En esta primera entrada de apuntes de ingeniería gratis sobre la Producción de Frío, describiremos el ciclo que recorre el líquido refrigerante y los cuatro elementos principales de los equipos de producción de frío, así como su utilidad.
Introducción al tema de Producción de Frío.
La técnica de producción de frío mediante procesos mecánicos se desarrolló hasta principios del siglo XIX. Con estas técnicas de producción mecánica de frío, los sistemas de producción de frío industrial y aire acondicionado han experimentado un gran crecimiento.
En esta entrada de Producción de Frío se describirá el sistema más común, que son los sistemas de compresión-expansión de refrigerante, las máquinas de absorción y las torres de refrigeración por evaporación.
Se prestará especial atención a los sistemas de generación de frío mediante la compresión y posterior expansión de un fluido refrigerante, por tratarse del sistema más utilizado.
Equipos de Expansión-Compresión de refrigerante
Estos equipos de producción de frío funcionan gracias a un fluido refrigerante, el cual condensa y evapora a unas presiones determinadas, recorriendo un ciclo termodinámico frigorífico.
Gracias a que el fluido trabaja recorriendo un ciclo termodinámico determinado, se consigue transferir calor desde el foco frío (enfriándolo cada vez más) hacia el foco caliente.
Este tipo de equipos para la producción de frío utilizan cuato componentes básicos que son:
- Compresor
- Condensador
- Válvula o dispositivo de expansión
- Evaporador
El compresor eleva la presión del gas refrigerante para permitir su condensación a temperaturas más elevadas en el condensador. El tipo de compresor utilizado depende de la aplicación para la cual vaya destinado, así, por ejemplo, para grandes capacidades de compresión se usan compresores centrífugos o de tornillo, mientras que para aplicaciones domésticas o de baja potencia se usan compresores recíprocos (de pistones) o scroll.
Al salir del condensador el refrigerante se encuentra ya en estado líquido subenfriado. La mayoría de condensadores usan aire o agua para eliminar este calor.
Una vez pasado el condensador el refrigerante es conducido hasta la válvula o dispositivo de expansión donde reduce de manera drástica su temperatura. Esta válvula de expansión puede ser un dispositivo pasivo (como un estrangulamiento o un tubo capilar) o bien una válvula de regulación electrónica.
A la salida de la válvula de expansión el refrigerante pasa al estado gaseoso y baja su temperatura.
Es entonces cuando pasa a través del segundo intercambiador de calor, el evaporador, donde absorbe calor del ambiente (foco frío) produciendo la refrigeración.
En la siguiente figura se puede ver una representación esquemática del ciclo con los cuatro elementos descritos para la producción de frío.
