sistemas de produccion de frio (1)

7/25/2019 Sistemas de Produccion de Frio (1)

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FRO Y SISTEMAS DEPRODUCCIN DE FRO


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Introduccin

A la transmisin de calor desde un medio fro a

otro ms caliente se le conoce comoProduccin de Fro perosiempre cuando la temperatura de aQul se

mantenga por debajo de la de su medio

ambiente.

Es decir, producir fro o refrigerar consiste en laextraccin de calor de un determinado medioy el mantenimiento de esta temperaturaconseguida inferior a la ambiente.

Refrigeracin: rama de la ciencia Que estudia losprocesos de reduccin y mantenimiento de unespacio o material por debajo de la temperatura

del ambiente Que lo rodea.


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Antecedentes histricos

Hombres prehistricos guardaban entre hielo los animales caados yromanos encerraban nie!e en grandes grutas.

"iglos #$$ y #$$$ %hinos y rabes citan en sus escritos las meclas

frigorficas.

"iglos #&$ y #&$$, numerosos los intentos de producir fro de forma

artificial '(imora, )orta, *oyle, %ullere, +araday, etc.

-// 00 hallago fortuito de un mamut perfectamente conser!ado entre lanie!e en "iberia, hace renacer el inters por producir de alg1n modo froartificial. 00 $ntentos, ya a ni!el industrial o semi2industrial.

-345 00 )er6ins consigue una mQuina frigorfica con ter. -347 00 8hilorier produce nie!e carbnica por e9pansin del cido

carbnico lQuido.

orrie y fiindhausen construyen mQuinas frigorficas Que trabajan con

aire atmosfrico.

-37 00 %arr construye una mQuina frigorfica se basa afinidad del

agua por el amonaco.

-3;7 00 %harles 8ellier, construye la primera mQuina de compresin

utiliada con fines industriales, utiliando ter metlico.

A partir de este momento los progresos son constantes.

-37 00 )ictet construye una mQuina de compresin de anhdridosulfuroso,


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Antecedentes - Aplicaciones

%onser!acin de alimentos, principalmente los de origen!egetal y crnico, se proyect rpidamente a todo el

mbito de la industria agroalimentaria,conser!acin

refrigerada y congelacin.

$ntroduccin en procesos de fabricacin y mejora en laindustria de las bebidas.

Acondicionamiento bioclimtico tanto de personas como de

animales, $ngeniera %i!il en aplicaciones tales como

enfriamiento del hormign, o en la congelacin de

terrenos acuferos.

En las industrias metal1rgicas, mecnicas, Qumicas, etc.,sus aplicaciones abundantes utilindose en operaciones de

ensamblaje industrial, fabricacin de o9geno lQuido.

%ampo de la medicina y farmacologa as como en


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AAppllicaciones dell fro a llas industrias agrarias ytrmica


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Sistemas de pproduccin de fro

Los sistemas empplleados ppara elliminar ell callor cedido all foco fro sebasan en pproppiedades muy diferentes, tanto qumicas como fsicas.


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Sistemas de pproduccin de fro !"#I$S %&'!I($S

!ediosQumicos

)ropiedad Que de ciertas sales de disol!erse en

determinados lQuidos con absorcin de calor del medio

Que las rodea.


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Sistemas de pproduccin de fro !edios %umicos

Mezclas refrigerantes


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Sistemas de pproduccin de fro !edios fsicos

AAtendiendo all pprincippio b)sico que pproduce ell fro*


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Fusin del

hielo )ropiedad Que tienen los cuerpos de absorber calor para

pasar de estado slido a lQuido. %ada unidad de masaabsorbe, una cantidad de calor constante e igual a sucalor latente de fusin.

"e eligen sustancias o meclas de sustancias Queposean baja temperatura de fusin. @ormalmente seutilia hielo o bien las denominadas solucioneseutcticas.

El hielo a B% al licuarse a agua a la mismatemperatura absorbe 3 CcalD6g 'calor latente de fusin,siendo el slido de mayor calor latente de fusin. Estecalor lo absorbe del aire ms caliente en contacto con l,con lo cual el aire se enfra y puede ser utiliado a su!e, para refrigerar los alimentos.


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Fusin !e "ezclas refrigerantes

Utiliacin de hielo est limitada, para la obtencin de bajastemperaturas, debido a su punto de fusin, no losuficientemente bajo para ciertos casos.

En el caso de una mecla de sal y agua, su punto decongelacin ser inferior a B%. Usando la fusin del hielo

junto con una disolucin de sal marina en el agua pro!enientede la fusin, se pueden obtener temperaturas inferiores a 2EEB%.

Estas meclas se congelan para poder utiliarlas, puedenreutiliarse.

%alor latente de fusin de estas meclas puede oscilar

entre 7 F 6calD6g.


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Sublimacin

%alor latente de sublimacin: paso

directamente del estado slido al !apor.


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+aporizacindirecta

Un lQuido con muy bajo punto de ebullicin apresin atmosfrica, es !aporiado de modotal Que permita apro!echar su calor latente de!aporiacin y posteriormente, el gas producidoes eliminado a la atmsfera.

