miércoles, 5 de marzo de 2014

Electricidad



¿Qué es la electricidad?

La corriente eléctrica es un flujo de electrones que se desprenden de los átomos. La fuerza de la corriente depende de la cantidad y la velocidad de los electrones. Un flujo de miles de millones de éstos apenas produce una corriente leve.

Los átomos son las partículas diminutas que forman toda la materia. Los electrones giran alrededor del núcleo del átomo, en órbitas llamadas niveles o capas. Cada capa contiene por lo general un número diferente de electrones. Los diversos elementos químicos que constituyen la materia tienen distinto número de electrones en sus átomos. El del hidrógeno, por ejemplo, sólo tiene un electrón, mientras que el del cobre tiene 29, distribuidos en cuatro capas.

El núcleo del átomo tiene carga eléctrica positiva, y los electrones, carga negativa. Así, el átomo es eléctricamente neutro, porque las dos cargas se contrarrestan. Pero los electrones (por lo regular los de la capa exterior) pueden desprenderse por la acción del calor, por ejemplo, o se unen a otro átomo en una reacción química que implique el cambio de la naturaleza de una sustancia, como el óxido que se forma en los metales. Un átomo (o grupo de átomos) que pierde o gana electrones se carga eléctricamente y se le llama ión. El ión tiene carga positiva si ha perdido electrones, o negativa si los ha ganado. Los electrones libres se mueven al azar, pero se genera un flujo de ellos si son atraídos por una fuente de iones positivos.

No habrá corriente eléctrica en un circuito a menos que haya exceso de electrones en un extremo y deficiencia de ellos en el otro. Esto se llama diferencia de potencial y se mide en voltios.

Los metales son buenos conductores de la electricidad porque tienen muchos electrones débilmente ligados, lo que propicia que el flujo eléctrico se acelere al encontrar escasa resistencia. Los malos conductores, como el hule, tienen átomos cuyos electrones no se desprenden fácilmente. Un circuito eléctrico es el recorrido (generalmente por un alambre de cobre) que realiza una corriente eléctrica partiendo de una fuente de energía y regresando a ella. La fuente puede ser una batería o un generador.

La electricidad se transmite de los generadores a las casas por medio de cables dotados de alambres de salida y de regreso. Al desplazarse los electrones por su alambre, primero son atraídos en una dirección, luego en la contraria, de acuerdo con el cambiante campo magnético del imán del generador. Esto produce la corriente alterna.

De manera convencional, se dice que la corriente fluye del polo positivo al negativo, como si la carga empujara a la electricidad hacia donde no la hay. Esta convención se estableció antes de que los científicos supieran que los electrones fluyen hacia la carga positiva.

miércoles, 15 de enero de 2014

Ciclo de refrigeración por compresión

La 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 y luego a vapor sobrecalentado. 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 y hacerlo líquido de nuevo. En este intercambiador se liberan del sistema frigorífico tanto el calor latente como el sensible y el calor generado por el compresor, ambos componentes de la carga térmica. 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 en estado líquido, puede evaporarse nuevamente a través del dispositivo de control de refrigerante y repetir el ciclo de refrigeración por compresión.
En el ciclo de refrigeración ideal, en los balances de energía del equipo se desprecian cualquier pérdida o ganancia de calor en las tuberías, considerando que los únicos intercambios de calor que se producen en el sistema, ocurren en el evaporador y en el condensador, a pesar de que se conoce que el fluido refrigerante presenta una temperatura diferente a la de las tuberías y que esto necesariamente produciría un intercambio de calor. En cuanto a la presión las perdidas por fricción en el sistema son completamente despreciables, debido a que las presiones entre los recorridos de las tuberías no varían significativamente. En el equipo se observa que existen dos zonas de presión. La de alta presión, que se encuentra entre el compresor y la entrada del dispositivo de control de refrigerante y la otra de presión baja que se encuentra entre la salida del dispositivo de control de refrigerante y la entrada del compresor.
Tomado de:http://es.wikipedia.org/wiki/Refrigeraci%C3%B3n_por_compresi%C3%B3n

domingo, 15 de diciembre de 2013

Dispositivos de control de refrigerante

Control de flujo de refrigerante.

