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Conceptos sobre el calor y energía, 2a Entrega

Como técnico en el área de refrigeración y aire acondicionado quizás te encuentres acostumbrado a trabajar con algunos términos desconocidos para ti. Es por eso que hoy en este artículo hablaremos sobre algunos de estos conceptos para explicarte más a detalle lo que son y cómo son empleados en el trabajo.

Estos son los términos y sus significados:

Calor

Es la forma de energía generada por el movimiento de las moléculas de un cuerpo. Si el movimiento es menor, la cantidad de calor será igual que la del movimiento, es decir, menor; en cambio si ocurre lo contrario, la carga mayor de movimiento provocará que la temperatura se eleve.

El calor puede ser medido en Celsius o Faranheit

BTU (British Thermal Unit)

Unidad de medida inglesa que se utiliza para medir una cantidad de calor. Un BTU se define como la cantidad de calor necesaria para aumentar (o disminuir) en un grado Fahrenheit la temperatura de una libra de agua.

Tonelada de refrigeración

Se refiere a la capacidad de extracción de la carga térmica de un equipo de refrigeración. Es definida además como la cantidad de calor requerida para convertir una tonelada de hielo en agua en una hora. Una tonelada de refrigeración equivale a 12,000 BTU.

Conversión de unidades útiles para el cálculo en aire acondicionado

 

Calor latente

Se le llama así al calor necesario para producir un cambio de estado en una sustancia sin que exista un cambio de temperatura. Un ejemplo muy claro de esto es cuando ocurre el cambio de estado líquido a vapor del agua. Cuando el agua llega a los 100° C, mantiene su temperatura en esa misma cantidad hasta que se evapora por completo.

Calor sensible

Es el calor causante de que una sustancia aumente su temperatura. Provoca un aumento o disminución de la temperatura, mientras que el calor latente solo produce un cambio de estado (líquido, vapor o sólido).

Condensación

Es un cambio de estado provocado por la extracción de calor (enfriamiento) donde los gases pasan a estado líquido.

Evaporación

Es lo contrario a la condensación. Este cambio es producido por la introducción de calor (calentamiento) a un líquido para que pase al estado gaseoso.

Conducción

Se trata de la transferencia de calor a través de los sólidos. Esta transferencia ocurre cuando dos cuerpos con diferentes temperaturas entran en contacto directo provocando que el cuerpo con mayor temperatura seda parte de ella al cuerpo de menor temperatura, esto hasta que ambos posean la misma temperatura.

Convección

Es la transferencia de calor por medio de cuerpos en estado líquido o sólido. Un ejemplo de convección es cuando usamos el horno. Primero se calienta el aire de la cabina del horno para después encargarse de calentar la comida dentro del horno. La convección es la transferencia entre el aire y la comida.

Ejemplo de convección en la vida diaria

Convección forzada

Es igual a la convección normal, pero con la diferencia de que en ésta aceleramos la transferencia de calor con medios externos. Por ejemplo, cuando usamos un abanico estamos forzando al aire a que fluya más rápido y absorba el exceso de temperatura corporal a mayor velocidad.

Radiación

Se le conoce así a la transferencia de calor por medio de ondas electromagnéticas. El ejemplo más claro de la radiación son los rayos solares, éstos poseen ondas electromagnéticas que calienten los objetos que se interponen en su camino. De esta forma es como los pavimentos de las calles, donde los rayos del sol dan directamente, se calientan de manera exorbitante por la absorción del calor de las ondas electromagnéticas.

Esperamos que los conceptos dados en este artículo hayan sido de ayuda para ampliar la comprensión de nuestro trabajo; si crees conveniente que otros deban aprender sobre ellos no dudes en compartir.

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Líneas de Refrigerante

A lo largo de diferentes publicaciones hemos tratado varios conceptos teóricos utilizados en el área de refrigeración y aire acondicionado, también hemos repasado el uso y descripción de otros elementos como son los compresores, condensadores y  dispositivos de control de flujo.

A continuación intentaremos repasar un poco más a profundidad las Líneas de Refrigeración; como su nombre indica, es la sección encargada de la conducción del refrigerante de una parte del sistema a la otra; y como bien sabemos, el refrigerante lo podemos encontrar en estado líquido o vapor dependiendo de la sección en que se encuentre del sistema de refrigeración.

En la mayoría de los casos, las líneas de refrigerante están construidas por tubos de cobre rígido, aunque en algunos países se permite el uso de tubos de cobre flexibles en el extremo de la unidad condensadora y en los accesorios. Sin embargo, las partes de un sistema de refrigeración no se encuentran conectadas una a lado de la otra, más bien se encuentran unidas a través de un sistema de tuberías que reciben el nombre de ‘líneas de refrigerante’ (Ver Figura 1).

Figura 1. Elementos de una Línea de Refrigerante típica.

 

Los sistemas de refrigeración cuentan con 3 líneas principales las cuales te explicamos a detalle a continuación y las cuales puedes observar en el diagrama superior.

 

Líneas de líquido.

En esta línea el refrigerante y el aceite se mezclan adecuadamente. Aún cuando el líquido se mueva lentamente y existan trampas en la línea el aceite nunca quedará atrapado. Debe existir suficiente presión en la línea para evitar que el dispositivo de control de flujo trabaja incorrectamente. Para evitar una caída de presión excesiva se recomienda sub enfriar el líquido.


Líneas de succión.

Existen problemas de diseco, principalmente cuando se utilizan compresores reciprocantes (los que utilizan cilindros y pistones para comprimir). Esta debe tener el diámetro apropiado para compensar la pérdida de presión ocasionada cuando el sistema trabaja a su máxima capacidad. Esta línea debe ser capaz de regresar el aceite del evaporador al compresor cuando el sistema traba a velocidades lentas.

