XIV.- CICLOS DE REFRIGERACIÓN POR COMPRESIÓN La utilización del frío es un proceso conocido ya desde muy antiguo; en el siglo XII los chinos utiliza- ban mezclas de salitre con el fin de enfriar agua; los árabes en el siglo XIII utilizaban métodos químicos de producción de frío mediante mezclas; en los siglos XVI y XVII, investigadores y autores como Boyle, Faraday (con sus experimentos sobre la vaporización del amoníaco) etc, hacen los primeros intentos prácticos de producción de frío. En 1834, Perkins desarrolla su patente de máquina frigorífica de compresión de éter y en 1835 Thi- lorier fabrica nieve carbónica por expansión; Tellier construyó la primera máquina de compresión con fines comerciales, Pictet desarrolla una máquina de compresión de anhídrido sulfuroso, Linde otra de amoníaco, Linde y Windhausen la de anhídrido carbónico, Vincent la de cloruro de metilo, etc. Un capí- tulo aparte merece Carré, propulsor de la máquina frigorífica de absorción y Le Blanc-Cullen-Leslie la de eyección. Desde el punto de vista de sus aplicaciones, la técnica del frío reviste un gran interés dentro de la evolución industrial a que obliga el continuo alza de la vida. La refrigeración tiene un amplísimo campo en lo que respecta a la conservación de alimentos (Barcos congeladores de pescado en alta mar, plantas refrigeradoras de carnes y verduras), productos farmacéuticos y materias para la industria (Plantas productoras de hielo, unidades de transporte de productos congelados, barcos, aviones, trenes, camio- nes, etc), en sistemas de acondicionamiento de aire y calefacción, etc. Esto da una idea del grandísimo interés universal que reviste el frigorífico industrial desde el punto de vista económico, humano y social.
XIV.1.- TÉCNICAS Y SISTEMAS DE PRODUCCIÓN DE FRÍO
Hablar de producción de frío es tanto como hablar de extracción de calor; existen diversos procedi- mientos que permiten su obtención, basados en el hecho de que si entre dos cuerpos existe una diferen- cia de temperaturas, la transmisión de calor de uno a otro se puede efectuar por conducción y radiación. Procedimientosquímicos.-Están basados en el uso de determinadas mezclas y disoluciones que absor- ben calor del medio que las rodea; se trata de procesos no continuos, de nulo interés y aplicación prácti- cos, sólo aptos para determinados trabajos de laboratorio.
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Procedimientos físicos.- Se puede conseguir un descenso de temperatura mediante procesos físicos, como la expansión de un fluido en expansores y en válvulas de estrangulamiento, fundamento de las actuales máquinas industriales de producción de frío; este tipo de sistemas admite la siguiente clasifica- ción: Sistemas basados en el cambio de estado de una sustancia.- En estos sistemas interviene el calor latente del cambio de estado y se puede hacer la siguiente subdivisión, – Por fusión, en que la producción de frío, o lo que es lo mismo, la sustracción de calor a la carga a refrigerar, se utiliza para pasar a una sustancia del estado sólido al de líquido; está muy extendida la fusión del hielo, o de mezclas eutécticas, que al cambiar de estado captan calor del entorno. – Por sublimación, en que el paso se efectúa de sólido a gas mediante la adición de calor, siendo el ejemplo más representativo el anhídrido carbónico, para la producción de nieve carbónica. – Por vaporización, en donde se engloban todos los procesos en los que un líquido pasa a fase de vapor al suministrársele una cierta cantidad de calor, pudiéndose distinguir dos casos, Circuito abierto (vaporización directa), en donde el fluido capta el calor de la carga a enfriar y una vez ha modificado su estado ya no se vuelve a utilizar; este es el caso de algunos transportes que utilizan nitrógeno como medio de producción de frío. Circuitocerrado, en que a diferencia del anterior, el fluido se recupera con vistas a ser utilizado en un proceso cíclico. Como característica general de estos métodos, hay que hacer un aporte de energía al sistema y utili- zar fluidos que vaporicen a baja presión CLASIFICACIÓN.- Las máquinas frigoríficas se pueden clasificar, según el sistema utilizado para la recogida de vapores, en la siguiente forma: Máquinas de adsorción, en las que los vapores son captados mediante un absorbente sólido. Máquinas de absorción, en las que los vapores que se forman añadiendo calor al sistema, son absorbi- dos y recuperados mediante un absorbente líquido. Máquinas de compresión, en las que los vapores son aspirados y comprimidos mediante un compresor y licuados en un condensador; los compresores pueden ser de émbolo o rotativos, con o sin refrigeración intermedia. Los equipos frigoríficos a base de compresores de émbolos y funcionamiento automático, son los que se utilizan casi exclusivamente en los frigoríficos industriales. Máquinas de eyección, en las que los vapores son arrastrados por el efecto Venturi que genera el paso de otro fluido a gran velocidad. Sistemas basados en la expansión adiabática de un fluido gaseoso En estos sistemas se consigue el enfriamiento del mismo, mediante dos tipos de máquinas, a) Para la producción de aire líquido, (efecto Joule-Thomson) b) Las máquinas refrigeradorasdeaire, en las que el aire comprimido al expansionarse en un expan- sor (turbina o cilindro de trabajo), se enfría, realizando al mismo tiempo un trabajo, que puede ser apro- vechado para la compresión del aire. Sistemas basados en la elevación de la temperatura de un fluido frigorígeno.- En estos sistemas se utiliza unfluidofrigorígeno(salmuera)quepreviamentesehaenfriadoporalgúntipodeprocedimiento;durante Ciclos frigoríficos.XIV.-220
el enfriamiento de la salmuera no se produce
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