Refrigeración Industrial
Ing. Christian Guerrero Ocampo
Càceres Gurumendi Michelle Estefanía
Refrigeración y Aire Acondicionado
4° “C” Nocturna
Refrigeración Industrial
Ing. Christian Guerrero Ocampo
30 de Mayo, 2023
Michelle Estefanía Cáceres G.
4° “C” Refrigeración y A/C Nocturna
Refrigeración Industrial
Ing. Christian Guerrero Ocampo
Índice
Índice de Imágenes ................................................................................. 2
Sistema de Compresión Múltiple con Refrigeración Intermedia ......................................... 1
Refrigeración por compresión................................................................................................................................... 1
Ventajas .................................................................................................. 2
Las ventajas características de este tipo de sistemas son:.................................................................................... 3
Sistemas de compresión múltiple ............................................................ 4
De compresión múltiple: ......................................................................... 4
Sistema de doble etapa. ............................................................................................................................................. 4
Sistema en cascada..................................................................................................................................................... 4
Sistema de compresión múltiple con enfriador intermedio de tipo
abierto..................................................................................................... 4
Sistema de compresión múltiple con enfriador intermedio de tipo
cerrado.................................................................................................... 4
De compresión múltiple ............................................................................................................................................ 5
Máquinas que aplican la refrigeración por compresión ......................... 5
Conclusión ............................................................................................................................. 6
Referencias Bibliográficas ...................................................................... 6
Bibliografía ............................................................................................................................ 6
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Índice de Imágenes
Ilustración 1 Compresor industrial para R22............................................ 1
Ilustración 2 Compresor tandem de doble etapa capaz de generar
compresión múltiple. ................................................................................. 2
Ilustración 3 Estanque de recirculado para amoníaco .............................. 5
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Sistema de Compresión Múltiple con Refrigeración Intermedia
Refrigeración por compresión
La refrigeración por compresión
desplaza la energía térmica entre
dos focos; creando zonas de alta
y baja presión confinadas en
intercambiadores de
calor,
mientras estos procesos de
intercambio de energía se
suceden cuando el fluido
refrigerante se encuentra en
procesos de cambio de estado; de
líquido a vapor, y viceversa.
Ilustración 1 Compresor industrial para R22
El proceso de refrigeración por compresión se logra evaporando un gas
refrigerante en estado líquido a través de un dispositivo de expansión dentro de
un intercambiador de calor, denominado evaporador. Para evaporarse este
requiere absorber calor latente de vaporización. Al evaporarse el líquido
refrigerante
cambia su estado a vapor. Durante el cambio de estado el refrigerante en estado
de vapor absorbe energía térmica del medio en contacto con el evaporador, bien
sea este medio gaseoso o líquido.
A esta cantidad de calor contenido en el ambiente se le denomina carga térmica.
Luego de este intercambio energético, un compresor mecánico se encarga de
aumentar la presión del vapor para poder condensarlo dentro de otro
intercambiador de calor conocido como condensador. En este intercambiador
se liberan del sistema frigorífico tanto el calor latente como el sensible, ambos
componentes de la carga térmica.
(Amrandado, 2020)
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Los mayores problemas para alcanzar bajas temperaturas mediante el sistema
de compresión simple –o de una etapa- radican en las altas relaciones de
compresión requeridas para comprimir el refrigerante entre la presión de
succión y de descarga. Esto requiere un mayor trabajo del compresor lo que
implica un mayor consumo eléctrico y, por su parte, incide en la eficiencia
volumétrica de la compresión lo cual hace que el sistema pierda capacidad y se
vuelva ineficiente. (Wikiwand - Sistemas de Compresión Múltiple, 2022)
Cuando la relación de compresión
se eleva por encima de 1:7, la
temperatura de descarga de los
gases refrigerantes se eleva a
valores
que
hacen
que
el aceite pierda
su viscosidad nominal e incluso
puede llegar a dañar las láminas de
las válvulas de descarga en
los compresores alternativos.
En este tipo de compresores, Ilustración 2 Compresor tandem de doble etapa capaz de
generar compresión múltiple.
cuando la relación de compresión
alcanza valores superiores a 1:9
el gas comprimido en la cabeza del cilindro –también conocido como espacio
muerto- se encuentra a una presión tal que es posible que impida la entrada del
gas por las válvulas de succión. (Wikiwand - Sistemas de Compresión Múltiple,
2022)
Ventajas
El uso de este sistema tiene variadas ventajas desde el punto de vista de
la compresión, entre las cuales se destaca que para un mismo requerimiento se
puede obtener un mejor rendimiento o COP (Coefficient Of Performance), que
es la relación entre la energía que se obtiene, en este caso potencia frigorífica y
la energía gastada para su obtención: la energía eléctrica.