"e utilian gases no t9icos.

eneralmente se emplea el nitrgeno lQuido,

tambin %=E lQuido 'transporte frigorfico.


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"istemas continuos de produccin de fro

*asados tambin en la absorcin por un lQuidodel calor latente de !aporiacin para pasar al

estado de !apor.

&aporiacin indirecta, diferencindose de los de!aporiacin directa en Que el sistema de produccin defro empleado necesita para su funcionamiento unaporte de energa e9terior adems del calor e9istenteen el medio a enfriar. "e diferencian adems, en Que

el fludo !aporiado se recupera para su nue!autiliacin en circuito cerrado.

8odos los sistemas basados en la !aporiacin indirecta,tienen en com1n Que el fluido frigorgeno lQuido se!aporia a baja presin, y se diferencian entre ellos,precisamente en la forma en la Que se realia laaspiracin de los !apores formados en la !aporiacin.


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Instalaciones frigorcas de compresin simple

%onsta de un compresor, un condensador, un e!aporador, una !l!ula de

regulacin y las tuberas de unin de todos los elementos.

En el e!aporador, el fludo frigorgeno se !aporia, tomando calor del medio Que lo en!uel!e y enfriando dicho medio.


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Funcin !e l#s c#"$#nentes


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efrigeracin por absorcin


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efrigeracin por adsorcin

%omo adsorcin se conoce la capacidadQue tienen algunas sustancias deadsorber y retener dentro de suestructura morfolgica a molculas de

otras sustancias, en una especie deHtrampa labernticaH donde la molculaH!isitanteH se introduce espontneamente,pero luego no puede salir y Quedaretenida. eneralmente un calentamientoposterior, hace Que la molcula retenidase libere y el elemento adsorbedorQuede HlimpioH.

I utiliadas: carbn !egetal acti!ado,

las eolitas, las tierras de

diatomeas y otras.


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Eyeccin


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"istemas de produccin de fro sin

cambio de estado del fludo

Estos sistemas se basan en la compresin ye9pansin de un fludo, generalmente

aire, sin Que se produca cambio de

estado, obteniendo el enfriamiento en la

e9pansin adiabtica del fluido, la cual

puede ser re!ersible o irre!ersible.


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Quina de aire fro

En las mQuinas de aire fro seutilia la propiedad Que tienen losgases comprimidos, de producir

unadisminucin importante de la

temperatura, cuando se les

e9pande tras haber sido

enfriados.

"e componen esencialmente de un

compresor para comprimir el aire,Que se calienta al mismo tiempo,de un enfriador por circulacin o

pul!eriacin de agua y de une!aporador situado en el local arefrigerar. En el caso de lasmQuinas de aire, se utilia el calorespecfico del aire, Que espeQueJo 'G4 6calDm4B%.

Kebido a esto, es necesario hacer


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Efecto LouleF

8hompson

Kicho efecto est

basado en la

e9pansin adiabtica

irre!ersible de un

gas a tra!s de

una pared porosa.


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Sistemas basados en efectos esppecialles

"fecto termoel!ctrico "efecto Peltier#$

"e produce en el punto de unin de dos metales Que

forman un circuito recorrido por una corriente elctrica.


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Efecto magnetotrmico

%onsiste en producir fro

mediante la desimantacin de

una sal paramagntica.

"e sit1a una sal paramagntica

'compuesto capa de ser atrado

por un imn entre los polos de

un electroimn, rodeado de un

fludo Que asegure el contacto

trmico, y de helio lQuido.

"e elimina seguidamente el fluidotrmico mediante bombeo y sehace el !aco en el lugar Queocupaba.

Al retirar el imn la salparamagntica se desimanta y sutemperatura desciende hasta losG4 C o incluso a temperaturas


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Efecto magnetotrmico Felctrico

%uando un conductorrecorrido por una corrientecontinua de intensidad $se coloca en un campo de

induccin magnetica cuyadireccin es normal a lacorriente, se establece, enel conductor, un gradientede temperaturas seg1n lanormal com1n a las

direcciones de la corrientey del campo.

Una de las caras delconductor absorbe calor y

la otra lo desprende.


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Efecto torbellino

Al introducir aire comprimido en el interior de un cilindro, deforma tangente y a la !elocidad snica, se crea en el interior dela cmara un mo!imiento circular ciclnico. Este mo!imientoorigina una depresin en la ona cercana al eje del cilindro ycomo consecuencia una e9pansin del aire en esta ona, con elconsiguiente enfriamiento del mismo.

)or el contrario en la periferia se produce una sobrepresin del

aire y por lo tanto, un calentamiento de ste.

El apro!echamiento frigorfico se realia e9trayendo el airecercano al eje central y conducindolo al recinto a refrigerar.

$gualmente puede conseguirse aire caliente. El rendimiento esmuy bajo.


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"amuel onle *rantuas

"amuel.gonale-Nrai.

usc.es

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