Curso de Instalaciones Frigoríficas: 5. Líneas frigoríficas

En la quinta lección del curso de instalaciones frigoríficas hablaremos de las líneas de refrigerante, dándoles nombre, indicando el estado del refrigerante en cada una de ellas y señalando a que zona de la instalación pertenecen. A continuación encuentras un breve resumen.

Línea de aspiración

La línea de aspiración es la tubería que une la salida del evaporador con la aspiración del compresor. Normalmente, es la línea de mayor diámetro de la instalación y por lógica debe estar muy bien aislada. A la entrada tenemos vapor frío a baja presión, que al circular por la línea recibe calor del ambiente, incrementando su temperatura. Este incremento, que debe ser limitado dado que resulta perjudicial para el rendimiento del compresor y supone aumento de la temperatura de descarga, recibe el nombre el nombre de recalentamiento no útil.

Línea de descarga

Es la tubería que une la descarga del compresor con el condensador, en la misma solemos encontrar el separador de aceite. Al inicio de la línea de descarga tenemos el compresor, en el punto más caliente de la instalación frigorífica; esta línea no se suele aislar – salvo que sea para prevenir quemaduras – y tiene un diámetro intermedio entre la línea de aspiración y la línea de líquido. Por la misma circula vapor de refrigerante caliente a alta presión camino del condensador.

Línea de líquido

La línea de líquido es la de menor diámetro de la instalación. No se aísla, salvo que las condiciones ambientales hagan prever periodos en los que el medio ambiente pueda estar mucho más caliente que la línea (caso de uso de condensadores evaporativos o condensación por agua). Parte de la salida del condensador y finaliza en el dispositivo de expansión; por la misma circula refrigerante líquido ligeramente subenfriado, a alta presión. Ten en cuenta que la denominación de subenfriado indica que el líquido se encuentra a temperatura inferior a la de saturación a la presión de alta, pero todavía esta a temperatura mayor que el medio condesante (es decir, caliente).

Línea de líquido expansionado

Es una línea que en muchos libros de texto ni siquiera recibe nombre, y es que por lógica no debe existir. Así denominamos a la tubería que une la salida del dispositivo de expansión con la entrada del evaporador; por su interior circula una mezcla de líquido y vapor saturados a baja presión y baja temperatura. Lo idóneo es reducir al máximo su longitud para evitar pérdidas de frío, conectando el dispositivo de expansión justo a la entrada del evaporador. Esta línea es apreciable cuando esto no es posible o en equipos partidos de bomba de calor reversible.

Si quieres una explicación detallada, te invito a que veas el siguiente vídeo.

Vídeo de la lección

Curso de Instalaciones Frigoríficas: 4. Transformaciones del refrigerante

Dedicamos la cuarta clase del curso de instalaciones frigoríficas a hablar de las transformaciones que sufre el refrigerante en el ciclo. Como verás en el vídeo dividiremos la instalación en dos zonas zona de alta presión, en la que el refrigerante se encuentra a temperaturas mayores que la del medio ambiente, y zona de baja presión en las que el fluido frigorífico se encuentra a temperaturas más bajas que el ambiente. En los siguientes apartados te resumo las transformaciones que sufre el refrigerante, referidas a la parte de la instalación en la que se producen.

Evaporador

En el evaporador tienen lugar dos transformaciones:

• Evaporación: El refrigerante absorbe calor del medio a enfriar y al hacerlo se evapora.
• Recalentamiento: Una vez finalizada la evaporación, el vapor de refrigerante sigue absorbiendo calor del medio a enfriar, aumentando ligeramente de temperatura. Al recalentamiento que tiene lugar en el interior del evaporador se le llama útil. Al recalentamiento que se produce en la línea de aspiración (del que hablaremos en la próxima lección) se le llama no útil. Los ciclos inundados trabajan sin recalentamiento útil.

