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  • Sistemas de Refrigeracin

    Tutorial para el trabajo en campo

    Mxico, D.F., Julio del 2015

  • Sistemas de Refrigeracin Tutorial para el trabajo en campo

    Tabla de Contenido

    El Comit Nacional de Productividad e Innovacin Tecnolgica, A.C. (COMPITE) agradece a la Deutsche Gesellschaft fr Internationale Zusammenarbeit (GIZ) GmbH por la colaboracin y asistencia tcnica en la elaboracin del presente documento. La colaboracin de la GIZ se realiz bajo el marco del Human Capacity Development el cual se implementa por encargo del Ministerio Federal Alemn de Cooperacin Econmica y Desarrollo (BMZ). Las opiniones expresadas en este documento son de exclusiva responsabilidad del/ de los autor/es y no necesariamente representan la opinin de COMPITE y/o de la GIZ. Se autoriza la reproduccin parcial o total, siempre y cuando sea sin fines de lucro y se cite la fuente de referencia. Instituciones editoras por ej.: GIZ Refrigeracin Tutorial para el trabajo en campo, Mxico, D.F., julio de 2015 Edicin y Supervisin: GIZ Autor: Tecener SA de CV Diseo: GIZ Mexico Impreso en Mxico El Comit Nacional de Productividad e Innovacin Tecnolgica, A.C. (COMPITE) Manuel Mara Contreras 133 p7, Col. Cuauhtmoc, Del. Cuauhtmoc C.P. 06500, Mxico D.F. T +52 55 5322 0700 E promocion@compite.org.mx I http://www.compite.org.mx/ Deutsche Gesellschaft fr Internationale Zusammenarbeit (GIZ) GmbH Dag-Hammerskjld-Weg 1-5 65760 Eschborn/Alemania www.giz.de Oficina de Representacin de la GIZ en Mxico Torre Hemicor, Piso 11 Av. Insurgentes Sur No. 826 Col. Del Valle, Del. Benito Juarez C.P. 03100, Mxico, D.F. T +52 55 55 36 23 44 F +52 55 55 36 23 44 E giz-mexiko@giz.de I www.giz.de / www.gtz.de/mexico

    mailto:promocion@compite.org.mxhttp://www.giz.de/http://www.gtz.de/mexico

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    Tabla de Contenido

    Tabla de Contenido

    Resumen Ejecutivo ................................................................................................................. 15

    1 OBJETIVOS ....................................................................................................................... 18

    2 CONCEPTOS GENERALES .............................................................................................. 19

    2.1 Leyes de la termodinmica .......................................................................................... 19

    2.1.1 Primera Ley de la Termodinmica ................................................................... 19

    2.1.2 Segunda Ley de la Termodinmica ................................................................. 19

    2.1.3 Transferencia de calor ..................................................................................... 19

    2.2 Definiciones asociadas ................................................................................................ 20

    2.2.1 Calor especfico ............................................................................................... 20

    2.2.2 Calor Sensible ................................................................................................. 20

    2.2.3 Calor Latente ................................................................................................... 20

    2.2.4 Carga trmica .................................................................................................. 21

    2.2.5 Entalpia ........................................................................................................... 22

    2.3 Ciclo frigorfico ............................................................................................................ 22

    2.3.1 Ciclo de compresin ........................................................................................ 22

    2.3.1.1 El evaporador .................................................................................... 24

    2.3.1.2 El compresor ..................................................................................... 25

    2.3.1.3 El condensador .................................................................................. 25

    2.3.1.4 La vlvula de expansin .................................................................... 26

    2.3.1.5 Ciclo cerrado ..................................................................................... 26

    2.3.1.6 Funcionamiento en equilibrio ............................................................. 28

    2.3.1.6.1 Lo que ocurre en el evaporador ......................................... 28

    2.3.1.6.2 Lo que ocurre en el condensador ...................................... 29

    2.3.1.6.3 Caractersticas del compresor ........................................... 29

    2.3.2 Ciclo de absorcin ........................................................................................... 30

    2.4 Rendimiento de la mquina de fro .............................................................................. 33

    2.4.1 Los indicadores ............................................................................................... 33

    2.4.2 Clculo del COP a partir del catlogo del fabricante ........................................ 34

    2.4.3 Clculo del COP a partir de mediciones .......................................................... 36

    2.4.4 Balance anual energtico ................................................................................ 38

    2.4.4.1 Los consumidores de energa ............................................................ 38

    2.4.4.2 Condiciones de funcionamiento variable ............................................ 39

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    Tabla de Contenido

    3 REFRIGERANTES ............................................................................................................. 40

    3.1 Composicin qumica .................................................................................................. 40

    3.1.1 Fluidos refrigerantes fluorados ........................................................................ 40

    3.1.1.1 CFC (clorofluorocarbonos) ................................................................. 40

    3.1.1.2 HCFC (hidroclorofluorocarbono) ........................................................ 41

    3.1.1.3 HFC (hidrofluorocarbonos)................................................................. 42

    3.1.1.4 Mezcla de refrigerantes ..................................................................... 42

    3.1.2 Los refrigerantes de bajo efecto invernadero ................................................... 43

    3.1.2.1 Amoniaco (NH3) o R-717 ................................................................... 44

    3.1.2.2 Los hidrocarbonos (HC) como R-290 R-600 ..................................... 44

    3.1.2.3 El dixido de carbono (CO2) o R-744 ................................................. 45

    3.1.2.4 El agua (H2O) .................................................................................... 45

    3.2 Impacto ambiental ....................................................................................................... 45

    3.2.1 ODP (Ozone Depletion Potential) .................................................................... 46

    3.2.3 GWP (Global Warming Potential) .................................................................... 47

    3.2.4 TEWI (Total Equivalent Warming Impact) ........................................................ 47

    3.3 Propiedades termodinmicas ...................................................................................... 48

    3.3.1 Presin y temperatura de evaporacin y condensacin ................................... 49

    3.3.3 Temperatura de congelacin ........................................................................... 50

    3.4 Criterios de seguridad ................................................................................................. 50

    3.4.1 Alta seguridad ................................................................................................. 50

    3.4.2 Mediana seguridad .......................................................................................... 51

    3.4.3 Baja seguridad ................................................................................................ 52

    4 COMPONENTES DEL SISTEMA ....................................................................................... 53

    4.1 El compresor ............................................................................................................... 53

    4.1.1 Compresor a pistn ......................................................................................... 54

    4.1.1.1 Compresor de construccin hermtico ............................................... 55

    4.1.1.2 Compresor de construccin semihermtico ....................................... 55

    4.1.1.3 Compresor de construccin abierto ................................................... 56

    4.1.1.4 Fro positivo y fro negativo ................................................................ 56

    4.1.2 Compresor scroll ............................................................................................. 57

    4.1.3 Compresor tornillo ........................................................................................... 58

    4.1.4 Compresor centrfugo ...................................................................................... 60

    4.3 El condensador ........................................................................................................... 61

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