Alvaro

SISTEMAS DE REFRIGEARCIÓN: MSc. Camilo Fernández

1) OBJETIVOS
Introducir los conceptos de refrigeradores y bombas de calor y como medir su desempeño. Analizar los principales ciclos de refrigeración: por compresión de vapor compresión de gas y por absorción. Estudiar la operación de los sistemas de refrigeración y bombas de calor. Revisar los conceptos de generación de potencia termoeléctricay refrigeración

2) INTRODUCCION
La refrigeración es el proceso de producir frío o, más precisamente, de extraer calor puesto que, a diferencia del calor, el frío no se puede producir. Tampoco se puede convertir el calor en otra energía para conseguir energía y frío. Para enfriar lo que se hace es aprovechar diferencias de temperaturas para extraer energía térmica (calor) mediante el ciclo deCarnot (ese ciclo explica el fenómeno, pero en la práctica se usan otros, ya que el de Carnot es solamente teórico), es decir, transportar calor de un lugar a otro. Así, el lugar al que se sustrae calor, se enfría. En un frigorífico, por ejemplo, se extrae calor de dentro de un armario cerrado y se evacua, generalmente por disipación al ambiente, en la parte trasera del mismo. Al igual que sepuede aprovechar diferencias de temperatura para producir calor, para crear diferencias de calor, se requiere energía. A veces se llama refrigeración simplemente a mejorar la disipación de calor, como en la refrigeración de los

motores térmicos, o simplemente la ventilación forzada para sustituir aire caliente por aire más fresco. La salud y el bienestar de un país pueden depender de los sistemasde refrigeración. Por ejemplo; la alimentación y el almacenamiento de vacunas, distribución, aplicación médica, industrial, comercial y doméstica de todo tipo depende de los sistemas de refrigeración. Durante la década de los 90 casi todos los países firmaron y consecuentemente ratificaron el Protocolo de Montreal de Las Naciones Unidas y sus correcciones posteriores. Este acuerdo incluye unaescala de tiempo estricto para la desaparición de refrigerantes que atacan el ozono y requiere el uso provisional hasta su sustitución por refrigerantes que no dañen el ozono. Este cambio resultó en el aumento de la variedad de refrigerantes de uso común existentes de 3 a 4 veces mayor y en la necesidad de asegurarse de que las prácticas de los ingenieros sean muy exigentes. La firma del Acuerdo deKyoto hace que aumente la necesidad de las prácticas ya que muchos de los sistemas de refrigeración y de aire acondicionado usan una considerable cantidad de energía y por lo tanto contribuyen ya sea directa o indirectamente al calentamiento global.

3) CICLO DE CARNOT INVERSO
El Ciclo de Carnot es un ciclo termodinámico ideal reversible entre dos fuentes de temperatura y cuatro procesos, en elcual el rendimiento es máximo. Una máquina térmica que realiza este ciclo se denomina máquina de Carnot. Trabaja absorbiendo una cantidad de calor QA de la fuente de alta temperatura y cede un calor QB a la de baja temperatura produciendo un trabajo sobre el exterior. El rendimiento viene definido, como en todo ciclo, por

n

W QA

Q A QB QA

QB 1 QA

y, como se verá adelante, es mayorque cualquier máquina que funcione cíclicamente entre las mismas fuentes de temperatura. Como todos los procesos que tienen lugar en el ciclo ideal son reversibles, el ciclo puede invertirse. Entonces la máquina absorbe calor de la fuente fría y cede calor a la fuente caliente, teniendo que suministrar trabajo a la máquina. Si el objetivo de esta máquina es extraer calor de la fuente fría sedenomina máquina frigorífica, y si es aportar calor a la fuente caliente bomba de calor.
Esquema de una máquina de Carnot. La máquina absorbe calor desde la fuente caliente T A y cede calor a la fría T B produciendo trabajo, ó máquina de ciclo Invertido si el calor va de B a A.

El ciclo de Carnot consta de cuatro etapas: dos procesos isotermos (a temperatura constante) y dos adiabáticos reversible...