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Capacidad y Eficiencia en la cadena del frío❄️, los dos factores más importantes en el ahorro de energía.
Actualmente los refrigerantes desarrollados como sustitutos pueden tener una pérdida de capacidad que no es cuantificada, generalmente solo hacen cambios sin dar importancia en estos factores: capacidad y eficiencia que nos llevan a un ahorro de energía y por consecuencia a un ahorro monetario. Las alternativas actualmente son varias, incluso existen refrigerantes que por sus propiedades termodinámicas solamente son para sistemas nuevos de alta capacidad y eficiencia.
La capacidad de enfriamiento es la cantidad de calor extraído del espacio por refrigerar y se mide en Btu/h o en toneladas de refrigeración que son las unidades más conocidas y utilizadas, la capacidad en toneladas de refrigeración de un sistema es equivalente a congelar 1 tonelada de agua líquida a 0 °C (32 °F) en hielo a 0 °C en 24 h será 1 tonelada y si lo queremos ver en Btu/h (Unidades térmicas Británicas por hora) serían igual a un valor 12,000.
La eficiencia por otro lado la podemos expresar de una manera muy sencilla como la cantidad de calor absorbida de donde la queremos, entre la cantidad de energía utilizada para hacer trabajar el compresor, un sistema de refrigeración debe garantizar la mayor cantidad calor extraído con la menor cantidad de potencia utilizada por el compresor.
Una vez que conocemos estas dos variables podemos iniciar a revisar el sistema para evaluar si se encuentra trabajando de acuerdo a lo requerido.
Cada refrigerante o mezcla de refrigerantes tiene propiedades que son únicas un R-22 tienen propiedades diferentes a un R-134a o a cualquier mezcla y esas propiedades son las que se utilizan para diseñar los sistemas tanto de refrigeración como de aire acondicionado, y que su funcionamiento sea a su máxima eficiencia, pero si nosotros no consideramos correctamente esas variables (capacidad y eficiencia), si es un Aire acondicionado debe tener la capacidad de extraer el calor en función del área de la habitación, personas que normalmente la ocupan, etc; en el caso de refrigeración se debe considerar la temperatura de trabajo, el área, la cantidad de material y la rotación a mantener en esas condiciones, etc., tendremos un mayor gasto en a energía , y por otro lado, si no se hace una buena instalación y un buen mantenimiento de limpieza periódico, también nos llevara a mayores gastos de energía y por lógica a que la factura de consumo de electricidad sea alto.
En el caso de los refrigerantes actualmente se está buscando que sean cada vez amigables a medio ambiente mediante la sustitución de los actuales en equipos existentes, pero también nos tenemos que asegurar que cumplan con la capacidad y eficiencia que requerimos, asegurándonos que no se incrementen los consumos de energía, revisa las capacidades de los diferentes dispositivos del sistema para que ajustarlos y que trabajen a su máxima eficiencia.
No olvides revisar las propiedades de los refrigerantes en las tablas de presión-temperatura que encontraras en nuestra página web.
¿Tienes dudas adicionales y que no hayamos resuelto en este artículo? Por favor deja un comentario con la duda al final de la publicación, o si gustas puedes contactarnos en nuestras redes sociales de Facebook, Twitter o YouTube.
En Quimobásicos nos interesa mucho saber tu opinión sobre nuestras publicaciones, ya que con ello nos ayudas a mejorar continuamente. No dudes en dejarnos tu comentario, crítica o sugerencia que tengas sobre la empresa, los productos Genetron o sobre nuestros contenidos.
El condensador y el evaporador son las ventanas a través de las cuales el calor fluye dentro de una habitación con aire acondicionado. Conoce más sobre estos “intercambiadores” y sus funciones aquí 👉🏻
El condensador y el evaporador son las ventanas a través de las cuales el calor fluye dentro de una habitación con aire acondicionado. Estos componentes también son llamados «intercambiadores», puesto que operan bajo la tendencia natural de hacer fluir el calor desde un espacio caliente hacia otro frío (como se observa en el diagrama inferior).
¿Cómo es que fluye el calor?
La mayor parte del calor fluye por un intercambio de temperatura, ya sea desde adentro o afuera de un sistema de refrigeración, o viceversa; esto pudiese ocurrir por convención, conducción o incluso por radiación (esto es, en donde el calor es trasferido por medio de la corriente del flujo).
¿Qué afecta al flujo de calor?
Los tres factores que principalmente pudiesen llegar a afectar el flujo de calor son los que explicamos a continuación:
- Diferencial de temperatura. Esto es que, cuando la diferencia de temperatura de un cuerpo a otro sea grande el calor fluirá con mayor rapidez entre ellos; en caso contrario, si las diferencias de temperaturas entre ambos cuerpos son pequeñas, el calor fluirá con mayor lentitud.
- Área o superficie de contacto. Con grandes áreas de contacto entre un cuerpo frío y otro caliente, el calor fluirá más rápidamente que en áreas pequeñas donde el contacto se halle más concentrado; un buen ejemplo de este fenómeno sucede en los refrigeradores domésticos los cuales no cuentan con serpentín negro en la parte trasera, en este caso el calor es diferido a las paredes de estos aparatos las cuales facilitan la labor de disipar la temperatura.
