Refrigeración y Climatización: Componentes, Procesos y Psicrometría

Procesos de Producción de Frío

• Ciclo de eyección de vapor
• Por efectos Peltier: Semiconductores tipo P y tipo N, corriente continua, pequeña potencia.
• Por absorción o adsorción: Compresor térmico, usa energía térmica, emplean un líquido para retener el refrigerante.

Refrigerantes

Fluido que cambia de fase en el condensador y el evaporador, al modificar su presión, intercambiando energía de contorno.

Propiedades

• Termodinámicas: Calor latente de cambio de fase, cambio de fase/temperatura.
• Químicas: Comportamiento frente a la humedad, con los materiales, interacción con el aceite lubricante.
• Seguridad: Toxicidad, límites de concentración de aire, fugas, detección de fugas.
• Presión de trabajo: Baja, media, alta, muy alta.
• Reglamento de seguridad: Alta, media, baja.

Criterios de Selección del Refrigerante

Temperatura, aceite, presión, deslizamiento, limpieza, impacto ambiental, etc.

Nomenclatura

R inicial, se numeran por orden de aparición, letras indican la composición de la mezcla (zeotrópicos a partir de 400 y azeotrópicos a partir de 500).

Tipos de Compresores

Por Disposición del Motor

• Abiertos: Separado motor/compresor, posible reparación.
• Semiherméticos: Misma carcasa motor/compresor, posible reparación.
• Herméticos: Misma carcasa, no reparable.

Por Tecnología Usada para la Compresión

• De paletas multicelular.
• De paleta excéntrica monocelular.
• Compresores scroll.
• Compresores de membrana (estos 4 son herméticos).
• Centrífugos.
• De tornillo (abiertos).
• De pistón (abiertos, semiherméticos o herméticos).

Válvulas de Expansión

• De expansión termoestática de bulbo remoto: Controla la temperatura a la salida del evaporador.
• De expansión automática: Controla la presión de descarga del evaporador.

Condensadores y Evaporadores

Sistemas que permiten el intercambio de calor entre el refrigerante y el medio. Intercambian calor. Cuidado con la legionella.

Procesos que Usan Ciclos Frigoríficos

• Cámaras frigoríficas: Varios tamaños, acumulación de productos congelados. En el interior está el evaporador. Pérdidas por renovación de aire y por las paredes.
• Túneles de congelado industriales: Congelado de productos, aire recirculado, refrigerante amoníaco.
• Transportes frigoríficos: Por camión, barco, tren, etc. Mantener la cadena de frío.

Acondicionamiento de Locales

• Sistemas de expansión directa compactos (Aire-Aire).
• Sistemas de expansión partidos.
• Sistemas multi-split (VRV).
• Bombas de calor.

Psicrometría

Sirve para:

• Determinar las características del aire (temperatura, humedad, punto de rocío, etc.).
• Determinar las condiciones del ambiente (interiores y exteriores).
• Calcular las condiciones del aire en la impulsión (cargas sensible/latente).
• Determinar la evolución en las UTA, procesos industriales.

Conceptos Clave

• Temperatura de rocío: Temperatura mínima a la que puede enfriar el aire sin que se produzca condensación del vapor de agua.
• Temperatura de bulbo húmedo: Temperatura que alcanza el bulbo húmedo cuando se igualan el flujo de calor por convección desde el aire hasta el bulbo, con el necesario para mantener la evaporación del bulbo de aire.
• Humedad absoluta: Masa de vapor de agua por unidad de volumen de aire (no se usa).
• Humedad relativa: Relación entre la presión de vapor del aire y la de saturación a la misma temperatura. Se expresa en %.
• Humedad específica: Masa de vapor de agua por unidad de masa de aire seco.
• Grado de saturación: Relación entre la masa de vapor de aire y la de saturación a la misma temperatura. Coincide con la humedad relativa.
• Volumen específico: Volumen ocupado por la unidad de masa de aire seco.