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Entre otras ventajas se consideran, un menor trabajo para los compresores y una
mejor condición de operación desde el punto de vista mecánico y de
mantenimiento; menor potencia eléctrica instalada ya que los motores son
considerablemente de menor potencia; mejor aprovechamiento de los
compresores ya que se obtienen rendimientos volumétricos y adiabáticos altos.
Las ventajas características de este tipo de sistemas son:
 Menor temperatura de descarga,
 Menor temperatura de evaporación,
 Mejora de la eficiencia volumétrica,
 Optimiza el recurso de compresión utilizando compresores más
pequeños,
 Menores relaciones de compresión en cada compresor
 Soluciona problemas de lubricación.
(Wikiwand - Sistemas de Compresión Múltiple, 2022)
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Ya que este aumento de presión además produce un aumento en su temperatura,
para lograr el cambio de estado del fluido refrigerante y producir el
subenfriamiento del mismo- es necesario enfriarlo al interior del condensador;
esto suele hacerse por medio de aire y/o agua conforme el tipo de condensador,
definido muchas veces en función del refrigerante. De esta manera, el
refrigerante ya en estado líquido, puede evaporarse nuevamente a través de la
válvula de expansión y repetir el ciclo de refrigeración por compresión.
Sistemas de compresión múltiple
Solución de compresión ideal para bajas temperaturas debido a las altas
relaciones de compresión que estos sistemas superan.
De compresión múltiple:
Sistema de doble etapa.
La doble etapa permite, mediante un compresor de doble etapa, alcanzar
elevadas relaciones de compresión y, por lo tanto, menores temperaturas con
capacidad de absorber mayor carga térmica. Sistema propio en cámaras de
congelado de alta eficiencia energética.
Sistema en cascada.
La compresión múltiple en cascada permite, mediante dos circuitos de
refrigeración de una etapa "semi independientes" y con distintos refrigerantes,
alcanzar temperaturas cercanas a los -80ºC. Propio en equipos de laboratorio
para almacenamiento de muestras biológicas.
Sistema de compresión múltiple con enfriador intermedio de tipo abierto.
Esta modalidad de compresión múltiple permite, mediante dos compresores y
un estanque presurizado conectado entre ambos, realizar una expansión y
enfriamiento del refrigerante en circulación antes de ingresar a la etapa de alta
presión. Propio de sistemas industriales.
Sistema de compresión múltiple con enfriador intermedio de tipo cerrado.
A diferencia del sistema anterior, al cual también se le puede denominar “de
inyección total”, aquí se produce una “inyección parcial” del refrigerante al
interior del estanque a fin de producir un enfriamiento. (Amrandado, 2020)
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De compresión múltiple:
Sistema de compresión múltiple con
estanque de recirculado
Un sistema de recirculado de compresión
múltiple permite bombear refrigerante
líquido a menor presión y temperatura a
los evaporadores inundados.
(Amrandado, 2020)
Ilustración 3 Estanque de recirculado para
amoníaco
Máquinas que aplican la refrigeración por compresión
Equipos de refrigeración
Aire acondicionado o acondicionador de aire
Refrigerador, nevera o frigorífico
Enfriador de agua
Tanque de leche
Cámara de refrigeración
Fábrica de hielo
Aire acondicionado automotor
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Conclusión
El sistema de refrigeración por compresión tiene un rendimiento superior en la
producción de temperaturas más bajas ya que cuenta con una fuente de energía
constante como la energía eléctrica, es por ello que este tipo de refrigeración se
la aplica más en procesos industriales, pero su consumo energético es alto y
además produce mayor contaminación.
Además de entender las aplicaciones de los sistemas de refrigeración, es
necesario comprender el ciclo y el principio de funcionamiento del sistema ya
sea de compresión o de absorción, tomando en cuenta que tipo de refrigerante
se va a usar ya que cada refrigerante está desarrollado para una a plicación
específica y de esta forma elegir el sistema de refrigeración más adecuado según
sea la necesidad de aplicación.
Referencias Bibliográficas
Bibliografía
https://rua.ua.es/dspace/bitstream/10045/17271/1/refrigeracion.pdf
amrandado. (2020, January 27). Fundamentos de Refrigeración. COMPRESIÓN
MECÁNICA | @amrandado. Juntadeandalucia.es.
https://blogsaverroes.juntadeandalucia.es/amrandado/fundamentos-de-refrigeracion/
Wikiwand - Sistemas de compresión múltiple. (2022). Wikiwand; Wikiwand.
https://www.wikiwand.com/es/Sistemas_de_compresi%C3%B3n_m%C3%BAltiple
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