Compresor

El compresor aspira el vapor frío que tenemos a la salida del evaporador y lo descarga camino del condensador. El el interior del compresor el refrigerante es comprimido, con lo que se reduce su volumen específico, aumenta la presión y aumenta su temperatura. A la entrada del compresor tenemos vapor a baja presión y baja temperatura y a la salida obtenemos vapor caliente a alta presión y alta temperatura.

Condensador

En el condensador el refrigerante cede calor al medio condensante, enfriándose; al hacerlo sufre tres procesos consecutivos:

• Desrecalentamiento: El vapor recalentado procedente del compresor pierde temperatura hasta alcanzar la temperatura de saturación a la presión que reina en el condensador.
• Condensación: El vapor saturado pierde calor, condensándose y transformándose en líquido saturado.
• Subenfriamiento: El líquido saturado, todavía a mayor temperatura que el medio condensante, cede calor, perdiendo unos grados de temperatura.

Dispositivo de expansión

En el dispositivo de expansión el líquido caliente procedente del condensador sufre una abrupta pérdida de presión, llamada laminación isoentálpica, que reordena su energía. La pérdida de presión facilita que algunas moléculas del líquido se evaporen, estas moléculas absorben calor de las que no se evaporan provocando la bajada de temperatura de estas últimas; de esta forma pasamos de tener un líquido caliente a la entrada a una mezcla de líquido y vapor fríos, a baja presión y baja temperatura.

Si quieres que te cuente los procesos con detalle, puedes ver este vídeo.

Vídeo de la lección

Curso de Instalaciones Frigoríficas: 3. Balance energético

En la tercera lección del curso de instalaciones frigoríficas estudiaremos el balance energético de un ciclo frigorífico de compresión mecánica en simple etapa. Veremos como en este ciclo intervienen tres potencias:

• Potencia frigorífica: Es el calor por unidad de tiempo que el medio a enfriar cede al refrigerante a través del evaporador.
• Potencia térmica en el condensador: Calor por unidad de tiempo que el refrigerante cede al medio condensante a través del condensador. En las bombas de calor usadas para calefacción este es el efecto útil.
• Potencia absorbida o de arrastre: Potencia entregada al compresor, necesaria para la realización del trabajo de compresión del refrigerante y para cubrir las pérdidas mecánicas y eléctricas de compresor y motor.

Si los procesos fuesen ideales, este esquema respondería al ciclo de Carnot inverso; aplicando al ciclo el primer principio de la termodinámica podríamos concluir que el calor cedido por el condensador en la unidad de tiempo es igual a la suma de la potencia frigorífica y la potencia absorbida por el compresor; como veremos en el vídeo esto supone que los ciclos frigoríficos puedan tener rendimientos superiores a la unidad.

Vídeo de la lección

Curso de Instalaciones Frigoríficas: 2. Componentes básicos

Dedicaremos la segunda clase del curso de instalaciones frigoríficas a hablar de los componentes básicos de un ciclo frigorífico de compresión mecánica. Explicaremos que todo ciclo frigorífico de compresión debe contar al menos con compresor, condensador, dispositivo de expansión y evaporador y hablaremos de las funciones de cada uno de estos componentes.

También presentaremos por primera vez el esquema del ciclo frigorífico en simple etapa y veremos cómo los componentes están unidos por tuberías.

Ten en cuenta que salvo que la instalación frigorífica sea muy pequeña (mueble refrigerado, vitrina, etc.) interesa que el condensador esté en contacto con el medio condensante, es decir en el exterior si es condensador por aire y que el compresor esté en un recinto para maquinaria o local técnico.

Vídeo de la lección

Curso de Instalaciones Frigoríficas: 1. Tipos de instalaciones frigoríficas

En esta primera clase de instalaciones frigoríficas hablaremos de los tipos de instalaciones que nos vamos a encontrar en el desarrollo de nuestra actividad. Trabajaremos en base al siguiente esquema:

A continuación encuentras el vídeo de la lección; presta a la atención a la diferencia entre congelar y conservar congelado.

Vídeo de la lección