2. MÉTODOS DE PRODUCCIÓN
DE FRÍO

3. Como se produce ?
• Métodos naturales
• Métodos artificiales

4. Enfriamiento natural
•
•
•
•
Radiativo
Conductivo
Convectivo
Efectos combinados.

5. Enfriamiento radiativo
ES = εS σ T4S
EA = ε A σ T4A
SUPERFICIE
SUPERFICIE

6. Sistema de acondicionamiento de aire
utilizando el enfriamiento radiativo
RADIADOR NOCTURNO
V
E
N
T
I
L
A
D
O
R
I
N
T
E
R
C
A
M
B
I
A
D
O
R
ALMACEN
AIRE CALIENTE
DE AGUA
FRÍA

7. Enfriamiento evaporativo
El agua se filtra por los poros de la arcilla y en
contacto con el ambiente exterior se evapora,
produciendo un enfriamiento. La clave del
enfriamiento está en la evaporación del agua.
El proceso es muy simple cuando el agua se evapora
necesita energía para que se produzca el cambio de
estado de líquido a vapor Esa energía puede tomarla
.
del ambiente, pero también del propio sistema (el
agua). Así cuando se evapora una parte de agua
extrae energía del sistema y el agua remanente, por
tanto, disminuye la temperatura.
El grado de enfriamiento depende de varios factores, fundamentalmente del agua
que contenga la vasija de barro y de las condiciones ambientales. Si la temperatura
ambiente es elevada, el proceso de evaporación será más rápido, no así el proceso
de enfriamiento. Si el ambiente es muy húmedo la evaporación se ve dificultada y la
vasija no enfriará. En condiciones favorables se puede conseguir una disminución
de temperatura de unos 10ºC.

8. enfriamiento evaporativo
DL
V
E
N
T
I
L
A
D
O
R
H
B
F

9. Métodos artificiales de producción de
frío
• disolución de ciertos
solutos en un solvente.
•
fusión
• sublimación
• vaporización
• expansión de un gas
previamente comprimido.
• efecto termoeléctrico
(Peltier)
• desmagnetización adiabática
•
efecto termo acústico

10. Disolución de solutos en disolventes:
efecto endotérmico
SOLUCIÓN
T
E
M
P
E
R
A
T
U
R
A
3
1
HIELO
HIELO
Y
LÍQUIDO
SAL
SAL
Y
LÍQUIDO
2
PUNTO CRIOHIDRÁTICO
HIELO Y SALMUERA
SÓLIDA
SALY SALMUERA
SÓLIDA
CONCENTRACIÓN, %

11. Agua
Carbonato de
sodio
Nitrato de
amonio
Acido nítrico
Nitrato de
amonio
Sulfato de
sodio
Agua + Sales
de
1
+ 10
1
a (°C)
-22
1
Acido + Sal
4
+10
5
6
- 40

12. Nieve
Sal marina
Nieve
Acido
Sulfúrico
Nieve
Cloruro de
calcio
Nieve + Sales + Ácido
de
a (°C)
1
+ 10
1
-22
3
2
0
- 20
4
5
+10
- 40
Liquido + Hielo seco
Alcohol etílico
Éter etílico
-72
- 106

13. fusión
El cambio de hielo a agua supone una
absorción de energía por parte del
sólido para fundirse, mientras que la
congelación implicará el proceso
inverso o sea la solidificación. De este
modo, se denomina calor latente de
fusión al absorbido en el paso de 1 g. de
hielo a agua líquida a temperatura y
presión constantes, teniendo un valor
aproximado de 79.8 cal/g. Las tres
curvas de equilibrio se cortan en un
punto, O, denominado punto triple,
que es el único en que pueden coexistir
en equilibrio las tres fases.
Para el agua el punto
triple corresponde a
4.58 mm. de Hg. de
presión y 0.0098º C de
temperatura.

