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Refrigeration andAir Conditioning
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Fundamentos de Refrigeracin
Material Educacional Bsico
Mdulo 1
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Refrigeration andAir Conditioning
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Refrigeracin: Porqu?
En orden a proteger los alimentos de la
accin de:
Microorganismos
Bacterias
Decomposicin qumica
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Refrigeration andAir Conditioning
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Systema de Refrigeracin :
necesidad
Refrigeracin
inhibe
crecimiento de
micro-organismos
reduce
descomposicin
de la comida
Bacterial growth
0,1
1
10
100
1000
10000
100000
1000000
0 10 20 30 40Time in h
Count
30C
25C
20C
18C
15C
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Refrigeration andAir Conditioning
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Fundamentos de Refrigeracin
Enfriamiento evaporativo
Refrigerantes
Diagrama de Mollier
Sistema de refrigeracin
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Refrigeration andAir Conditioning
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Inicio de la refrigeracin (natural)
Egipto >1000 AC Agua para beber
Recipiente ceramico
poroso
El agua alcanza lasuperficie
Sobre el techo de las
casas en la noche
El aire seco toma vapor deagua
evaporacin sobre la
superficie
Algunas veces capas de
hielo
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Refrigeration andAir Conditioning
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Enfriamiento evaporativo: natural
Cuerpo humano
sudor en la piel
Temperatura por
debajo de la delambiente
Plantas
evapora 10 vecessu necesidad
Mantiene estable el
ambiente
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Refrigeration andAir Conditioning
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Enfriamiento evaporativo:
ciclo o proceso
Evaporacin
Por fuera del recipiente
Parte del lquido se pierde (evapora)
Transporte del calor
Alto calor de evaporacin
Buen contacto trmico
Efectivo enfriamiento
Cmo funciona el proceso continuo?
?
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Refrigeration andAir Conditioning
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Enfriamiento evaporativo: Ebullicin
Temperature plateau
calor de evaporacin
presin constante = temperatura constante
0
50
100
150
200
Heating time
Temperatu
reinC
liquid 2 phase vapour
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Refrigeration andAir Conditioning
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Refrigerants: normal boiling points
Refrigerant Normal boiling Remarks
R 718 +100 C Water
R 600a -11.7 C Iso-Butane
R 717 -33.3 C Ammonia
R 290 -42.1 C Propane
R 11 +23.8 C CFC
R 12 -29.8 C CFC
R 13 -81.4 C CFC
R 22 -40.8 C HCFC
R 500 -33.5 C CFC, azeotrop
R 502 -45.4 C CFC, azeotrop
R 134a -26.1 C HFC
R 125 -48.6 C HFC
R 32 -51.8 C HFC
R 404A -45.8 / -46.6 C HFC, blend
R 407C -36.7 / -43.8 C HFC, blend
R 410A -51.5 / -51.6 C HFC, blend
R 507 -47.1 C HFC, azeotrop
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Refrigerantes: punto de ebullicin
Presin de vapor de agua
diferentes puntos de ebullicin
+89 C
a 675 mbar
3000 m arriba del nivel del mar
Presin de vapor de agua
Puntos normales de ebullicin +100 C
at 1013 mbar
Presin al nivel del mar
3000 m89C
100CSea level
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Refrigerantes: presiones de vapor
0
5
10
15
20
25
Temperature in C
Vapourpressu
rein
bar
R12
R134a
R600a
R290
R404A
R407C
R410A
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Puntos de ebullicin del agua
Heat
Enthalpy
Temperature
1 bar100 C
Liquid
+ Vapour
Liquid Vapour
0.47 bar80 C
2 bar120 C
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Refrigeration andAir Conditioning
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Refrigerantes: diagrama de fase
Liquid Liquid + Vapour Vapour
0.47 bar = 80C
Q
P
ressure 6.2 bar = 160 C
1 bar = 100 C
2 bar = 120 C
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Refrigeration andAir Conditioning
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Refrigerantes: diagrama de trabajo
Diagrama de Mollier o diagrama P vs. H
presin ( p )
temperatura ( t ) entalpa ( h o I )
contenido especfico de energa
Calor de evaporacin
otros valores entropia, volumen especfico
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Refrigeration andAir Conditioning
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Diagrama de Mollier
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Refrigeration andAir Conditioning
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Diagrama de Mollier: proceso
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Refrigeration andAir Conditioning
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Sistema de Refrigeracin: principios
Mquina de refrigeracin
Remueve calor de la
fuente (ej. nevera)
transporta calor al
sumidero (ej. ambiente)
Eleva la temperatura
of calor
Necesita potencia de
entrada para transportarlo
sumidero / ambiente
fuente / nevera
RM
Q.
Q.
P
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Refrigeration andAir Conditioning
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Sistema de Refrigeracin: flujo de
calor
Refrigerador debe
mantenerse a +5 C
Flujo natural de calor:
de tibio a fro
ambiente a nevera
nevera a evaporador
condensador al ambiente
Mquina de refrigeracin
bombas de calor
evaporador a condensador
-25
0
25
50
am
bient
fridge
evapo
rator
conde
nser
am
bient
TemperatureinC
natural heat flowRM
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Refrigeration andAir Conditioning
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Sistema de refrigeracin :
ciclo bsico
Evaporador ( 1 ) low temperature
low pressure
Condensador ( 2 )
high temperature
high pressure
Mecanismo de expansin ( 3 )
acelerador mantiene el diferencial de presin
Compresor ( 4 )
bombea el refrigerante
1
43
2Q.
Q
.
P
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Sistema bsico de refrigeracin
Compresor
Condensador Evaporador
Mecanismo de expansin
Lado de BAJA presinLado de ALTA presin
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Refrigeration andAir Conditioning
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Sistema bsico de refrigeracin
Compresor
Evaporador
Condensador
Mecanismo de
expansin (vlvula)
Incrementa la presin
Remueve calor
Hacia el exterior
Enfra aire / Agua
Controla presin
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Ciclo de refrigeracin
Entalpa
Compresor
CondensadorRecibidor
Presin
Evaporador
Mecanismo
de expansin