primero calentado hasta su punto de saturación y después es evaporado.

1.2 Compresor

Su función es la de incrementar la presión del refrigerante gaseoso que regresa del sistema, dando las condiciones requeridas para la condensación. El compresor recibe refrigerante a baja presión y alta temperatura y lo entrega a alta presión y alta temperatura.

Condensador

El condensador es una superficie de transferencia de calor. El calor del vapor refrigerante caliente pasa a través de las paredes del condensador para su condensación. Como resultado de su pérdida de calor hacia el medio condensante, el refrigerante es primero enfriado hasta su punto de saturación y después condensado hasta su fase de estado líquido. Los medios condensantes usados más comúnmente son el aire, el agua o una combinación de los dos.

Control de flujo

Su función es la de realizar la expansión del refrigerante, disminuyendo la presión al refrigerante lo que luego le permite su cambio de estado líquido a gaseoso. El elemento de expansión recibe refrigerante a alta presión y baja temperatura y lo entrega a baja presión y baja temperatura al evaporador.

Estos cuatro elementos van unidos entre sí por tuberías, dichas tuberías se denominan líneas del circuito, las cuales son:

Línea de baja presión, aspiración, retorno o succión: Comprendida entre la salida del evaporador y la entrada del compresor.

Línea de descarga: Comprendida entre la salida del compresor y la entrada del condensador.

Línea de líquido: Comprendida entre la salida del condensador y la entrada del control de flujo.

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Fig 32 Elementos del ciclo básico de refrigeración por compresión de vapor.

2. Diagrama de mollier

2.1 Definición

Lo podemos definir como una representación gráfica, o sea, un mapa donde están representadas las propiedades de un fluido, en la que la entalpía constituye una de las coordenadas. Figura 33Además de contener las líneas correspondientes al líquido y vapor saturado, el diagrama posee trazos para representar la temperatura, la entropía, el volumen específico y la calidad del líquido, cálculos que se tienen que hallar matemáticamente.

Fig 33 Diagrama de mollier del refrigerante R-134A.

2.2 Propiedades constantes

PUNTO CRÍTICO:

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Es el punto más alto de la campana, en este punto por mucho que se incremente la presión ya no es posible condensar.

ENTALPIA.Contenido de calor de 1 Kg de refrigerante.

Líneas de entalpía: Son líneas verticales en las que el refrigerante tiene el mismo calor, sea cual sea su estado, reciben el nombre de isotentálpicas. En el sistema SI las unidades empleadas son Kj/Kg y en el sistema ingles el BTU/LB.

LINEA DE PRESION CONSTANTE:Las líneas horizontales corresponden a las presiones absolutas. (Pre. Absoluta=Pre. Manométrica + Pre. Atmosférica).Las unidades de medida más utilizadas son el BARa o el PSIa (1bar=14.5Psi).En el lenguaje técnico a estas líneas horizontales se les llama abcisas, y al efectuarse los cambios de estado a presión constante tanto en el condensador como en el evaporador reciben el nombre de isóbaras.

LINEA DE TEMPERATURA CONSTANTE: Reciben el nombre de isotermas. En la zona de líquido se aproximan mucho a la vertical, y no se suelen representar en el diagrama, mientras que en la zona de líquido-vapor se superponen a la isóbara correspondiente, debido a que el cambio de fase se hace a una temperatura y presión constante (pasan a ser líneas horizontales). En la zona de vapor, las isotermas empiezan a descender de forma asintótica. La unidad empleada en el SI es el ºC y en el sistema ingles el ºF.

LINEAS DE VOLUMEN ESPECÏFICO CONSTANTE:Este dato nos permitirá conocer el volumen que ocupa un Kg de refrigerante que ya está totalmente evaporado, bajo unas condiciones de trabajo específicas.La unidad más empleada para el volumen específico es el m3/Kg y el pie³/lb.Las líneas de volumen constante reciben el nombre de isocoras.