14. Cristales de nieve

15. Comercio del hielo natural
• El comercio del hielo natural se inicia alrededor de 1805, año
en que Federico Tudor remitió un cargamento de 130 toneladas
a las islas orientales; dos años más tarde expidió a la Habana
otro cargamento de 240 toneladas. Ambas operaciones,
desastrosas desde el punto de vista económico, pusieron de
manifiesto la posibilidad del transporte de hielo a grandes
distancias. En 1812 Tudor obtuvo de Inglaterra el monopolio del
comercio del hielo con las Indias Inglesas y en 1815 le hizo
España análoga concesión para sus colonias de Ultramar.
En1880 se vendía a razón de 0,6 Euros la tonelada. Actualmente
el país que marcha a la cabeza de la industria frigorífica son los
EEUU.
• Empresas orientales compran directamente los icebergs árticos
para su aprovechamiento en la industria del hielo, dada su
riqueza en agua pura destilada que data desde los principios de
la existencia de las grandes glaciaciones de los continentes, que
como sabemos, dieron, en parte, origen a la vida del ser
humano. Estas grandes masas de agua congelada son
transportadas por mar en una sola pieza para su posterior uso.

16. El efecto del congelamiento de arriba para
abajo
El agua se congela de arriba para abajo, aunque otros líquidos
se congelan de abajo para arriba. Si no fuese por esta
propiedad, es decir, si el hielo no flotase, una gran cantidad de
agua del planeta quedaría atrapada dentro del hielo y sería
imposible la vida en los mares, lagos, fuentes y ríos que se
congelasen.
Hay muchos lugares en el mundo donde la temperatura es
considerablemente menor a 0°C en invierno. Ello, por
supuesto, afectará el estado del agua en los mares, lagos, etc.
Enfriándose hasta su congelación. Si el hielo no flotase, se
precipitaría al fondo, en tanto que las partes de agua más
calientes se irían hacia la superficie y quedarían expuestas al
aire. Pero al estar la temperatura de ese aire por debajo de la
de congelamiento, esa parte de agua también se congelaría y se
precipitaría al fondo. Dicho proceso continuaría hasta que no
quede nada de agua líquida.

17. El efecto del congelamiento de arriba
para abajo
Pero lo que sucede realmente es otra
cosa: mientras el agua se va enfriando
se hace cada vez más pesada hasta que
llega a los 4°C, momento en que todo
cambia rápidamente, pues el agua
empieza a expandirse y a volverse más
liviana al seguir disminuyendo la
temperatura. Como resultado de ello el
agua a 4°C queda en el fondo, el agua
a 3°C se ubica por encima de la
anterior el agua a 2°C se ubica a su
,
vez por arriba de la que tiene 3°C, etc.
Solamente en la superficie el agua
llega realmente a 0°C y es la única
capa que se congela.
•El agua por debajo del
hielo permanece
líquida y es apta para
que criaturas y plantas
continúen viviendo allí.

18. Sublimación
Al expansionarse a la atmósfera el
CO2 líquido se solidifica en forma de
nieve carbónica. Esta nieve se
sublima (pasa a estado gaseoso
directamente) a presión atmosférica a
-78,5ºC.
La
nieve
carbónica
comprimida con pistones hidráulicos
a alta presión se convierte en HIELO
SECO, compacto, traslúcido y de
gran capacidad frigorífica (152
Kcal/kg.).

19. Aplicaciones
Industrial
•
•
•
•
•
•
Agro-alimentaria
Farmacéutica
Química
Metálica
Caucho/Plástico
Varios

20. Evaporación
La temperatura de ebullición
depende de la presión atmosférica.
Por ejemplo, al nivel del mar el
agua hierve a 100 grados
centígrados, en la ciudad de
México (2 km de altitud) a 92.6, en
la cumbre del Popocatépetl a 82 y
en la del monte Everest a poco
menos de 70. Se puede tener agua
hirviendo a 0 grados centígrados,
pero habría para ello que bajar la
presión a 4.6 mm Hg

21. REFRIGERANTES
El refrigerante es una substancia que es capaz de
producir un efecto de enfriamiento sobre el medio
que lo rodea, sea un espacio o un cuerpo y que de
manera general fluye y evoluciona en un ciclo al
interior de un circuito de una máquina frigorífica.
En el caso de producción de frío por medio de
vaporización, estas substancias deben tener una
temperatura de ebullición, a presión normal,
inferior a la temperatura ambiente.

