Componentes del circuito de refrigeración
"Ciclo de refrigeración por compresión de vapor" es el nombre dado para describir el funcionamiento de los circuitos cerrados utilizados en aplicaciones de refrigeración.
Esto aprovecha la evaporación de un refrigerante dentro del circuito, específicamente en un intercambiador de calor llamado evaporador, que absorbe energía del aire circundante; Esto es entonces entregado al compartimiento del almacenaje del alimento por la convección natural o ventilada-forzada (también vea "CREAR FRIO" y "PRESIÓN Y TEMPERATURA").
Una vez que se ha evaporado, el refrigerante ya no puede absorber cantidades considerables de energía y, por consiguiente, necesita ser devuelto al estado líquido por condensación.
El problema surge así de tener un ambiente que es "frío" suficiente para absorber la energía del refrigerante, que naturalmente no puede ser el mismo compartimiento de almacenamiento que acaba de ser enfriado.
Al aprovechar la correlación entre la presión y la temperatura para el cambio de estado por el cual las presiones más altas corresponden a temperaturas más altas, se utiliza un compresor para comprimir el refrigerante a una presión que es más alta que el evaporador (hasta 8-10 veces) de modo que el proceso de condensación Puede tener lugar a una temperatura que sea compatible con una fuente "fria" fácilmente disponible, típicamente el aire exterior.
La condensación se produce así a una alta temperatura (usualmente 35-55 ° C) dentro de un intercambiador de calor donde los dos fluidos están fuera del aire y del refrigerante. Este último se condensa y vuelve al estado líquido, mientras que el aire exterior se calienta.
El refrigerante líquido está todavía a alta presión cuando sale del condensador. Por lo tanto, se necesita un dispositivo de expansión para expandir el refrigerante líquido y reducir su presión al valor en el que se produce la evaporación; El refrigerante ha vuelto a su estado inicial (líquido a baja presión y temperatura) y puede absorber de nuevo la energía del aire en el compartimento de almacenamiento de alimentos.
Los componentes principales de un circuito refrigerante son:
Evaporador:es un intercambiador de calor similar a un radiador cuando es utilizado con aire (serpentín aleteado) o más compacto en caso de uso con agua (intercambiador de calor de placas, haz tubular); permite el intercambio de energía por conducción entre el refrigerante que se evapora cambiando de líquido a gas y el aire (o el agua) es enfriado. La evaporación se produce a presión y temperatura prácticamente constantes exepto alguna pérdida de presión. El refrigerante que sale del evaporador será un gas calentado con una temperatura ligeramente superior a la de evaporación.
Compresor: Éste es un dispositivo que proporciona compresión volumétrica, es decir una reducción progresiva en volumen, usando sistemas giratorios o alternativos. El compresor tiene la función de hacer circular el refrigerante dentro del circuito, aspirandolo específicamente como un gas del evaporador y después comprimiéndolo y suministrándolo a mayor presión al condensador. El trabajo mecánico realizado por el compresor implica un aumento significativo de la temperatura del gas (a veces por encima de 100 ° C), así como el consumo de energía. El consumo de potencia del compresor depende de la diferencia entre las dos presiones de funcionamiento. El refrigerante que entra en el compresor debe estar en estado gaseoso, ya que los líquidos son notoriamente incompresibles. El compresor comienza a funcionar cuando la unidad necesita enfriar y normalmente se activa a través de sistemas de control de temperatura.
Condensador: Este es un intercambiador de calor que es similar a un evaporador pero ligeramente más grande, y también puede ser una bobina con aletas, un intercambiador de calor de placas o un haz de tubos. Intercambia energía entre el aire exterior (o el agua) soplado por los ventiladores y el refrigerante en forma de gas caliente descargado por el compresor. El refrigerante se enfría y luego se condensa a una temperatura y presión prácticamente constante, lo que significa que sufre un ligero subenfriamiento. En la salida del condensador el refrigerante estará en estado líquido a alta presión y con una temperatura ligeramente inferior a la temperatura de condensación.
Dispositivo de expansión:Que consiste en una abertura calibrada, un tubo capilar delgado o una válvula reguladora mecánica o motorizada con control por microprocesador. El choque producido por el dispositivo de expansión disminuye la presión del refrigerante líquido que sale del condensador sin intercambiar energía. Esto explora el principio de Bernoulli por el cual la velocidad de un fluido a través de una restricción aumenta significativamente, causando una caída de presión y una correspondiente caída de temperatura. De esta manera, el refrigerante líquido vuelve a baja presión y baja temperatura y está listo para evaporarse de nuevo, repitiendo el ciclo descrito anteriormente.
El dispositivo de expansión también tiene la función de controlar el flujo de refrigerante a través del circuito. Una cantidad excesiva puede dañar el compresor ya que no se evapora completamente en el evaporador, quedando parcialmente en estado líquido. Una cantidad insuficiente reduce sensiblemente la eficiencia de la unidad, ya que el evaporador no se aprovecha en su totalidad.