LINEAS DE ENTROPIA CONSTANTE:Indican el estado del cuerpo en cada punto de la evolución. En el caso de la compresión, el cociente entre el aumento de calor debido al trabajo de la compresión adiabática y el calor aportado por el trabajo real de compresión, recibe el nombre de rendimiento indicado o isoentrópico.El término de entropía se utiliza cuando el vapor se comprime, y no se añade ni libera calor al exterior. Cuando la entropía es constante, el proceso se denomina adiabático.Es práctica común dibujar la línea de compresión a lo largo de una línea de entropía constante o paralela a ella.La unidad de medida que se utiliza es el Kj / (Kg K) y BTU/(LB R).

LINEA DE LÍQUIDO SATURADO:Son las que delimitan la denominada campana. En la línea de líquido saturado solo hay líquido al 100% (en estado de equilibrio), a la temperatura de saturación que le corresponde, de acuerdo con la presión a la que está sometido. De forma que la más ligera adición de calor provocará la aparición de la primera burbuja.

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LINEA DE VAPOR SATURADO.En la línea de vapor saturado solo hay vapor al 100%, en estado de equilibrio, de forma que la más pequeña sustracción de calor provocará la aparición de una gota de líquido

LINEA DE CALIDA: Unen los distintos puntos que tienen el mismo porcentaje de vapor dentro de la campana, así la línea 0.20 por ejemplo significa que el 20% en peso del refrigerante está en estado vapor.

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Punto critico

Línea de entalpiaValores de volumen especifico

Fig 34 Trayectoria de las diferentes líneas de propiedades constantes en el diagrama.

3. Descripción de los procesos termodinámicos

Los procesos termodinámicos son cuatro:

1. Evaporación.2. Compresión. 3. Condensación. 4. Expansión.

Evaporación

Es el cambio de estado que pasa el refrigerante líquido que llega al evaporador, a causa de la transferencia de calor de los productos o el medio a enfriar.

3.2 Compresión

Es el trabajo que realiza el compresor para elevar la presión y temperatura del refrigerante, en la cámara de compresión (cilindro).

3.3 Condensación

El compresor descarga el refrigerante a alta presión y con alto contenido de calor al condensador donde sede calor al medio condensante y el refrigerante cambia de fase gaseosa a líquida.

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Línea de presión constante

Valores de entalpiaValores de temperatura

Línea de cálida constante

Línea Y valores de entropía

Línea de líquidosaturado

Zona de líquido

Zona de vapor

Línea de vapor saturado

Línea de temperatura

3.4 Expansión

El control de flujo dosifica el líquido refrigerante, fragmentándolo en forma de rocío y hace caer la presión del refrigerante que alimenta al evaporador.

4. Ciclo teórico de refrigeración

El ciclo ideal se supone, asimismo, que no ocurren otros efectos en las tuberías entre los diferentes dispositivos. Esto es, no solamente disminuye, la presión en la tubería, sino que tampoco ocurre intercambio de calor con el medio circundante, conforme el refrigerante fluye a las tuberías. Figura 35

El ciclo consiste de cuatro procesos identificados como A-B, B-C, C-D y D-A.

Línea Proceso termodinámico Equipo donde ocurreA-B Entalpia constante Control de flujoB-C Presión constante EvaporadorC-D Entropía constante CompresorD-A Presión constante Condensador

Fig 35 Ciclo ideal por compresión de vapor en el diagrama p-h.

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A

B C

D

EL PROCESO EN EL CONTROL DE FLUJO A - B (entalpia constante).El proceso del ciclo ideal a trevés del control de flujo es un proceso de entalpia constante.La línea A-B del proceso es, por lo tanto, una línea vertical (sin cambio de entalpia) se baja hasta la presión de evaporación, correspondiente a la temperatura de evaporación.

EL PROCESO EN EL EVAPORADOR B – C (a presión constante).El proceso del ciclo ideal a través del evaporador, es un proceso a presión constante.La línea de proceso B - C en el evaporador es, por consiguiente, una línea horizontal (a presión constante) y dirigida hacia la derecha, puesto que el refrigerante gana calor y aumenta su entalpia. El aumento de la entalpia del refrigerante en el evaporador se conoce como efecto de refrigeración, (E.R) y se expresa en Btu/lb o kj/kg. Representa asimismo la cantidad de calor removido del medio que debe enfriar.