22. Selección de Refrigerantes: condiciones mínimas y
propiedades que deben satisfacer
Condiciones mínimas y propiedades que deben satisfacer, tale como:
a).- Comportamiento indiferente frente a los materiales utilizados.
El refrigerante no debe combinarse o reaccionar con los materiales utilizados para la
construcción de la máquina frigorífica.
B).- Estabilidad química.
El refrigerante no debe de sufrir ningún tipo de transformación química, dentro del
dominio de temperaturas y presiones de operación.
C).- Ausencia de toxicidad.
Es importante que el refrigerante no tenga efectos nocivos sobre la salud, ni sobre el
medio. No todos los refrigerantes satisfacen esta condición.
D).- No debe ser explosivo ni inflamable.
Por motivos de seguridad se exige que el refrigerante este operando fuera de los
dominios de peligrosidad, en lo referente a los riesgos de explosión y flamabilidad.
E).- Fácil detección de fugas.
Por aspectos de seguridad, operación y economía, es necesario que la circulación del
refrigerante se realice en conductos herméticos y que las fugas en caso de ocurrir deben
ser inmediatamente detectadas, prefiriéndose aquellos refrigerantes que tengan un olor
penetrante.
F).- Ningún efecto sobre el lubricante.
Si en el circuito del ciclo de refrigeración se utiliza algún tipo de lubricante, el
refrigerante no le debe ocasionar ningún cambio químico, ni influir en sus propiedades
lubricantes.

23. Selección de Refrigerantes: condiciones mínimas y
propiedades que deben satisfacer
G).- La presión de evaporación debe ser superior a la presión atmosférica.
En el caso de la refrigeración por vaporización, la presión de evaporación del
refrigerante, debe ser dentro de lo posible, algo superior a la presión
atmosférica. De esta manera se evita la introducción de aire al interior del
sistema.
H).- Baja presión de condensación.
La generación de altas presiones de condensación, requiere de estructuras
que soporten esta presión, aumentando el costo. Se sugiere trabajar el
refrigerante a condiciones de operación no muy próximas del punto crítico,
con el objeto de realizar mas fácilmente la condensación.
I).- Gran potencia frigorífica específica.
Entre mayor sea su capacidad o potencia de enfriamiento, se requerirá una
menor cantidad de refrigerante en circulación para una potencia de
enfriamiento determinada.
J).- Costo y disponibilidad.
El refrigerante no debe ser muy costoso y debe estar disponible en el mercado,
sobre todo si se requiere de un abastecimiento continuo, como en el caso de
los ciclos de refrigeración abiertos.
Existen refrigerantes inorgánicos como el agua y el amoniaco y refrigerantes
orgánicos como los hidrocarburos halogenados

24. Propiedades de los refrigerantes
Propiedades térmicas.
Las propiedades térmicas en general, permiten conocer el comportamiento de las
substancias frente a los cambios de estado o bien el análisis de los diferentes factores
externos que intervienen para que estos cambios se produzcan.
Presión de vapor.
Para compuestos puros, el equilibrio entre las fases del refrigerante líquido y el
refrigerante vapor, permite la determinación de las temperaturas de evaporación y de
condensación, así como de las presiones en función de estas temperaturas.
Volumen específico y densidad
El volumen específico es el valor inverso de la densidad, y ambos varían en función de
la temperatura y de la presión, siendo más importante este efecto si el refrigerante se
encuentra en fase vapor. Conociendo el volumen específico se puede determinar la
cantidad de vapor generado por la vaporización de una cierta masa de refrigerante
líquido.
Calor específico
El calor específico indica la cantidad de calor necesaria para absorberse o disiparse,
para obtener la variación de un grado de temperatura de una cierta masa de una
sustancia. Este valor es muy importante sobre todo para el dimensionamiento de los
intercambiadores de calor.
Calor latente
El calor latente indica la cantidad de calor necesaria por unidad de masa de la sustancia,
para efectuar una transición de un estado de agregación a otro. En el caso de los
refrigerantes existen grandes variaciones de estos calores.