 

Líneas de descarga.

Conocida como línea de gas caliente, es una línea con pocos problemas en los sistemas que tienen el condensador integrado. Esta línea se debe disecar de tal manera que no retenga el aceite del compresor.

Todas las tuberías de que componen las líneas de refrigerante deben ser del tamaño correcto para la cantidad de líquido o vapor a las que fueron disecadas, incluyendo el diámetro correcto, la longitud y el calibre de la tubería. Esto es de vital importancia ya que un mal diseco provoca una pérdida de presión del refrigerante en las líneas, y es perjudicial para el sub enfriamiento de la línea del líquido. Esto ocasiona que la válvula de expansión no realice adecuadamente su trabajo. También existen problemas con el compresor y el evaporador cuando hay bajas presiones en el sistema.

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Y tu, ¿sabes como es que funciona la bomba de calor? ¿Sabias que ahorra energía? Lee más aqui…

Ahora que se acercan las bajas temperaturas nos hicieron plantearnos el explicar el funcionamiento básico de las bombas de calor en equipos de aire acondicionado.

¿Tu sabes qué es una bomba de calor? Es un mecanismo relativamente sencillo y muy ingenioso a la vez, una bomba de calor es un sistema que “genera” calor sin la necesidad de realmente generar calor. Tal vez esto suene como algo que no tiene sentido, pero es muy simple:

Existe calor en el aire de todos los lugares. Cuando la temperatura es alta, la cantidad de calor en el aire es mucha, cuando la temperatura es baja, la cantidad de calor es poca. Pero siempre hay calor.

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Lo que hace una bomba de calor es que literalmente agarra el calor de afuera y lo transfiere adentro, esto hace que no se tenga que utilizar mucha electricidad, lo que genera un ahorro de energía.

 Ya que entendimos que es y que hace una bomba de calor, ahora vamos a aprender ¿Cómo funciona?

  • pic_heat_transferEl calor es transferido por los refrigerantes

Como ya saben, el aire acondicionado utiliza refrigerante para transferir el calor de adentro y mandarlo afuera. Una bomba de calor hace exactamente lo mismo, pero al revés. La bomba de calor utiliza el refrigerante para transferir el calor de afuera hacia adentro, y de esta manera calentar el aire de la habitación.


  • Por naturaleza, el calor llena la habitación fría.

Lpic_spoonas leyes de la física nos dicen que el calor siempre se va a mover hacía una habitación fría. Tú puedes comprobar esto con un experimento sencillo desde tu casa. Simplemente calienta una cuchara y ponla encima de una cuchara fría, verás que en poco tiempo el calor se va a transferir a la cuchara fría y se va a calentar también. La transferencia de calor se detiene cuando la temperatura de las dos cucharas sean las mismas.

En el siguiente diagrama podemos observar claramente cómo se transfiere el calor de afuera hacía adentro:

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Definición de conceptos en la refrigeración


Conceptos comunes en la refrigeración y su significado.

Los técnicos en el área de refrigeración y aire acondicionado estamos acostumbrados a trabajar con gran variedad de equipos y herramientas; sin embargo, muchos desconocemos las definiciones o significados de los términos que comúnmente utilizamos en el día a día de nuestro trabajo. En esta publicación nos encargaremos dar una definición a aquellas palabras que escuchamos en nuestro ámbito laboral y de las cuales en algunas ocasiones desconocemos su significado en su totalidad.

Estos son los términos y sus significados:

CALOR. Es la forma de energía generada por el movimiento de las moléculas de un cuerpo. A menor movimiento hay menor cantidad de calor, lo que se traduce en una menor temperatura. Por consiguiente, a mayor movimiento hay mayor calor en el cuerpo, provocando una mayor temperatura.

BTU (British Thermal Unit). Son una unidad inglesa que utilizamos para medir una cantidad de calor. Un BTU se define como la cantidad de calor necesaria para aumentar (o disminuir) en un grado Fahrenheit la temperatura de una libra de agua.

TONELADA DE REFRIGERACION. La tonelada de refrigeración es la capacidad de extracción de carga térmica de un equipo de refrigeración. Se define como la cantidad de calor necesaria para convertir una tonelada de hielo en agua en una hora. Una tonelada de refrigeración equivale a 12,000 BTU.

CALOR LATENTE. Es el calor necesario para producir un cambio de estado en una sustancia sin que exista un cambio de temperatura. El ejemplo por excelencia es el cambio de agua líquida a vapor de agua. Cuando el agua llega a 100°C empieza a convertirse en vapor sin aumentar su temperatura hasta que se termina de evaporar toda el agua.

CALOR SENSIBLE. Es el calor que hace que una sustancia aumente su temperatura. El calor sensible provoca un aumento o disminución de la temperatura mientras que el calor latente produce un cambio de estado (Líquido, vapor o sólido).

CONDENSACIÓN. Es un cambio de estado producido por la extracción de calor (enfriamiento) donde los gases pasan a estado líquido.

EVAPORACIÓN. Cambio de estado producido por la introducción de calor (calentamiento) a un líquido para que pase a vapor.

CONDUCCIÓN. Es la transferencia de calor a través de los sólidos. 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.

CONVECCIÓN. Es la transferencia de calor a través de fluidos y sólidos. Por ejemplo, al usar un horno calentamos el aire que está en la cabina del horno, y el aire caliente se encarga de calentar la comida dentro del horno. La convección es la transferencia entre el aire y la comida.

CONVECCIÓN FORZADA. Es igual a la convección, pero con aceleramos la transferencia de calor con medios externos. Por ejemplo, al usar un abanico estamos forzando a que el aire fluya más rápido y absorba el calor de nuestro cuerpo a mayor velocidad.

RADIACIÓN. 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.

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