UNIDAD 1
FUNDAMENTOS BASICOS DE REFRIGERACION
FUNDAMENTOS BASICOS DE REFRIGERACION
En esta industria aprovechamos la transferencia de calor para obtener termodinámicamente frío o calor, pero cuando se habla de tener bases sólidas que nos permitan comprender todo lo que estos conceptos involucran, nos encontramos con un sinfín de teorías, definiciones, ecuaciones, etcétera, que complican la aplicación. En esta unidad se hablará de la transferencia de calor y sus mecanismos, los cuales son fundamentales para entender los principios de operación de cualquier sistema HVACR.
La segunda ley de la termodinámica nos habla acerca de que la transferencia de calor es el proceso de propagación del calor en distintos medios. La transferencia de calor se produce siempre que existe un gradiente térmico o cuando dos sistemas con diferentes temperaturas se ponen en contacto. El proceso persiste hasta alcanzar el equilibrio térmico, es decir, hasta que se igualan las temperaturas.
Por ejemplo, si hay un vaso de agua fría en medio de un cuarto a temperatura ambiente, el calor del lugar comenzará a transferirse al agua fría hasta que se igualen las temperaturas entre ambos. Esto se debe a la diferencia de temperaturas entre el líquido y el espacio, ya que el calor siempre fluye de una zona de mayor a menor temperatura, por lo que el objeto frío elevará su temperatura y, por consecuencia, la correspondiente a la zona más cálida se reducirá.
Ahora bien, sabemos cómo es que existe el frío y el calor, pero ¿Cómo se traslada esta energía? La respuesta se encuentra en las diferentes maneras o mecanismos de transferencia de calor:
Es la transferencia de calor a través de los sólidos. El calor es transferido de la parte más caliente del material a la parte más fría, este ocurre cuando dos cuerpos con diferentes temperaturas están en contacto directo, provocando que el cuerpo con mayor temperatura entregue calor al cuerpo de menor temperatura hasta que su temperatura sea la misma.
La conductividad térmica varía de acuerdo al tipo de material; los gases tienen menor conductividad que los líquidos, pero la correspondiente a los sólidos, como el cobre y el aluminio, es alta. Este principio se rige por la ley de Fourier.
Este fenómeno ocurre cuando un fluido se pone en contacto con un objeto sólido. Consiste en la propagación de calor entre dos cuerpos a diferentes temperaturas por medio del movimiento de un fluido. Un sencillo ejemplo de este caso se puede apreciar en el hecho de calentar agua en un recipiente. En este caso, el líquido que se encuentra en la parte inferior comenzará a subir por diferencia de densidad, mientras que el agua que está en la superficie, descenderá. Esta principio se rige por la ley de enfriamiento de Newton.
NATURAL: Utiliza el aire natural del medio ambiente.
FORZADA: Utiliza un ventilador para mover masas de aire natural con la ayuda de unas aspas.
Es la transferencia de calor por medio de ondas electromagnéticas. Por ejemplo, los rayos solares poseen ondas electromagnéticas que calientan los objetos que se interponen en su camino. El pavimento en las carreteras es bombardeado por los rayos solares, provocando un aumento en su temperatura por la absorción del calor de las ondas de los rayos. Este principio se rige por la ley de Stefan-Boltzmann.
Una vez que hemos entendido acerca de los principios termodinámicos que están presentes en el proceso de refrigeración, no podemos dejar a un lado el término “frio”.