25. Compresión mecánica de vapores
QC
condensador
Válvula de
expansión
Compresor
evaporador
QE
Motor
eléctrico

26. Diagrama de fases
LIQUIDO
SATURADO
Punto crítico
V
APOR
SOBRECALENTADO
presión
LIQUIDO + V
APOR
Línea de saturación
Entalpía, h

27. Procesos de cambios de fases
3
presión
4
CONDENSACION
2
EV
APORACION
Entalpía, h
QE = h1 - h2
1 QC = h4 - h3

28. Determinación de propiedades de una
mezcla aire-vapor de agua, en un diagrama
psicrométrico.
YTbs
YTbh
1
TR
Tbh Tbs
Y

29. Psicrómetro
Termómetro de bulbo
húmedo
Pabilo
Termómetro de bulbo
seco
Soporte
Manivela

30. Transferencia de masa y calor en el bulbo húmedo
En el bulbo húmedo del psicrómetro, se
establecen dos flujos de calor, uno que entra,
que corresponde al calor sensible debido al
contacto con el aire y otro latente hacia el
exterior provocado por la evaporación del
liquido presente en la gasa. En un proceso
continuo, todo el calor transferido hacia la
gasa se utiliza para vaporizar la masa del
liquido. Existe una analogía entre el flujo deQ
P
calor perdido (QP ) y la masa transferida
de humedad (MA ). En la figura TGH y
TG representan temperaturas del gas húmedo
y la superficie de la gasa respectivamente.
TG
QS
MA
TGH

31. Ciclo Rankine para la operación de un
compresor en un ciclo de refrigeración.
GENERADOR
TURBINA
COMPRESOR
REGENERADOR
EV
APORADOR
CONDENSADOR

32. Expansión de un gas comprimido
ESPACIO A ENFRIAR
4
1
PC
3
T
TURBINA
INTERCAMBIADOE
DE CALOR
PE
2
C
COMPRESOR
M

33. Tubo Ranque
El tubo Ranque tiene la forma de una T: la barra horizontal esta constituida de la parte en
donde se desarrolla el fenómeno de separación, la vertical sirve como llegada del aire
comprimido, la cual se hace tangencialmente interior del tubo torbellino propiamente dicho. Por
este efecto, el aire toma un movimiento en espiral. En la práctica, el aire se inyecta sobre la
periferia interior del tubo a la temperatura ambiente, entre 20 y 22 °C, proyectado sobre la
pared cilíndrica, se pone a girar en avance según el comportamiento de un torbellino, quedando
pegado a la pared por medio de la fuerza centrífuga. Como la sección interior de este tubo esta
alargada hacia la primera salida – el tubo esta abierto en los dos extremos – la fuerza centrífuga
que tiende a inflar el torbellino arrastra el flujo en esta dirección.

34. Refrigerador termoacústico
El refrigerador termoacústico consiste en un
resonador de un cuarto de longitud de onda,
que tiene en su extremo abierto y un
parlante encargado de generar una onda
acústica estacionaria dentro de este.
Dentro del tubo se localiza una rejilla de
láminas alineadas de tal forma que queden
en la misma dirección de la vibración, la
cual constituye el medio sólido que va a
interactuar con el fluido.
La presencia de la onda dentro del tubo
hace que durante la operación de la
máquina el fluido y las láminas interactúen,
originando un flujo neto de calor de un lado
a otro de la rejilla (en la figura del lado
izquierdo al derecho), llevando un calor
neto desde una zona a baja temperatura
hasta una a más alta temperatura. De esta
forma opera como un refrigerador
convencional en el cual el trabajo es
suministrado por el parlante.
R
E
J
I
L
L
A
S
PARLANTE
FRIO
CALIENTE

35. Circuito frío
Circuito
caliente
Evaporador
Eyector
Generador
QG
bomba
Condensador
QC
Válvula
de expansión
Ciclo a eyecto-compresión
QE