- Conductividad de Materiales. Algunos materiales, los cuales son llamados conductores, permiten que el calor fluya más rápido a través de ellos, mientras que otros (el caso opuesto) de menor conductividad de calor dificultan el flujo de la temperatura. Algunos materiales comúnmente utilizados en los sistemas de refrigeración por sus propiedades de conductividad son: Cobre, Aluminio, o inclusive el níquel.
FUNCIONES DEL EVAPORADOR Y CONDENSADOR.
El evaporador.
En el evaporador es en donde la fase de caída de presión y de temperatura se llevará a cabo; aquí siempre debe de
mantenerse un caudal del flujo de refrigerantes en estado líquido. Una función del evaporador es permitir el mayor intercambio entre el refrigerante Genetron® con el área a enfriar, lo cual sucede por medio del intercambio del aire o de agua; de esta manera se logra que la temperatura sea absorbida por el refrigerante y succionado por medio del compresor el cual entonces cambiara de líquido a vapor, lo que deja un espacio libre para que más refrigerante líquido pueda entrar.
Algunos de los requisitos principales de un evaporador funcional serían:
- Mantener un volumen de intercambio constante.
- Permitir el flujo del refrigerante con una mínima caída de presión.
- Tener un diseño apropiado (con materiales adecuados) que permita flujo de calor al refrigerante en una forma fácil y rápida.
El condensador.
En el condensador la operación es justamente contraía a la del evaporador, en el sucede que el vapor refrigerante, al ser
comprimido en el compresor y entrar al condensador en forma de vapor (gas refrigerante) a una alta presión y también elevada temperatura, permite el intercambio de temperaturas con el aire, el agua o con cualquier fluido; esto logra que se ceda todo el calor del refrigerante que absorbió del evaporador, que ahora se desechará al medio ambiente (o cualquier otro fluido). El condensador debe pasar el refrigerante de vapor a líquido saturado (líquido sub-enfriado), a fin de que se mantenga siempre líquido en su camino hacia el evaporador.
Algunos de los tipos de condensadores más comunes, de acuerdo a su funcionamiento y/o sus materiales, son los siguientes:
- Enfriado por aire.
- Enfriado por agua.
- Tubo concéntricos
- Carcaza y tubos.
- Agua de torre.
Tres puntos importantes que con los que debe cumplir un condensador son los siguientes:
- Poseer suficiente área de intercambio.
- Mínima caída de presión.
- Facilitar la transferencia de calor.
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¿Sabes cómo funciona la bomba de calor? ¿Sabias que ahorra energía?
Ahora que estamos sintiendo muy bajas temperaturas en gran parte del país 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.
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?
-
El 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.
L
as 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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Eficiencia y capacidad en la cadena del frío. Dos factores del ahorro de energía.
Actualmente los refrigerantes desarrollados como sustitutos pueden tener una pérdida de capacidad que no es cuantificada, generalmente solo hacen cambios sin dar importancia en estos factores: capacidad y eficiencia que nos llevan a un ahorro de energía y por consecuencia a un ahorro monetario. Las alternativas actualmente son varias, incluso existen refrigerantes que por sus propiedades termodinámicas solamente son para sistemas nuevos de alta capacidad y eficiencia.
La capacidad de enfriamiento es la cantidad de calor extraído del espacio por refrigerar y se mide en Btu/h o en toneladas de refrigeración que son las unidades más conocidas y utilizadas, la capacidad en toneladas de refrigeración de un sistema es equivalente a congelar 1 tonelada de agua líquida a 0 °C (32 °F) en hielo a 0 °C en 24 h será 1 tonelada y si lo queremos ver en Btu/h (Unidades térmicas Británicas por hora) serían igual a un valor 12,000.
La eficiencia por otro lado la podemos expresar de una manera muy sencilla como la cantidad de calor absorbida de donde la queremos, entre la cantidad de energía utilizada para hacer trabajar el compresor, un sistema de refrigeración debe garantizar la mayor cantidad calor extraído con la menor cantidad de potencia utilizada por el compresor.
Una vez que conocemos estas dos variables podemos iniciar a revisar el sistema para evaluar si se encuentra trabajando de acuerdo a lo requerido.
Cada refrigerante o mezcla de refrigerantes tiene propiedades que son únicas un R-22 tienen propiedades diferentes a un R-134a o a cualquier mezcla y esas propiedades son las que se utilizan para diseñar los sistemas tanto de refrigeración como de aire acondicionado, y que su funcionamiento sea a su máxima eficiencia, pero si nosotros no consideramos correctamente esas variables (capacidad y eficiencia), si es un Aire acondicionado debe tener la capacidad de extraer el calor en función del área de la habitación, personas que normalmente la ocupan, etc; en el caso de refrigeración se debe considerar la temperatura de trabajo, el área, la cantidad de material y la rotación a mantener en esas condiciones, etc., tendremos un mayor gasto en a energía , y por otro lado, si no se hace una buena instalación y un buen mantenimiento de limpieza periódico, también nos llevara a mayores gastos de energía y por lógica a que la factura de consumo de electricidad sea alto.
