sistemas de produccion de frio (1)
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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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Sistemas de pproduccin de fro !edios fsicos
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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Sistemas de pproduccin de fro !edios fsicos
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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Sistemas de pproduccin de fro !edios fsicos
Sublimacin
%alor latente de sublimacin: paso
directamente del estado slido al !apor.
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Sistemas de pproduccin de fro !edios fsicos
+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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Sistemas de pproduccin de fro !edios fsicos
Eyeccin
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Sistemas de pproduccin de fro !edios fsicos
"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.
$gualmente puede conseguirse aire caliente. El rendimiento esmuy bajo.
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Sistemas de pproduccin de fro !edios fsicos
"amuel onle *rantuas
"amuel.gonale-Nrai.
usc.es
RA%$A"
mailto:Samuel.gonzalez1@rai.usc.esmailto:Samuel.gonzalez1@rai.usc.esmailto:Samuel.gonzalez1@rai.usc.esmailto:Samuel.gonzalez1@rai.usc.esmailto:Samuel.gonzalez1@rai.usc.esmailto:Samuel.gonzalez1@rai.usc.esmailto:Samuel.gonzalez1@rai.usc.esmailto:Samuel.gonzalez1@rai.usc.esmailto:Samuel.gonzalez1@rai.usc.esmailto:Samuel.gonzalez1@rai.usc.esmailto:Samuel.gonzalez1@rai.usc.esmailto:Samuel.gonzalez1@rai.usc.esmailto:Samuel.gonzalez1@rai.usc.esmailto:Samuel.gonzalez1@rai.usc.esmailto:Samuel.gonzalez1@rai.usc.esmailto:Samuel.gonzalez1@rai.usc.esmailto:Samuel.gonzalez1@rai.usc.esmailto:Samuel.gonzalez1@rai.usc.esmailto:Samuel.gonzalez1@rai.usc.esmailto:Samuel.gonzalez1@rai.usc.esmailto:Samuel.gonzalez1@rai.usc.esmailto:Samuel.gonzalez1@rai.usc.esmailto:Samuel.gonzalez1@rai.usc.esmailto:Samuel.gonzalez1@rai.usc.esmailto:Samuel.gonzalez1@rai.usc.esmailto:Samuel.gonzalez1@rai.usc.esmailto:Samuel.gonzalez1@rai.usc.esmailto:Samuel.gonzalez1@rai.usc.esmailto:Samuel.gonzalez1@rai.usc.es
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