E.R = efecto de refrigeración. hc = entalpia del refrigerante a la salida del evaporador en Btu/lbhb = entalpia del refrigerante a la entrada del evaporador en Btu/lb

FLUJO MÁSICO DEL REFRIGERANTE.El flujo másico que circula a través de un sistema con el fin de producir una capacidad dada de refrigeración, se puede hallar como se indica.

m = flujo másico en lb/min por toneladas Q = capacidad de refrigeración del sistema en Btu/minE.R = efecto de refrigeración en Btu/lb

EL PROCESO EN EL COMPRESOR.El proceso del ciclo ideal a través del compresor, es un proceso a entropía constante (isentropico). La línea C – D del proceso a entropía constante, se traza una línea de entropía constante desde el punto C, que corresponde a la entrada al compresor y el punto D corresponde a la condición de salida del compresor, se localiza en la intersección de las líneas de entropía constante y de presión constante.

EL CALOR DE COMPRESION (C.C)Se define como el aumento de la entalpia del refrigerante como resultado de la compresión.

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W = trabajo de compresión en Btu/lbhd = aumento de la entalpia del refrigerante en el compresor en Btu/lbhc = entalpia del refrigerante a la salida del evaporador en Btu/lb

POTENCIA TEORICA REQUERIDA POR EL COMPRESOR.Es la cantidad de potencia necesaria para accionar el compresor, que determina el trabajo requerido. Esta potencia se pude hallar a partir del trabajo de compresión y el flujo másico.

P = potencia teórica requerida por el compresor en Btu/min por toneladaW = trabajo de compresión en Btu/lbm = flujo másico en lb/min por tonelada

Expresada en hp o kw.

DESPLAZAMIENTO TEÓRICO REQUERIDO POR EL COMPRESOR.Al volumen de gas que el compresor debe ser capaz de manejar en el ciclo ideal, se le llama desplazamiento teórico del compresor.Por lo general, el flujo volumétrico se calcula a la entrada de succión del compresor.

V t = desplazamiento teórico del compresor en pie³/min v = volumen especifico del refrigerante en la succión del compresor, en pie³/min m = flujo másico del refrigerante en lb/min

EL PROCESO EN EL CONDENSADOR (hd-ha)El proceso del ciclo ideal a través del condensador, es un proceso a presión constante.La línea de proceso D - A en el condensador es una línea horizontal en el diagrama p-h, dirigida de derecha a izquierda.El calor rechazado (C.R) se define como la cantidad de calor removido por libra de refrigerante, en el condensador.

C.R.= calor de rechazo del condensador.hd =aumento de la entalpia del refrigerante en el compresor en Btu/lb

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ha= entalpia del refrigerante en la entrada del control de flujo.

POTENCIA DEL CONDENSADOR.La cantidad de calor de rechazo del condensador (Qc) en Btu/min se obtiene mediante la ecuación.

Qc= potencia del condensador Btu/min.hd-ha= calor de rechazo del condensador.m = flujo másico del refrigerante en lb/min

POTENCIA DEL EVAPORADOR.La cantidad de calor que gana el refrigerante en el evaporador (Qe) en Btu/min se obtiene mediante la ecuación.

Qe= potencia del evaporador Btu/min.hc-hb= calor obtenido en el evaporador.m = flujo másico del refrigerante en lb/min

COEFICIENTE DE RENDIMIENTO (CDR).Relaciona la energía entregada o absorbida por un sistema con respecto a la energía térmica equivalente que se necesita proporcionar al compresor en la compresión del refrigerante.

CDR = coeficiente de rendimiento.E.R = efecto de refrigeración.C.C = calor de compresión.

5. Ciclo real de refrigeración

En el ciclo real, ocurren caídas de presión en las tuberías, entre los diferentes dispositivos no solamente disminuye la presión en la tubería, sino que ocurre intercambio de calor con el medio circundante, conforme el refrigerante fluye a las tuberías, por ejemplo, sobrecalentamiento en el evaporador en la línea de succión y su enfriamiento en la línea de líquido.

