OBJETIVO
El objetivo de este blog es crear inquietud y curiosidad a los estudiantes que están comenzando una carrera técnica laboral en Refrigeración.DESARROLLO
Se propondrán temas básicos para que una persona sin conocimientos previos en la materia se haga la idea de como funciona un sistema de refrigeración o de aire acondicionado. Se propondrán enlaces para que se amplíen los conceptos básicos.¿QUÉ ES LA REFRIGERACIÓN?
Se entiende como refrigeración al proceso de disminuir la
temperatura a un objeto cualquiera y en el caso de que ese objeto sea el aire,
llamaríamos a este proceso acondicionamiento de aire.
¿Por qué queremos bajarle la temperatura a algo?
Pues en el caso de los alimentos para preservarlos por mayor
tiempo, para poder transportarlos largas distancias sin que se descompongan,
etc. Desde siglos atrás la gente había aprendido que si se guardaban los alimentos en presencia de un bloque de hielo, estos durarían más sin dañarse. Así nacieron las primeras “cajas de hielo” que eran unos armarios donde en la parte superior se metía un gran trozo de hielo (bajado de un nevado) y en la parte inferior se mantenían los productos a preservar.
Aqui se puede ver otro de esos armarios-neveras muy antiguos.¿Para que queremos bajarle la temperatura al aire?
Pues sencillamente para hacer más confortable nuestra
zona de trabajo, de estudio o de vivienda.
En los climas cálidos como el nuestro siempre agradecemos
que cuando entramos a un lugar, este lugar tenga Aire Acondicionado. Si
trabajamos en un ambiente así, seremos más productivos y nos cansaremos menos.
En los vehículos además de bajar la temperatura y la humedad, también sirve el aire acondicionado para aislarnos del ruido exterior, de la contaminación y para disminuir la resistencia del viento.
En los vehículos además de bajar la temperatura y la humedad, también sirve el aire acondicionado para aislarnos del ruido exterior, de la contaminación y para disminuir la resistencia del viento.
¿CÓMO LE BAJAMOS LA TEMPERATURA A UN CUERPO?
Por experiencia personal, muchos hemos descubierto que al
contacto con ciertas sustancias nuestra piel se enfría, como cuando ponemos
alcohol medicinal en nuestra mano y notamos rápidamente que se enfría. Algo
parecido usan nuestras madres cuando tenemos fiebre y es el uso de paños de
agua fría para bajarnos la temperatura.
En ambos casos bajamos la temperatura pero hay
diferencias en los dos procesos. En el primero, el del alcohol, éste se evapora
y roba calor al cuerpo disminuyéndole así la temperatura.
En el caso del paño de agua fría, la disminución de
temperatura ocurre sin evaporación, simplemente el calor pasa de un cuerpo
caliente (nuestra piel) a uno más frio (el agua en el paño).
Miremos más de cerca el fenómeno de la evaporación. Al
agua le agregamos calor en una estufa para que se evapore.
Pero el alcohol roba calor de la superficie donde está para evaporarse.
Es el mismo proceso de transferencia de calor que viaja de un cuerpo caliente a uno más frio. Además son dos sustancias con propiedades físicas diferentes.
Pero el alcohol roba calor de la superficie donde está para evaporarse.
Es el mismo proceso de transferencia de calor que viaja de un cuerpo caliente a uno más frio. Además son dos sustancias con propiedades físicas diferentes.
Este comportamiento está influido por la presión a la que
se encuentren sometidas las sustancias. Sabemos que el agua se evapora más fácil,
(a menos temperatura) en Manizales que en Buenaventura. La presión atmosférica
en Manizales, a 2100 m de altura sobre el nivel del mar es mucho menor que la
presión en el puerto.
Entonces a menos presión los líquidos se evaporan a menor temperatura. E
inversamente, a mayor presión se evaporan a mayor temperatura. Por eso en una
olla a presión tenemos agua líquida a 120 grados C y los alimentos se cocinan
más rápido.
Imaginémonos entonces un líquido que se evapore muy fácilmente a 0 grados
C y a la presión atmosférica. Ahora imaginémonos que seguimos bajando la
temperatura hasta -33 grados C y nuestro líquido sigue evaporandose a la
presíon atmosférica. Pues este líquido existe (es un gas a temperatura ambiente) y se
llama Amoniaco.
Este Amoniaco y otros compuestos con propiedades similares (que se
evaporan a temperaturas por debajo de 0 grados C) naturales o creados en
laboratorios se llaman líquidos (o gases) refrigerantes.
CONSTRUYAMOS UN EQUIPO DE AIRE ACONDICIONADO
Ahora aprovechemos esta característica de los refrigerantes para enfriar el aire de nuestro cuarto. Simplemente hagamos que esta sustancia en estado líquido pase a través de un tubo que con varias curvas forme un serpentín y hagamos circular el aire por el exterior del tubo con ayuda de un ventilador. Tendremos que el refrigerante líquido dentro del tubo se evaporará extrayendo calor del aire circulante, bajándole así la temperatura. Llamemos a este serpentín “evaporador”.
Ahora aprovechemos esta característica de los refrigerantes para enfriar el aire de nuestro cuarto. Simplemente hagamos que esta sustancia en estado líquido pase a través de un tubo que con varias curvas forme un serpentín y hagamos circular el aire por el exterior del tubo con ayuda de un ventilador. Tendremos que el refrigerante líquido dentro del tubo se evaporará extrayendo calor del aire circulante, bajándole así la temperatura. Llamemos a este serpentín “evaporador”.
Ya casi tenemos nuestro equipo de aire acondicionado.
Ahora necesitamos recuperar el refrigerante que se ha evaporado para
repetir el ciclo. Pero además de recuperarlo necesitamos convertirlo a líquido
otra vez para que se evapore y vuelva a robar calor. Y este calor lo tenemos
que desechar pero fuera del cuarto que hemos enfriado.
Si a este refrigerante evaporado le elevamos la temperatura mediante un
compresor y lo hacemos circular por otro serpentín, pero esta vez en contacto
con el aire externo, el refrigerante cederá su calor al exterior y al hacerlo
se condensará (volverá a su estado líquido). Llamemos a este serpentín
“condensador”.
Pero al usar un compresor, la presión del refrigerante aumentará. Por esto, antes de hacer circular nuevamente el líquido por el evaporador debemos bajarle la presión y esto lo logramos con un tubo de diámetro muy pequeño llamado “capilar” o con una dispositivo diseñado para este objetivo y llamado “válvula de expansión”.
Pero al usar un compresor, la presión del refrigerante aumentará. Por esto, antes de hacer circular nuevamente el líquido por el evaporador debemos bajarle la presión y esto lo logramos con un tubo de diámetro muy pequeño llamado “capilar” o con una dispositivo diseñado para este objetivo y llamado “válvula de expansión”.
De igual forma que enfriamos el aire de una habitación, también lo
enfriamos dentro de nuestras neveras y congeladores. El principio es el mismo y
la máquina básica tiene 4 componentes principales: (1) El evaporador que absorbe calor
del ambiente cerrado, (2) el condensador que expulsa calor al exterior, (3) el compresor que bombea vapor a través del
sistema y (4) el dispositivo de expansión que dosifica el refrigerante.
Actividad 1: Se propone a
los estudiantes que dibujen el circuito completo de refrigeración, basados en
los dos diagramas anteriores e incluyendo los 4 componentes básicos: compresor,
capilar (válvula de expansión), condensador y evaporador y los adicionales como ventiladores y
receptores de líquido.
Actividad 2: Investigar sobre
los peligros para la atmósfera de los gases refrigerantes