En el caso de los refrigerantes actualmente se está buscando que sean cada vez amigables a medio ambiente mediante la sustitución de los actuales en equipos existentes, pero también nos tenemos que asegurar que cumplan con la capacidad y eficiencia que requerimos, asegurándonos que no se incrementen los consumos de energía, revisa las capacidades de los diferentes dispositivos del sistema para que ajustarlos y que trabajen a su máxima eficiencia.
No olvides revisar las propiedades de los refrigerantes en las tablas de presión-temperatura que encontraras en nuestra página web.
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El condensador y el evaporador.
El condensador y el evaporador son las ventanas a través de las cuales el calor fluye dentro de una habitación con aire acondicionado. Estos componentes también son llamados «intercambiadores», puesto que operan bajo la tendencia natural de hacer fluir el calor desde un espacio caliente hacia otro frío (como se observa en el diagrama inferior).
¿Cómo es que fluye el calor?
La mayor parte del calor fluye por un intercambio de temperatura, ya sea desde adentro o afuera de un sistema de refrigeración, o viceversa; esto pudiese ocurrir por convención, conducción o incluso por radiación (esto es, en donde el calor es trasferido por medio de la corriente del flujo).
¿Qué afecta al flujo de calor?
Los tres factores que principalmente pudiesen llegar a afectar el flujo de calor son los que explicamos a continuación:
- Diferencial de temperatura. Esto es que, cuando la diferencia de temperatura de un cuerpo a otro sea grande el calor fluirá con mayor rapidez entre ellos; en caso contrario, si las diferencias de temperaturas entre ambos cuerpos son pequeñas, el calor fluirá con mayor lentitud.
- Área o superficie de contacto. Con grandes áreas de contacto entre un cuerpo frío y otro caliente, el calor fluirá más rápidamente que en áreas pequeñas donde el contacto se halle más concentrado; un buen ejemplo de este fenómeno sucede en los refrigeradores domésticos los cuales no cuentan con serpentín negro en la parte trasera, en este caso el calor es diferido a las paredes de estos aparatos las cuales facilitan la labor de disipar la temperatura.
- Conductividad de Materiales. Algunos materiales, los cuales son llamados conductores, permiten que el calor fluya más rápido a través de ellos, mientras que otros (el caso opuesto) de menor conductividad de calor dificultan el flujo de la temperatura. Algunos materiales comúnmente utilizados en los sistemas de refrigeración por sus propiedades de conductividad son: Cobre, Aluminio, o inclusive el níquel.
FUNCIONES DEL EVAPORADOR Y CONDENSADOR.
El evaporador.
En el evaporador es en donde la fase de caída de presión y de temperatura se llevará a cabo; aquí siempre debe de
mantenerse un caudal del flujo de refrigerantes en estado líquido. Una función del evaporador es permitir el mayor intercambio entre el refrigerante Genetron® con el área a enfriar, lo cual sucede por medio del intercambio del aire o de agua; de esta manera se logra que la temperatura sea absorbida por el refrigerante y succionado por medio del compresor el cual entonces cambiara de líquido a vapor, lo que deja un espacio libre para que más refrigerante líquido pueda entrar.
Algunos de los requisitos principales de un evaporador funcional serían:
- Mantener un volumen de intercambio constante.
- Permitir el flujo del refrigerante con una mínima caída de presión.
- Tener un diseño apropiado (con materiales adecuados) que permita flujo de calor al refrigerante en una forma fácil y rápida.
El condensador.
En el condensador la operación es justamente contraía a la del evaporador, en el sucede que el vapor refrigerante, al ser
comprimido en el compresor y entrar al condensador en forma de vapor (gas refrigerante) a una alta presión y también elevada temperatura, permite el intercambio de temperaturas con el aire, el agua o con cualquier fluido; esto logra que se ceda todo el calor del refrigerante que absorbió del evaporador, que ahora se desechará al medio ambiente (o cualquier otro fluido). El condensador debe pasar el refrigerante de vapor a líquido saturado (líquido sub-enfriado), a fin de que se mantenga siempre líquido en su camino hacia el evaporador.
Algunos de los tipos de condensadores más comunes, de acuerdo a su funcionamiento y/o sus materiales, son los siguientes:
- Enfriado por aire.
- Enfriado por agua.
- Tubo concéntricos
- Carcaza y tubos.
- Agua de torre.
Tres puntos importantes que con los que debe cumplir un condensador son los siguientes:
- Poseer suficiente área de intercambio.
- Mínima caída de presión.
- Facilitar la transferencia de calor.
¿Tienes dudas adicionales y que no hayamos resuelto en este artículo? Por favor deja un comentario con la duda al final de la publicación, o si gustas puedes contactarnos en nuestras redes sociales de Facebook, Twitter; asimismo te invitamos a resolver tus dudas en nuestros tutoriales de nuestro canal de YouTube.
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