Fundamentos de Refrigeración

1. Fundamentos de Refrigeración
Fundamentos de Refrigeración
Material de Educación Básica
Módulo 1

2. Por qué refrigerar ?
Para proteger los alimentos contra:
• Microorganismos
• Bacterias
• Descomposición química
Para mantener el aire fresco
• Crear condiciones de confort

3. Sistema de Refrigeración:
necesidades
1000000 Crecimiento bacteriano
• refrigeración
100000
• disminuye la
proliferación 10000
Cantidad
de micro- 1000
organismos
100 30°C
• reduce la 25°C
destrucción 10
20°C
de la comida 1 18°C
15°C
0,1
0 10 20 30 40
Tiempo en horas

4. Fundamentos de Refrigeración
• Enfriamiento evaporativo
• Refrigerantes
• Diagrama de Molliere
• Sistema de
Refrigeración

5. Enfriamiento evaporativo: historia
• Egipto >1000 a.C.
• Agua para beber
• poros en la cerámica de la vasija
• el agua se evapora en la superficie
• tejados de las casas
• al aire seco evapora bajando la
temperatura de las tejas
• evaporación superficial
• a veces en las capas de hielo

6. Enfriamiento evaporativo: natural
• Cuerpo humano
• sudor
• permite temperatura
corporal inferior a la
temperatura ambiente
• Plantas
• evaporan 10 veces el
agua que necesitan
• mantienen el ambiente
estable

7. Enfriamiento evaporativo: proceso
• Evaporación
• fuera del recipiente
• parte del líquido sale
• Transporte de calor
• alto calor de evaporación
• buen contacto térmico
• enfriamiento efectivo
?
• ¿Como conseguir la
continuidad en este
proceso?

8. Enfriamiento evaporativo: ebullición
200
150
Temperatura en °C
100
50
0 liquido 2 fases vapor
Tiempo de calentamiento
• Temperatura constante
• calor de evaporación
• presión constante = temperatura constante

9. Refrigerantes: Puntos de ebullición
Refrigerante Temp ebullicion Comentarios
R 718 +100 °C Agua
R 600a -11.7 °C iso-Butano
R 717 -33.3 °C Amoniaco
R 290 -42.1 °C Propano
R 11 +23.8 °C CFC
R 12 -29.8 °C CFC
R 13 -81.4 °C CFC
R 22 -40.8 °C H- CFC
R 500 -33.5 °C CFC
R 502 -45.4 °C CFC
R 134a -26.1 °C CFC sustituye a R 12
R 125 -48.6 °C CFC sin mezcla / sustituye R 502
R 32 -51.8 °C CFC sin mezcla
R 404A -45.8 / -46.6 °C CFC sustituye a R 22 / R 502
R 407C -36.7 / -43.8 °C CFC sustituye a R 22 en AC
R 410A -51.5 / -51.6 °C CFC nuevo para AC
R 507 -47.1 °C CFC sustituye a R 22 / R 502

10. Refrigerantes: punto de ebullición
• Presión de vapor 89°C
3000 m
• punto de ebullición diferente
• +89 °C
• a 675 mbar
• 3000 m sobre el nivel del mar
• punto de ebullición normal
• +100 °C 100°C
• a 1013 mbar
• presión a nivel del mar
Nivel
del mar

11. Refrigerantes: presiones de vapor
25
Vapour de vapor en bar
20 R12
Presión pressure in bar
R134a
15 R600a
R290
R404A
10
R407C
R410A
5
0
Temperatura en °C
Temperature in °C

12. Refrigerantes: presiones de vapor
Presión de vapor en bar
25
20 R12
R134a
Vapour pressure in bar
15 R600a
R290
R404A
10
R407C
R410A
5
0
Temperatura°C °C
Temperature in
en
Manómetro
Regla de refrigerante

13. Punto de ebullición del agua
Temperatura
2 bar
Líquido
120 C Vapor
100 C 1 bar
Líquido
+ Vapor
80 C 0.47 bar
Calor
Entalpia

14. Diagrama de fases
Refrigerantes
6.2 bar = 160 ºC
Pressión
2 bar = 120 ºC
Liquido Liquido + Vapor Vapor
Q
0.47 bar = 80ºC
1 bar = 100 ºC

15. Refrigerantes: diagrama de trabajo
• Diagrama de Molliere ( diagrama h,
log p )
• presión ( p )
• temperatura ( t )
• entalpia ( h o i )
• contenido energetico especifico
• calor de evaporación
• otros valores
• entropía, volumen especifico ...

16. Diagrama de Molliere

17. Diagrama de Molliere

18. Sistema de Refrigeración: principio
Sumidero caliente
• Máquina de refrigeración Ambiente
• saca calor de una fuente fria (p. .
e. frigorífico) Q
• transporta calor a un sumidero
caliente (p.e. al ambiente)
• eleva la temperatura RM
• Necesita un aporte de energía P
para el transporte .
Q
Fuente fría

19. Sistema de Refrigeración:
flujo de calor
• El refrigerador se debe 50 natural heat flow
mantener a + 5º C RM
• Flujo natural de calor:
temperature in °C
25
• de calor a frío
• desde el ambiente al frigorífico
• desde el frigorífico al 0
evaporador
• desde el condensador al
-25
ambiente
ambient
ambient
evaporator
condenser
fridge
• Máquina de refrigeración
• bombea calor
• del evaporador al condensador

20. Sistema de refrigeración: proceso
• evaporador ( 1 )
• baja temperatura
.
• baja presión Q
• condensador ( 2 ) 2
• alta temperatura
• alta presión
• tubo capilar ( 3 ) P
• “estrangulación”
3
• mantiene la diferencia de
presión
4
• compresor ( 4 )
• bombeo de refrigeración . 1
Q

21. Sistema de refrigeración sencillo
Lado de alta presión Lado de baja presión
Compresor
Condensador Evaporador
Sistema expansor

22. Sistema de refrigeración sencillo
Condensador
Válvula expansión Cede calor al ambiente
Aumenta la presión
Enfria el aire / agua
Reduce presión Compresor
Evaporador

23. Ciclo refrigeración
Recipiente
Condensador
Presión
Compresor
Entalpia
Evaporador