Este componente es clave en los sistemas de refrigeración y aire acondicionado.Tiene la capacidad de mantener el flujo másico de refrigerante que fluye hacia el evaporador. Además crea una diferencia entre el lado de baja y alta presión, es la balanza del sistema.
 Los diferentes nombres como los podemos conocer son: válvula de expansión, restrictor y capilar.
Su principal función es controlar la cantidad de refrigerante líquido  que entra al evaporador y provocar una caída de presión  en el evaporador. En todos los  casos la válvula de expansión, el tubo capilar o el restrictor, tienen un orificio muy pequeño.
Existen varios tipos básicos de válvulas  para el control de flujo de refrigerante:
  1. Válvula de expansión manual.
  2. Válvula de expansión automática.
  3. Válvula de expansión termostática.
  4. Válvula flotador (Presión de baja).
  5. Válvula flotador (presión de alta).
  6.  Capilar.
Cualquier tipo de control de refrigerante tiene como objetivo dos funciones:
  1. Controlar el flujo refrigerante líquido que va hacia el evaporador. El cual debe ser proporcional al tamaño del sistema de refrigeración.
  2. Mantener el diferencial de presión del condensador y el evaporador, lo que viene siendo el lado de alta presión y lado de baja presión del sistema, a fin de permitir la evaporación del refrigerante en el evaporador.
Aquí veremos algunas funciones de los controles de flujo de refrigerante:
Expansión manual: El flujo de refrigerante líquido depende del orificio y la abertura de la válvula, este ajuste se debe ser manual, la desventaja no responde a los cambios de carga del sistema, por ejemplo tubería de entrada es de 3/8”, el orificio 0.078” y la tubería a la entrada al evaporador es de ½”.
Expansión Automática: La función principal es de mantener la presión constante en el evaporador, alimentando mayor o menor líquido refrigerante hacia el evaporador, esta válvula tiene una aguja y un asiento, un diafragma de presión y un resorte, el cual se puede ajustar dependiendo la carga deseada, el ajuste se hace por medio de un tornillo.
Expansión Termostática: Tiene una alta eficiencia y es fácil de adaptarse a cualquier aplicación de refrigeración, mantiene un grado constante de sobrecalentamiento a la salida del evaporador.
Igualador externo: Mantiene un flujo másico de refrigerante, puede actuar dependiendo de la temperatura y la presión del evaporador, es decir el diferencia de presión hace el efecto de abrir o restringir el flujo de refrigerante.
Tipos flotador: Este control de refrigerante lo podemos ver en los evaporadores inundados, abre solo cuando haga falta nivel de líquido refrigerante en evaporador.
Como podemos ver podemos encontrar un sin fin de válvulas de expansión o controles de refrigerante, recuerda, siempre se debe saber la especificación de carga térmica, para la selección de la válvula de expansión, esto hace más eficiente el sistema, protegiendo incluso al compresor de un golpe de líquido.
VÁLVULA DE EXPANSIÓN AUTOMOTRIZ
VÁLVULA DE EXPANSIÓN TERMOSTÁTICA
VÁLVULA DE EXPANSIÓN CON IGUALADOR EXTERNO

lunes, 11 de noviembre de 2013

Condensadores para refrigeración

Su función consiste en extraer el calor proveniente del área, cuerpo o sustancia, además del calor generado por el compresor en su operación normal. Para tal fin, el refrigerante que viene del compresor a alta presión y temperatura es recibido por el condensador, que se encarga de descargar ese calor por medio del aire, (ya sea por gravedad o por aire forzado) o de agua. En algunas ocasiones también se emplean los dos sistemas en una misma instalación. El refrigerante, por consiguiente al ceder este calor por los diferentes medios ya mencionados pasa del estado gaseoso al estado líquido y se dispone de nuevo a repetir el ciclo de refrigeración.

Condensadores refrigerados por aire: 
El sistema de condensador de aire por gravedad es el mas usado en los refrigeradores de tipo doméstico, con muchas variantes de orden constructivo. 
En instalaciones frigoríficas de aplicación comercial e industrial se ha utilizado el condensador del tipo tubo aleteado y circulación forzada de aire por acción de un motor o moto-ventilador que se acoplan a los condensadores.

Condensadores refrigerados por agua:
Se subdividen en tres tipos:

  1. De contracorriente: Que está formado por dos tubos de diferente diámetro concéntricos. El refrigerante pasa entre el tubo pequeño y el mayor y el agua refrigeradora por el interior del tubo de menor diámetro. El agua entra por la parte inferior y el refrigerante por la parte superior del condensador; circulando los dos en sentido contrario de aquí la denominación de contracorriente.
  2. De inmersión: Están formados por un depósito en cuyo interior va inserto un serpentín de agua. Estos condensadores presentan un inconveniente con la limpieza del serpentín que al carecer de tapas o cabezales, debe efectuarse un lavado pasando una solución desincrustante por su interior. 
  3. Del tipo multitubular: Está formado por un recipiente cilíndrico y tubos interiores de cobre liso o aleteados, por los que circula el agua enfriadora. Estos tubos van taladrados y ajustados herméticamente a una platinas soldadas a los extremos del recipiente, el cual está provisto de tapas para la limpieza de la conducción de agua. Se usa casi exclusivamente en instalaciones de gran capacidad.


miércoles, 6 de noviembre de 2013

Clases de compresores para refrigeración y aire acondicionado

Compresores alternativos o reciprocantes
Se trata de un compresor con un diseño muy parecido al de un motor de un automóvil, con pistón o pistones y un cigüeñal que realiza carreras alternas de dicho o dichos pistones. Con unas válvulas de succión y descarga para realizar  su trabajo. Han sido los compresores mas difundidos y conocidos a través de la historia.  Sus diseños varían bastante por lo que encontramos, por ejemplo compresores en V, W o estrella.