36. El eyector está constituido por dos toberas una dentro de la otra las cuales tienen una sección convergente,
cuello, y una sección divergente. En la sección convergente, el vapor del circuito caliente disminuye su
presión y aumenta su velocidad alcanzando un nivel supersónico. Posteriormente en la sección divergente,
se produce la expansión del fluido, provocando la succión del fluido frío proveniente del evaporador. El
fluido caliente se comprime junto con el fluido frío a través de ondas de choque y salen del eyector. El
fluido así formado pasa hacia el condensador donde se licua mediante la extracción de una cantidad de
calor QCO, para separarse después en dos líneas, una que va hacia el generador de vapor y la otra que va
hacia el evaporador, donde se vaporiza mediante la absorción de una cantidad de calor QEV y pasa hacia el
eyector dando inicio nuevamente al ciclo.
Fluido ( PG )
caliente
( PE )
Fluido
frío
PC
Zona de mezclado y de generación de ondas de
choque

37. Refrigeración termoeléctrica
En 1834, Jean Peltier, un relojero francés y científico aficionado,
descubrió que el pasaje de una corriente eléctrica I a través de una
junta A de dos conductores similares X e Y en una cierta dirección
produce enfriamiento, Tc. Hay un calentamiento, Th , muy distinto
al efecto Joule, cuando la corriente pasa por la junta B,
Circuito de efecto Peltier
Módulo termoeléctrico

38. Aplicaciones y cualidades
Aplicaciones
•Calorímetros
•Intercambiadores de calor
compactos
•Baños de temperatura constante
•Generadores de potencia
(pequeños)
•Dispositivos de enfriamiento de
precisión (LASERs)
•Dehumidificadores
•Punto frío de referencia
•Detectores infrarrojos
•Enfriadores microprocesadores
•Refrigeradores (Autos, hoteles,
farmacéutico)
Cualidades específicas
•Pequeño peso y tamaño
• Capacidad de enfriar y
calentar en el mismo módulo
•Control preciso de la
temperatura (± 0,1 ºC)
Alta confiabilidad
•Eléctricamente estable (no
genera ruido)
•Opera en cualquier
orientación (no le afecta la
gravedad)

39. Refrigeración termoeléctrica
Aplicaciones
Enfriamiento de circuitos eléctricos
Conservación de alimentos

40. Sistemas tritermos (tres fuentes de temperatura) de
producción de frío
Para su funcionamiento requieren por lo menos de tres fuentes da calor
(de donde su nombre tritermos):
Una fuente de baja temperatura, TE en donde el calor se extrae del
medio a enfriar.
Una fuente de mediana temperatura, TC en donde el calor se cede al
medio exterior.
Una fuente a alta temperatura, TG, donde el calor se suministra para
asegurar su funcionamiento.
Para algunos sistemas es necesario cierta cantidad de energía
mecánica la cual sin embargo es pequeña comparada con la energía
térmica requerida.

41. COP =
Q0
QG
=
efectorefr igerante
energíasuministrada
Coeficientes de eficiencia de los sistemas
frigoríficos tritermos.
• Coeficiente global operacional, COP.
Desde el punto de vista termodinámico es conveniente
considerar un sistema frigorífico tritermo como una
máquina constituida por un motor térmico, (MT),
funcionando entre dos temperaturas TG y TC y una
máquina frigorífica, operando entre las temperaturas TE
y TC .
Por definición el coeficiente de operación esta
representado de manera general como:
COP = efecto refrigerante /energía suminstrada

42. Ciclo de absorción: acoplamiento de una máquina
térmica y una máquina frigorífica
Q1
T3
w
Q’2
T2
Q’’2
T0

43. sorción
Ab-sorción
(solubilidad entre fases)
Compuesto
solución
Absorción de amoniaco en
agua, de agua en bromuro de
litio, de amoniaco en cloruro
de calcio, y en cloruro de
bario.
Ad-sorción
Fenómeno supeficial
Sólido
liquido
Adsorción de agua por silica-gel,
de alcohol en carbón activado,
de agua en zeolitas, etc.

