El documento describe los fundamentos de la refrigeración. Explica que la refrigeración se usa para proteger los alimentos de microorganismos y descomposición, y para mantener el aire fresco creando condiciones de confort. Luego describe los componentes clave de un sistema de refrigeración, incluyendo el evaporador, condensador, tubo capilar y compresor, y cómo funciona el proceso de refrigeración transportando calor desde el evaporador hasta el condensador.

1. Fundamentos de Refrigeración
Fundamentos de Refrigeración
Material de Educación Básica
Por qué refrigerar ?
Para proteger los alimentos contra:
– Microorganismos
– Bacterias
– Descomposición química
Para mantener el aire fresco
– Crear condiciones de confort
1

2. Sistema de Refrigeración:
necesidades
1000000 Crecimiento bacteriano
• refrigeración
100000
– disminuye la
proliferación de 10000
Cantidad
micro-organismos 1000
– reduce la
100 30°C
destrucción de la 25°C
comida 10
20°C
1 18°C
15°C
0,1
0 10 20 30 40
Tiempo en horas
Refrigeration Fundamentals 3
Fundamentos de Refrigeración
• Enfriamiento evaporativo
• Refrigerantes
• Diagrama de Molliere
• Sistema de Refrigeración
Refrigeration Fundamentals 4
2

3. 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
Refrigeration Fundamentals 5
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
Refrigeration Fundamentals 6
3

4. Enfriamiento evaporativo:
• Evaporación proceso
– 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?
?
Refrigeration Fundamentals 7
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
Refrigeration Fundamentals 8
4

5. Refrigerantes: Puntos de
Refrigerante
R 718
ebullición
Temp ebullicion
+100 °C
Comentarios
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
Refrigeration Fundamentals 9
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
5

6. Refrigerantes: presiones de vapor
Presión de vapor en bar
Temperatura en °C
Refrigerantes: presiones de vapor
Presión de vapor en bar
Temperatura en °C
Manómetro
Regla de refrigerante
6

7. Punto de ebullición del agua
Temperatura
120 C 2 bar Vapor
Líquido
100 C 1 bar
Líquido
+ Vapor
80 C 0.47 bar
Calor
Entalpia
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
7

8. 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 ...
Refrigeration Fundamentals 15
Diagrama de Molliere
Refrigeration Fundamentals 16
8

9. Diagrama de Molliere
Refrigeration Fundamentals 17
Sistema de Refrigeración:
principio
Sumidero caliente
• Máquina de refrigeración Ambiente
– saca calor de una fuente fria .
Q
(p. e. frigorífico)
– transporta calor a un sumidero
caliente (p.e. al ambiente) RM
– eleva la temperatura P
.
– Necesita un aporte de energía Q
para el transporte
Fuente fría
Refrigeration Fundamentals 18
9

10. Sistema de Refrigeración:
•
flujo de calor
El refrigerador se debe 50 natural heat
mantener a + 5º C flow
• Flujo natural de calor:
temperature in °C
25
– de calor a frío
– desde el ambiente al frigorífico
– desde el frigorífico al evaporador
0
– desde el condensador al ambiente
• Máquina de refrigeración
– bombea calor -25
ambient
ambient
fridge
evaporator
condenser
– del evaporador al condensador
Refrigeration Fundamentals 19
Sistema de refrigeración: proceso
• evaporador ( 1 )
– baja temperatura .
– baja presión Q
2
• condensador ( 2 )
– alta temperatura
– alta presión P
• tubo capilar ( 3 ) 3
– “estrangulación”
– mantiene la diferencia de presión
4
• compresor ( 4 )
– bombeo de refrigeración . 1
Q
Refrigeration Fundamentals 20
10

11. Sistema de refrigeración sencillo
Lado de alta presión Lado de baja presión
Compresor
Condensador Evaporador
Sistema expansor
Sistema de refrigeración sencillo
Condensador
Válvula expansión Cede calor al ambiente
Aumenta la presión
Enfria el aire / agua
Reduce presión Compresor
Evaporador
11

12. Ciclo refrigeración
Recipiente
Condensador
Presión
Compresor
Entalpia
Evaporador
12