A lo largo del presente tema vamos a estudiar las máquinas frigoríficas y la bomba de calor.
Las Maquinas Frigorificas han alcanzado hoy en día un desarrollo
extraordinario, siendo su aplicación tan extensa, que cubre ó aparece en
cualquier plano de la vida diaria.
Entre sus diversas aplicaciones:
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Conservación de productos perecederos.
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Fabricación de hielo.
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Refrigeración y acondicionamiento de aire.
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Procesos industriales diversos (industria
química, textil, mecánica, etc.).
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Tratamiento de materiales.
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Criogénica (obtención de temperaturas
extremadamente bajas).
La refrigeración consiste
en hacer que en una cámara o recinto la temperatura descienda por debajo
de la temperatura del medio ambiente, y se mantenga luego a esta baja
temperatura.
Como ningún recinto o cámara es
perfectamente adiabático, para mantener dicho recinto a esa baja
temperatura, es preciso extraer calor del recinto continua o al menos
intermitentemente.
Esto implica normalmente el
transporte de calor de un recinto a baja temperatura al medio
ambiente, que se encuentra a mayor temperatura.
En general, el transporte de calor se
realiza mediante un fluido transportador de calor que se denomina
refrigerante.
Como sabemos; el calor pasa
espontáneamente de un cuerpo caliente a otro frío; para poder pasar calor
de un cuerpo frío a otro caliente debemos aportar o trabajo mecánico o
calor del exterior.
La
transferencia de calor se realiza mediante un fluido frigorígeno o
refrigerante, que en distintas partes de la máquina sufre transformaciones
de presión, temperatura y fase (líquida o gaseosa); y que es puesto en
contacto térmico con los recintos para absorber calor de unas zonas y
transferirlo a otras. Una máquina frigorífica debe contener como mínimo
los cuatro siguientes elementos: condensador, evaporador , compresor y válvula de expansión.
Una bomba
de calor sirven para aire
acondicionado, pero también para calefacción si el aparato es reversible.
Es una máquina térmica
que permite transferir energía en forma de calor de
un ambiente a otro, según se requiera.
Para ello utiliza las propiedades de cambio de estado de un fluido
refrigerante y
la 2º Ley de la termodinámica:
el calor se
dirige de manera espontánea de un foco caliente a otro frío, y no al
revés, hasta que sus temperaturas se igualan
Las bombas de calor son los dispositivos de
climatización más eficientes que existen. Se basan en la técnica de
"refrigeración por compresión", que se aplica también a otros aparatos,
como las neveras, los sistemas de aire acondicionado o la climatización
geotérmica.
Consiguen su elevada
eficiencia, de hasta un 400%, gracias a que aprovechan las leyes de la
física en su favor.
Las bombas de calor
absorben el calor de un sitio y lo transfieren a
otro, tal y como hacen las bombas hidráulicas con el agua.