44. Refrigeración por sorción
vapor
Compuesto
condensador
soluciión
vapor
Sólido
evaporador
liquido

45. Propiedades del absorbente
• 1.- El absorbente debe tener una fuerte afinidad por el refrigerante.
•
•
•
•
Entre mayor sea esta afinidad, se requerirá una menor cantidad,
reduciendo las pérdidas térmicas durante su calentamiento. Sin
embargo, si esta afinidad es demasiado grande, será necesario
suministrar una gran cantidad de energía para la restitución del
refrigerante.
2.- La presión de vapor a la temperatura requerida en el generador
debe ser despreciable o muy baja, en comparación con la presión de
vapor del refrigerante.
3.- El absorbente debe permanecer en estado líquido durante todo el
ciclo, para evitar el problema de cristalización; la estabilidad química
debe ser buena y no debe ser corrosivo ni tóxico.
4.- El calor específico debe ser bajo para evitar las pérdidas, la
conductividad térmica debe ser lo más alta posible, la viscosidad y la
tensión superficial deben ser bajas para facilitar la transmisión del
calor y la absorción.
5.- El absorbente debe ser menos volátil que el refrigerante, para
facilitar su separación en el generador. Si esto no es posible, se
requerirá la integración de un rectificador para llevar a cabo esta
separación en forma de vapor.

46. Ejemplos de sistemas absorbente-refrigerante utilizados en
la refrigeración por absorción
•
•
•
•
•
agua – bromuro de litio
Amoniaco – agua
Amoniaco – nitrato de litio
Amoniaco. Tio-cianato de sodio
Amoniaco con sales de halogenuros
alcalino-térreos (cloruro de calcio)
• Hidratos

47. El sistema consistía de una bomba manual, movida por la palanca B, comunicada por el
tubo C con una garrafa, que contiene tres cuartas partes de agua, para que en ella se
pueda hacer vacío. Cuando el pistón ha funcionado un cierto número de veces, se
alcanza un vacío suficiente para que la evaporación del agua en la garrafa inicie; el
enfriamiento se desarrolla tan rápidamente, que la garrafa se cubre de rocío. El vapor
de agua producido por la evaporación es absorbido por el ácido sulfúrico concentrado,
que está contenido en el recipiente D. En pocos minutos (10 minutos aprox.), se observa
la congelación del agua, primero formando largas agujas en su superficie, y después se
congela toda la masa de agua.

48. En este sistema se tiene un generador B que contiene una solución amoniacal concentrada. Al
calentarse, los vapores de amoniaco que se desprenden provocan el levantamiento de la válvula
C, atraviesan una columna de rectificación R, para separar los vapores del agua de los del
amoniaco y por un tubo T van a un intercambiador de calor EV que se enfría por medio de una
,
corriente de agua, actuando como un condensador El generador B se enfría, por de la
.
circulación de agua o se sumerge en un deposito con agua estática y el amoniaco líquido, que
estaba contenido en el intercambiador de calor se evapora con la consecuente producción de
,
frío. Los vapores formados vuelven a la columna R por medio del tubo T. La presión ejercida por
los vapores permite mantener cerrada la válvula C y pasan a través del tubo Ta y burbujean en
la solución diluida, absorbiéndose y formando de nuevo la solución concentrada inicial.

49. Refrigerador doméstico por absorción amoniaco-agua de Ferdinand
Carré

50. Ciclo de refrigeración por absorción
en funcionamiento continuo
Absorbedor
Generador
Bomba
Bomba
Válvula
Evaporador
Con enador
Condenssador
Válvula

51. Ciclo continuo de refrigeración por
absorción
1
Rectificador
TR
QR
QC
Condensadoro
r
TC
2
15
14
Subenfriador
QG
QSC
Generador
TG
3
11
5
10
Precalentador
QI
4
Evaporador
TE
5’
12
QA
9
13
8
Absorbedor
TA
7
6
QE

52. Ciclo de absorción intermitente
R
C
RC
G/ A
E

53. Casos particulares de ciclos de refrigeración por
absorción: Ciclo de refrigeración a circuito abierto.
(a)
Aire
caliente
1
2
Aire
reciclado
3
4
Absorbedor
H
Hervidor
Agua
Calentamiento
IC
Enfriador
Bomba 2
Bomba 1
Espacio a
refrigerar