Compresores rotativos
Son también un tipo particular de compresores herméticos de pistón, en los cuales el movimiento alternativo se ha reemplazado por un movimiento circular continuo . Existen dos variantes: el tipo de excéntrica y el de paletas.
El tipo e excéntrica generalmente consiste de un cigüeñal del tipo excéntrica montado en un cárter circular, con un anillo de movimiento libre acoplado al mismo. Este conjunto da vueltas dentro del cárter con el anillo libre, girando normalmente a una velocidad más reducida que la del eje de la excéntrica. Dicho anillo no tiene contacto efectivo con las paredes del cilindro y logra un sello de gas perfecto merced a la acción del aceite lubricante.
En el paso de descarga hay una válvula del tipo lengüeta que evita que el gas comprimido regrese a la cámara del cilindro. Su función es similar a la de la válvula  de descarga en los compresores de tipo de acción simple reciproca, pero no tiene que rendir un sello de gas absoluto.
El refrigerante procedente del evaporador pasa a través de orificio de aspiración llenando el espacio formado entre el rotor, el cilindro y las dos paletas contiguas. Al girar el rotor se va reduciendo el volumen de refrigerante comprimiéndose fuertemente hasta llegar al final de la vuelta, descargando entonces por el orificio de compresión hacia el condensador. 

Compresores centrífugos
Se han desarrollado para su aplicación en instalaciones de gran capacidad, destinadas al enfriamiento de agua o salmuera. 
Desde el punto de vista rentable, estos compresores suplantan a los compresores típicos de pistón cuando se trata de obtener producciones que superen las 500.000 frigorías/hora.
Sus ventajas principales son que ocupan un espacio reducido y produce pocas vibraciones debido al equilibrio riguroso de las partes rotativas, aunque las más notables consisten en la facilidad de variación de la potencia frigorífica que es posible obtener debido a los álabes de pre rotación y por otra parte, al hecho de que el refrigerante permanece en el compresor  perfectamente puro, sin trazas de erosión en los álabes.

Compresores de tornillo 
Giran al velocidades comprendidas entre 3000 y 30000 revoluciones por minuto.
No emplean válvulas de aspiración ni de descarga y la compresión del refrigerante se obtiene en el espacio entre los huesillos helicoidales de igual diámetro exterior montado dentro de un cárter de fundición de alta resistencia.
El huesillo primario va provisto de cuatro pasos de perfil semicircular y el otro´llamado secundario, de seis pasos. Estos huesillos no llegan a tocarse entre si, girando uno contra el otro con una pequeña holgura en la que se realiza la compresión den refrigerante aprisionado
 entre los hilos de los huesillos.
Estos compresores deben ir provistos de separadores de aceite eficaces, ya que el enfriamiento de la máquina se efectúa por inyección de aceite en diversas partes de la misma, el cual se mezcla naturalmente con el refrigerante aspirado.

Compresores caracol o scroll
En estos compresores la clave de los componentes son dos láminas o chapas en forma de espiras. Un plato está fijado en la parte de arriba y otro en la parte baja, que está en órbita.
Las cámaras están fijadas por dos parejas de espirales. La succión, la compresión y la descarga ocurren simultanea y continuamente.
Son utilizados en instalaciones de alta temperatura.

jueves, 24 de octubre de 2013

Tipos de compresores


Compresor del tipo abierto usado en aire
acondicionado para vehiculos.
Compresores de tipo abierto
Los primeros modelos de compresores de refrigeración fueron de este tipo. Con los pistones y cilindros sellados en el interior de un Cárter y un cigüeñal extendiéndose a través del cuerpo hacia afuera para ser accionado por alguna fuerza externa. Tiene un sello en torno del cigüeñal que evita la pérdida de refrigerante y aceite del compresor.