SOBRECALENTAMIENTO.Son los grados de temperatura adicionales que el vapor de refrigerante adquiere sobre la temperatura de evaporación del líquido. Esto significa que a partir de donde se termina el líquido empieza a sobrecalentarse el vapor. Si se observa se incrementa el volumen del refrigerante a la entrada del evaporado y la temperatura en la línea de descarga se aumenta. Figura 36

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Figura 36 Se grafica en el diagrama el sobrecalentamiento.

SUBENFRIAMIENTO:

Abarca desde el subenfriamiento del condensador con 100 % líquido saturado hasta el dispositivo del control de líquido del sistema (válvula de expansión, tubo capilar, etc.)

Esto significa que el subenfriamiento se incluye el del condensador, y el de cualquier otro subenfriamiento que tenga lugar después de este, se puede subenfriar en el recibidor, en el filtro secador, tubería o línea de líquido, etc. hasta el dispositivo de control de líquido. Figura 37

Subenfriamiento = ha - ha´

Fig 37 Se grafica en el diagrama el subenfriamiento.

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A

B C

D

C´

D´

A´

B´

A

B C

D

6. Análisis de una instalación frigorífica

Realizar el análisis de instalación frigorífica por compresión de vapor, el cual utiliza R-22 que opera con una temperatura de evaporación de 22°F y 120°F de condensación el refrigerante sale del evaporador como un vapor saturado.

Determinar:

1. El efecto de refrigeración en Btu/lb.

2. El flujo másico en lb/min.

3. El calor de compresión en Btu/lb.

4. El calor de rechazo en Btu/lb.

5. Potencia teórica del compresor.

6. Desplazamiento teórico del compresor en pie³/min.

7. Potencia del condensador.

8. Potencia del evaporador.

EJERCICIO DE AUTOEVALUACIÓN

1. Explique eL diagrama de Molier enfatizando en las diferentes líneas

2. Cuáles son los elementos del ciclo de Refrigeración?

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3. Explique los procesos termodinámicos en la refrigeración

4. En qué consiste el desplazamiento teórico requerido por el compresor?

5. En qué consiste el Ciclo real de Refrigeración?

GLOSARIO

Temperatura: Es una propiedad de la materia que determina la cantidad de energía de un cuerpo.

Escalas de temperatura:Las más usadas son la Celsius y la Fahrenheit. °C = (°F - 32)/1.8 °F = 1.8 °C + 32 °R = °F + 460 °K = °C + 273

Presión:Es la fuerza por unidad de área que ejerce un gas sobre una superficie.

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Unidades de presión: Las más comunes son los psi, las atmósferas y los milímetros de mercurio. 1atm = 14.7psi = 760 mmHg.

Presión barométrica:Es la fuerza ejercida por la atmósfera. Su valor al nivel del mar es 14.7 psi.

Presión absoluta:Es la presión indicada por un manómetro, adicionándole la presión barométrica. Calor:El calor es energía en tránsito de un cuerpo a otro como resultado de una diferencia de temperaturas entre ellos.

Conducción: Ocurre cuando la energía es transmitida por contacto térmico directo entre dos cuerpos.

Convección:Ocurre cuando el calor se desplaza de un lugar a otro por medio de corrientes establecidas mediante un medio que fluye.

Radiación: Ocurre cuando la energía es transmitida de un cuerpo a otro sin necesidad de la intervención de la materia.

Calor sensible: Es la energía térmica que produce un cambio en la temperatura de la sustancia.

Calor latente: Es la energía térmica que produce un cambio en la fase de la sustancia.

Evaporación:Fenómeno por el cual una sustancia en estado líquido pasa al estado gaseoso. En este cambio de estado la sustancia requiere energía, la cual absorbe del medio que la rodea, es por esto que este se enfría.