54. Absorción-difusión: bomba de burbujeo
GENERADOR DE BURBUJAS
CONDENSADOR
EVAPORADOR
ABSORBEDOR
Q
A
Q
G
Q
E
QC

55. sistema de refrigeración por absorción bromuro de litioagua para el aire acondicionado
Condensador
ET
4
Agua
enf.
R
Alta presión
3
C1
Generador
VA
EX
Evaporador
IC
Agua
enf.
2
Baja presión
1
5
(SD)
Bomba 2
Bomba 3
Agua
enf.
Absorbedor
(SC)
Bomba 1

56. Ciclos a múltiple efecto
QH
Generador I
Condensador
IC II
Generador II
IC I
QI
Absorbedor
Evaporador
QL

57. Ciclo de absorción a doble efecto operando a dos niveles de presión.
El calor de absorción del absorbedor II se suministra al generador II
para el proceso de separación del refrigerante
rectificador
QI
condensador
Generador I
IC I
QL
evaporador
Absorbedor I
Generador II
Calor de
Absorción
QI
IC II
Absorbedor II
QH

58. Ciclo de absorción a tres efectos operando con cuatro niveles de pr esión.
Elcalor de condensación de la etapa de más alta presión se usa pa ra la
separación del refrigerante en la etapa de más baja presión.
QH
1a. etapa
generador
ICI
2da.etapa
generador
QI
condensador
ICII
3ra.etapa
generador
ICIII
QI
absorbedor
evaporador
QL

59. Ciclo de refrigeración por absorción con un
absorbedor recuperador de calor (GAX)
generador
condensador
QI
rectificador
fluido
secundario
QH
Pre-enfriador
de
condensado
QL
evaporador
QL
absorbedor

60. Ciclo de refrigeración por absorción con absorbedor
recuperador de calor que usa el calor de absorción para
precalentar la corriente del absorbedor al generador
.
generador
QG
condensador
QC
evaporador
QE
IC
A
bsorbedorrecuperador
Decalor
bomba
QA
absorbedor

61. Ciclo de absorción de medio efecto. Este ciclo es una
combinación de dos ciclos a un solo efecto, pero oper
ando a
diferentes niveles de presión.
QI
condensador
Generador II
QH
IC
QI
absorbedor
II
Generador I
IC
QI
QL
evaporador
absorbedor I

62. Ciclo dual de refrigeración por absorción, el cual emplea dos diferentes
fluidos de trabajo, ejemplo, amoniaco/agua y bromuro de litio/agua. Los
calores de absorción y de condensación del primer sistema, se
suministran al generador del segundo.
Generador
Condensador
NH3-H20
IC
Absorbedor
Condensador
Generador
LiBr – H20
IC
Evaporador
Absorbedor
Evaporador

63. Ciclo modificado a doble efecto de un ciclo eyector-absorción
en donde no se incluye un condensador.
Q
H
G
eneradorI
IC
G
eneradorII
IC
E
yector
Q
I
absorbedor
evaporador
Q
L

64. sistema combinado eyector-absorción. La solución concentrada de retorno del
generador sirve como fluido primario y el vapor del refrigerante proveniente del
evaporador, como fluido secundario.
QH
condensador
Generador
QI
IC
eyector
Bomba
QI
absorbedor
evaporador
QL

65. Ciclo combinado de eyector-absorción. El vapor de alta presión del
refrigerante proveniente del generador entra al eyector como fluido motor
arrastrando el vapor del refrigerante del evaporador.
eyector
QH
Generador
condensador
QI
evaporador
QL
IC
bomba
QI
absorbedor

66. Ciclo combinado entre una bomba de calor de inyección de
vapor y un ciclo a un solo efecto.
Eyector
Generador
de
Vapor
Condensador
Generador
IC
Absorbedor
Evaporador

67. Ciclo de absorción con membrana osmótica, el cual emplea calor para la
separación del refrigerante y produce una diferencia de presión dentro
del sistema.
Q
I
condensador
Q
H
m brana
em
generador
absorbedor
Q
I
Q
L
evaporador

68. Ciclo combinado de refrigeración por compresión y absorción.
Absorbedor
QAB
Circuito de fluido de
trabajo
W
Válvula de
expansión
Circuito de solución
Bomba
Compresor
Generador
QGE