Desventajas:

  • Mayor peso
  • Costo superior
  • Mayor tamaño
  • Vulnerabilidad a fallas de los sellos
  • Difícil alineación del cigüeñal
  • Ruido excesivo
  • Corta vida de las bandas o componentes de acción directa

Este compresor ha sido reemplazado por el moto-compresor de tipo semihermético y hermético, y su uso continua disminuyendo a excepción de aplicaciones especializadas como es el acondicionamiento de aire para automóviles.
Moto-compresores semiherméticos
Este tipo de compresores fue iniciado por Copeland y es utilizado ampliamente en los populares modelos Copelametic. El compresor es accionado por un motor eléctrico montado directamente en el cigüeñal del compresor, con todas sus partes, tanto del motor como del compresor, herméticamente selladas en el interior de una cubierta común.
Se eliminan los trastornos del sello, los motores pueden calcularse específicamente para la carga que han de accionar, y el diseño resultante es compacto, económico, eficiente y básicamente no requiere mantenimiento. Las cabezas cubiertas del estator, placas del fondo y cubiertas de Cárter son desmontables permitiendo el acceso para sencillas reparaciones en el caso de que se deteriore el compresor.
Moto-compresor hermético.
Este fue desarrollado en un esfuerzo para lograr una disminución de tamaño y costo y es ampliamente utilizado en equipo unitario de escasa potencia. Como en el caso del moto-compresor semihermético, el motor eléctrico se encuentra montado directamente en el cigüeñal del compresor, pero el cuerpo es una carcasa metálica sellada con soldadura. En este tipo de compresores no pueden llevarse acabo reparaciones interiores puesto que la única manera de abrirlos es cortar la carcasa del compresor.

lunes, 14 de octubre de 2013

Compresores para refrigeración y aire acondicionado

Compresor semihermético
utilizado para aire acondicionado.
Denominados mas correctamente moto-compresores. El compresor es el corazón del sistema de refrigeración; movilizando a través de dicho sistema,  el refrigerante y haciendo una diferencia entre el lado de baja y alta en el circuito de refrigeración. Es un elemento esencial en todo sistema de refrigeración mecánica o compresión por vapor.
Su función es succionar vapor refrigerante proveniente del evaporador a baja presión y temperatura descargándolo en el condensador a alta presión y temperatura.
La presión y temperatura del refrigerante en el condensador son aumentados suficientemente para transferir el calor al aire o agua de condensación que se encuentran a temperaturas normales.
Si existe un mal succionamiento, la presión del evaporador se elevaría. Esto es generado por el mal funcionamiento de alguna de las partes mecánicas  del compresor.
La capacidad de refrigeración y la potencia son dos de las características más importantes del funcionamiento de un compresor y estas características están controladas principalmente por las presiones de admisión y descarga.


Breve Historia


Los primeros modelos de compresores para refrigeración fueros principalmente de tipo vertical, de una etapa , comunes de la máquina de amoniaco.  Ya que el amoniaco fue el refrigerante más popular por aquellos días. Estos compresores eran muy pesados, hechos para soportar presiones muy altas. En comparación con los actuales, los antiguos compresores operaban a muy bajas revoluciones. El diseño de válvulas, sellos en el eje del compresor, rodamientos, y sistemas de lubricación, produjeron un aumento gradual en la velocidad que permitió que los compresores fueran más pequeños para una potencia determinada (hp) puesto que se incrementaba el desplazamiento con la operación a mayor velocidad.

La entrada de nuevos refrigerantes tuvo también  una incidencia considerable en el diseño  y desarrollo de los compresores. Por ejemplo; cuando se usa amoniaco, todas aquellas partes expuestas del sistema tienen que ser construidas en acero. La introducción del bióxido de azufre y cloruro de metilo como refrigerantes hizo posible la utilización de metales no ferrosos en algunos casos. El advenimiento de los refrigerantes hidrocarburos halogenados  tuvo quizás el mayor efecto sobre el diseño de los compresores. Hizo posible la utilización de metales no ferrosos tales como el aluminio. Simultáneamente, con la introducción del refrigerante R12, el compresor del tipo hermético sellado llegó a ser muy popular.

El desarrollo de compresores para aplicaciones de refrigeración comercial y aire acondicionado ha sido considerablemente influenciado por el uso de compresores en los refrigeradores domésticos. Los compresores herméticos y los aparatos de alimentación de refrigerante por tubo capilar fueron introducidos inicialmente y probados en aplicaciones de refrigeración doméstica. En los años 30 los compresores herméticos empezaron a ser normalmente utilizados por los productores de refrigeradores domésticos. A los pocos años los compresores accionados por bandas prácticamente desaparecieron del mercado.
Los productores de cabinas para helado, los enfriadores de bebidas, los enfriadores de agua, etc, fueron los siguientes en adoptar los compresores herméticos. En 1935, el primer compresor hermético para servicio de aire acondicionado fue introducido para sus productos. La tendencia hacia el uso de compresores herméticos para refrigeración comercial y aire acondicionado a continuado desde aquellos días.