Fundamentos de la refrigeración

...

objetivo básico de la refrigeración es transferir parte del calor de un cuerpo o un espacio hacia un lugar donde ese calor no produzca ningún efecto negativo. De esta manera se logra establecer una temperatura deseada en ese cuerpo o espacio.

4.0 Calor (Q).

El calor es una de las formas de energía que se produce por la vibración de las moléculas de los cuerpos, la cual se transfiere de un cuerpo de mayor temperatura a otro de menor. El calor nunca se desplaza de un cuerpo frío a otro caliente.

4.1 Transmisión de calor.

4.1.1. Conducción: Es la transmisión de calor desde un punto con una determinada temperatura hasta otro de menor temperatura, que puede ser dentro de un mismo cuerpo o de un cuerpo a otro.

La velocidad de conducción de calor depende del material utilizado como conductor, los metales son buenos conductores de calor y uno de los mejores y más utilizados es el cobre. Otros materiales tales como el poliuretano, la lana de vidrio, el corcho son utilizados como aislantes térmicos.

4.1.2 Radiación: Es la transferencia de calor que se da sin la necesidad de un cuerpo o agente conductor, el calor se transmite por medio de ondas o rayos que son capaces de atravesar espacios vacíos y el alcance de ellos depende de la potencia de la fuente calorífica.

El acabado y el color de la superficie de los materiales son de suma importancia para los efectos de la radiación, si la superficie es lisa y el color es claro o mejor aún es refractivo, los rayos de calor al igual que los de luz son reflejados. Si la superficie tiene rugosidades y es de color oscuro sobre todo negro, los rayos caloríficos son absorbidos.

4.1.3 Convección: La transferencia de calor por convección se da por la diferencia de densidad que sufren los gases y los líquidos. Cuando un gas o un líquido se calienta pierde densidad por lo tanto tiende a subir y cuando un gas o líquido se enfría o pierde calor sube su densidad o peso específico y tiende a bajar, esto hace que se forme un ciclo permanente que sube el gas o líquido mientras esté cerca de una fuente de calor y bajar cuando se aleja de ella. En el momento que la fuente calorífica se suspenda, se igualan sus temperaturas, sus densidades y desaparece el ciclo mencionado

4.2 Aislamiento.

Lo que hacen es reducir la velocidad de transferencia de calor de tal forma que el sistema de refrigeración saque el calor con mayor rapidez de lo que le toma a este entrarse nuevamente.

Para aislar la conducción del calor se utilizan materiales con un factor de conductividad lo más bajo posible. Para aislar el calor por radiación se debe utilizar superficies planas y de colores claros y brillantes que reflejen las ondas de energía radiante. Mientras más refleje el material menos calor absorbe.

En cuanto al aislamiento contra la convección se utilizan materiales que tienen atrapadas celdas pequeñas de aire evitando la circulación del mismo buscando en lo posible que se produzca el menor movimiento.

Para medir la cantidad de calor, se define el concepto de la caloría y el BTU. Ambas medidas representan el calor necesario para elevar en un grado de temperatura una masa determinada de agua.

4.3 Localización Inadecuada del Refrigerador

El sistema de refrigeración no debe estar localizado próximo de cocinas, paredes expuestas al sol o en locales sin ventilación. Bajo esas condiciones mencionadas, el sistema de refrigeración pierde rendimiento.

4.4. Cambio de estado físico de la materia.

Para realizar el cambio de estado físico de la materia se le debe de agregar o retirar calor “Q”.

Solidificación: cambio de líquido a sólido al retirarle Q.

Licuefacción: cambio de sólido a líquido al agregarle Q..

Vaporización: cambio de líquido a vapor al agregarle Q.

Condensación: cambio de vapor a líquido al retirarle Q.

Sublimación: cambio de sólido a vapor sin pasar por el estado líquido al agregarle Q.

4.5 Verificación de termómetro:

4.5.1 Calor sensible:

Es el calor que puede sentirse o medirse, este es el calor que causa un cambio en la temperatura de una sustancia, pero no un cambio en el estado.

4.5.2 Calor latente:

Este es el calor que causa un cambio de estado físico de la materia, más no su temperatura. Se encuentra presente cuando se presentan dos estados físicos.

Solido/Liquido

4.6 Tipos de termómetros a utilizar:

5.0 Temperatura.

La temperatura se puede definir como el grado de calor con respecto a un cero arbitrario dado por una de las escalas de temperatura. La temperatura sola no muestra la cantidad de calor. Indica únicamente que tan caliente está un cuerpo con respecto a otro.

Cuando no se pueda medir en forma práctica la temperatura, la medición se hace subjetivamente y se definen los términos de caliente y frío al comparar en forma subjetiva a través del tacto, pero para evaluar objetivamente la temperatura, se definen escalas que utilizan unidades llamados grados.

El instrumento para realizar las mediciones es el “termómetro”. Esta herramienta es importante para evaluar los sistemas de refrigeración y permite, inclusive, diagnosticar si existen fallas en el sistema. Los termómetros actualmente deben ser electrónicos.

Las escalas más utilizadas son los grados centígrados o Celsius (°C) y los Fahrenheit (°F). Existen otras escalas, pero en la práctica de refrigeración éstas son las más utilizadas.

En ciencia, la escala más empleada es la escala absoluta o Kelvin, inventada por el matemático y físico británico William Thompson, Lord Kelvin. En esta escala, el cero absoluto, que está situado en -273 °C, corresponde a 0 K, y una diferencia de un kelvin equivale a una diferencia de un grado en la escala Celsius.

5.1 Conversión de temperatura.

Frecuentemente la conversión de una escala de temperatura