69. Ciclo a absorción abierto
(a)
Aire
caliente
1
2
Aire
reciclado
3
4
Absorbedor
H
Hervidor
Agua
Calentamiento
IC
Enfriador
Bomba 2
Bomba 1
Espacio a
refrigerar
Espacio a
refrigerar

70. Refrigeración por adsorción
Gas
Desorción del gas
adsorbido
Condensador
Zona de
desorción
QDE
TDE, PDE
QCO
Gas adsorbido en el
sólido
Válvula de
expansión
QAD
TAD, PAD
Gas + Sólido
Zona de
adsorción
Evaporador
Adsorción entre el
sólido y el gas
Gas
QEV

71. Refrigeración solar
termoquímica:

72. Principios básicos de la sorción
Ab-sorción
(solubilidad entre fases)
Compuesto
solución
Absorción de amoniaco en
agua, de agua en bromuro de
litio, de amoniaco en cloruro de
calcio, y en cloruro de bario.
Ad-sorción
Fenómeno superficial
Sólido
líquido
Adsorción de agua por silica-gel,
de alcohol en carbón activado,
de agua en zeolitas, etc.

73. Transferencia de calor, masa y reacción química
Calor
Difusión
Adsorción
Gas-gas
Absorción
Reacción química
Sólido-gas
exotérmica
Calor
Reacción química
endotérmica
DesorcióMoléculas libres
n
Sólido-gas De gas

74. Isotermas de equilibrio sólido-gas
y líquido-gas
P
T = CTE
P
T=CTE
Concentración
(A)
Concentración
(B)
Isotermas de absorción en diagramas PresiónConcentración (P-X) para sistemas sólido-gas (a) y

75. Balance de Energía en un ciclo de
refrigeración por sorción
CONDENSADOR
DESORBEDOR
QD
QC
ABSORBEDOR
QA
QE
EVAPORADOR
QD + QE = QA + QC

76. Ciclo termodinámico de
refrigeración termoquímica
Líquido-gas
Sólido-gas
QC
PC
QD
Circuito sólido-gas
Circuito refrigerante
QA
PE
QE
TE
TC TA
TD

77. Sistema cloruro de bario-amoniaco
Reacción química
BaCl2 ,8NH 3 ↔ BaCl2 + 8NH 3
Presión de vapor
2779
LogP = 23.05 −
T
Calor de reacción
∆H = 23.33kJmol
−1

78. Sistemas termoquímicos
Sistema
Temperatura de
absorción. (TA °C)
Temperatura de
generación.
(TG°C)
MnCl2-NH3
104
149
SrBr2-NH3
82
127
CdCl2-NH3
74/88
115/129
CaCl2-NH3
48.5/59
92.5/102
SrCl2-NH3
49.5/57.5
88/102

79. 4.- Diagrama de equilibrio P-T para el sistema
Cloruro de Bario-amoniaco

80. Refrigeración termoquímica
Gas
Desorción entre la sal y
el gas
QGE
TGE, PGE
Zona de regeneración
Condensador
QCO
Sal,Gas
(absorbido)
Válvula de
expansión
QRE
TRE, PRE
Sal + Gas
Absorción entre la sal y
el gas
Zona de
reacción
Evaporador
Gas
QEV

81. Ciclo de refrigeración intermitente por adsorción utilizando
.
hidruros metálicos
Hidrógeno
QGEA
TGEA, PGEA
Deshidrogenación
hidruro A
Metal A
hidrogenación
QREA
TREA, PREA
Zona de
reacción
Zona de
regeneración
Tanque del
hidruro A
Tanque del
hidruro B
Hidrogenación
metal B
Hidruro B
deshidrogenación
Zona de
regeneración
Zona de
reacción
Hidrógeno
QREB
TREB, PREB
QGEB
TGEB, PGEB

82. Enfriamiento con desecantes
Aire salida
Aire de retorno
Aire entrada
Suminstro de aire
Rueda desecante
Intercambiador
de calor rotatorio

83. Sistema de desecante sólido

84. Desecantes
Captador solar
Tanque de
almacenamiento
Aire de retorno
Aire salida
Humidificadores
Aire entrada
Suminstro de aire
Rueda desecante
Intercambiador
de calor rotatorio
ventilador