Condensación:Fenómeno por el cual una sustancia en estado gaseoso pasa al estado liquido. La condensación de un vapor ocurre de varias formas: Al extraer calor del vapor, aumentado la presión del vapor o ambas

Refrigerante:En cualquier proceso de refrigeración, la sustancia empleada para absorber calor o agente de enfriamiento, se llama refrigerante.

PROTOCOLO DE MONTREAL:

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Protocolo del convenio de Viena, firmado en 1987, en el que las partes se comprometen a tomar medidas concretas para proteger la capa de ozono mediante el congelamiento, reducción y eliminación de la producción y el consumo de sustancias controladas.

RECICLAR GAS REFRIGERANTE:Reducción de los contaminantes presentes en los refrigerantes usados, mediante la separación de aceite, la extracción de condensables y la utilización de dispositivos, como por ejemplo filtros secadores para reducir la humedad, la acidez y todo material presente en forma de partículas (definición ISO 11650).

RECUPERACIÓN DE GAS REFRIGERANTE:Extracción de un refrigerante, en el estado físico en que se encuentre en un sistema (vapor, líquido o mezclado con otras sustancias), para almacenarlo en un recipiente externo (definición ISO 11650).

REGENERACIÓN DE GAS REFRIGERANTE:Reprocesamiento de un refrigerante usado, de modo que el producto obtenido cumpla con las especificaciones de un refrigerante nuevo. Se requiere un análisis químico para determinar que el refrigerante cumple con las especificaciones adecuadas. La identificación de contaminantes y el análisis requerido se deben especificar en las normas nacionales o internacionales, relativas a las especificaciones para productos nuevos.

Método activo:El método más común para remover el refrigerante de los sistemas es por medio de la unidad certificada de recobro independiente.

Método pasivoEl compresor del sistema puede ser usado para sacar el refrigerante del sistema, para pasar el refrigerante de un componente a otro (tales como el receptor).

Componentes principales del ciclo de refrigeración.El evaporador, el condensador, el compresor, y el regulador de flujo que bien puede ser un tubo capilar o una válvula de expansión; con estos cuatro componentes integrados por la tubería, y con refrigerante, el sistema funciona y enfría.

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Diagrama de mollier:Lo podemos definir como una representación gráfica, o sea, un mapa donde están representadas las propiedades de un fluido refrigerante.

Punto crítico: Es el punto más alto de la campana, en este punto por mucho que se incremente la presión ya no es posible condensar.

Entalpia.Contenido de calor de 1 Kg de refrigerante.

Línea de presión constante:Las líneas horizontales corresponden a las presiones absolutas. (Pre. Absoluta=Pre. Manométrica + Pre. Atmosférica) reciben el nombre de isóbaras.

Línea de temperatura constante:Reciben el nombre de isotermas. En la zona de líquido se aproximan mucho a la vertical, y no se suelen representar en el diagrama, mientras en la zona de vapor, las isotermas empiezan a descender de forma asintótica. La unidad empleada en el SI es el ºC y en el sistema ingles el ºF.

Líneas de volumen específico constante:Este dato nos permitirá conocer el volumen que ocupa un Kg de refrigerante que ya está totalmente evaporado, bajo unas condiciones de trabajo específicas.

Entropía:El término de entropía se utiliza cuando el vapor se comprime, y no se añade ni libera calor al exterior. Cuando la entropía es constante, el proceso se denomina adiabático.Es práctica común dibujar la línea de compresión a lo largo de una línea de entropía constante o paralela a ella.

Línea de líquido saturado:Son las que delimitan la denominada campana. En la línea de líquido saturado solo hay líquido al 100%.

Línea de vapor saturado.En la línea de vapor saturado solo hay vapor al 100%. Línea de calida:Unen los distintos puntos que tienen el mismo porcentaje de vapor dentro de la campana.

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BIBLIOGRAFÍA

1. MANUAL DE REFRIGERACION BASICA.PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DE VALPARAISO.

2. BUENAS PRÁCTICAS EN SISTEMAS DE REFRIGERACIÓN.CHILE.

3. Buenos Procedimientos en Refrigeración-Manual de Instrucción: Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente, División de Industria y Ambiente, (PNUMA-IA), Primera Edición.

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