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Conceptos Básicos de Refrigeración y Aire Acondicionado. 2ª Entrega: Sobre Calor y Energía


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. 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.

Ilustración 1: 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.

Ilustración 2: 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.

Figura 3: Ejemplo de convección

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.

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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Conceptos sobre presión y humedad | 1era Entrega


La publicación de esta semana tiene por tema hacer un repaso de algunos de los conceptos básicos del área de Refrigeración y Aire Acondicionado que son parte del día a día en nuestras labores; en esta ocasión repasaremos algunos términos esenciales en la labor del técnico en refrigeración o profesional en aire acondicionado.

Esta es la primera de una serie de tres recopilaciones de conceptos, en esta publicación nos enfocaremos en algunos conceptos relacionados a la presión y la humedad.

HUMEDAD.

La cantidad de agua que se encuentra dispersa en el ambiente (aire) se le conoce como humedad. Cuando el aire llega a contener la máxima cantidad de agua permisible, es cuando se genera el concepto de saturación de agua en el aire. Se le conoce dos formas distintas de humedad en nuestro ambiente laboral, la humedad relativa y la humedad específica.

Ilustración 1: Humedad relativa y específica

HUMEDAD ESPECÍFICA.

Se define como la cantidad de masa (peso) de vapor de agua disuelto en el aire (humedad). Se expresa en unidades de libras de vapor de agua por libra de aire seco (aire con 0% de humedad)

HUMEDAD RELATIVA.

Es conocida como el porcentaje del grado de saturación de vapor de agua en el aire. Se expresa en una escala de 0 a 100%. Por ejemplo, se dice que cuando la humedad relativa es 0%, es porque no existe nada de agua disuelta en el aire. Un valor de humedad relativa de 50% nos indica que el aire a aceptado la mitad de la cantidad máxima de agua que puede absorber. Por último decimos que la humedad relativa del 100% ocurre cuando se llega a la saturación de agua en el aire.

SATURACIÓN.

Se le conoce como saturación a la concentración máxima de un compuesto disuelto en otro. Es decir, que ya no puede agregar ni un solo gramo del compuesto que se disuelve en el otro. Por ejemplo, cuando el ambiente (aire) ya no puede absorber más agua (humedad) es que el aire está saturado de agua.

PRESIÓN ATMOSFÉRICA.

En la presión que ejerce el aire que existe en el ambiente a la superficie de la tierra. Mientras más cerca nos encontremos del nivel del mar, va a existir más aire sobre nosotros, lo que genera una presión mayor. Si nos encontramos a una altura muy por encima del nivel del mar, tenemos menos aire sobre nosotros generando una menor presión atmosférica.

TRANSFERENCIA DE CALOR.

La transferencia de calor es el proceso físico donde la energía interna de un cuerpo (que podemos medir como la temperatura) se mueve a un cuerpo con menor energía que el anterior. Por ejemplo, si tenemos un cuerpo a 100°C y lo sumergimos en una gran cantidad de agua fría, la energía del cuerpo caliente se transferirá al agua fría generando que la temperatura del cuerpo caliente disminuya. Es importante mencionar que la energía siempre fluye del cuerpo más caliente al más frío.

PUNTO DE ROCÍO.

El punto de rocío ocurre en el momento en que se enfría el aire saturado de humedad, disminuyendo su capacidad de absorción de vapor de agua. Esto genera que el agua que ya no puede estar disuelta en aire se comience a condensar, generado unas pequeñas gotas de agua.

Ilustración 2: ejemplo de punto de rocío

REFRIGERANTE.

Se le conoce como refrigerante a las sustancias con bajos puntos de ebullición (menores a los -15°C) que se utilizan como medios para robar el calor del ambiente y desplazarlo a otra zona.

Esperamos que estas definiciones les ayuden a complementar sus conocimientos en el ámbito de la refrigeración.


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Genetron 407C, el mejor sustituto de R-22 para Aire Acondicionado Residencial.

Genetron 407 C: El mejor sustituto del R-22 en Aire Acondicionado residencial

El Genetron® 407C es una mezcla ternaria de HFC-32, HFC-125 y HFC-134a, el cual recibió por parte del  ASHRAE-34 la asignación del nombree stándar de Refrigerante 407C.

tabla1

I. Composición del Genetron 407C

Este refrigerante es una magnífica opción para reemplazar el R-22 ya que es comparativamente mejor a otras opciones (como el MO99) en cuanto a capacidad y eficiencia sin perjudicar la capa de ozono, y constituye el mejor sustituto para sistemas que operan con Refrigerante 22 (HCFC-22) en diversas aplicaciones de aire acondicionado estacionario tales como: Mini Splits, unidades de paquete, unidades divididas, bombas de calor, enfriadores de agua, y para los sectores de Residencial, Comercial e Industrial.

 

tabla5

II. Comparativa de Productos Sustitutos del R22: Genetron 407C y Chemours MO99 comparados contra R-22

Consideraciones relativas al mantenimiento Genetron® 407C

El 407C es un producto que se puede utilizar para reconvertir con éxito sistemas que contengan Refrigerante 22 existentes. A diferencia de los fluidos puros y los azeótropos, las mezclas alcanzan la ebullición y la condensación a temperaturas diferentes para distintas presiones. La variación de esas temperaturas se denomina deslizamiento de temperatura. El Genetron® 407C tiene deslizamientos de temperatura moderadamente, entre 5 y 7 °C en función de la presión. Por otra parte, los técnicos deben utilizar un dispositivo estrangulador (válvula de paso) para evitar que cuando el sistema esté operando llegue líquido al compresor y que se produzcan daños en el mismo.

III. Comparativa de Tablas de Presión Temperatura de  R22 vs R407C

Los aceites que comúnmente operan con refrigerantes *HCFC (R22) (*Hidro-Cloro-Fluoro-Carbono) son aceites alquilbencenos los cuales NO son compatibles con refrigerantes libres de cloro como son todos los **HFC (**Hidro-Fluoro-Carbono), como el Genetron® 407C; por este motivo es necesario de extraer el 95% de lubricante aquilbenceno y sustituirlo por lubricante Polioléster.

El mejor sustituto de sistemas que operan con R 22
IV. TABLA DE SATURACIÓN R407C.-

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El Genetron® 407C se puede utilizar como sustituto de sistemas que contengan R 22, pero debes recordar que estas condiciones antes descritas operan para enfriadores de desplazamiento positivo sin intercambiadores de calor inundados. Como el Genetron® 407C es una mezcla con deslizamiento de temperatura, no es recomendable utilizarlo en enfriadores con evaporador inundado.

¿Por qué decimos que es el mejor sustituto?
El Genetron® 407C mantiene un mejor punto de ebullición de – 45.5°F a diferencia del R22 que es de – 41.5 °F con un peso molecular para el Genetron 407C de 86.2 y refrigerante 22 de 86.5 mantienen muy similar sus propiedades físicas por lo cual podrá operar SIN NECESIDAD DE HACER CAMBIOS de sistemas que operan con VXT ó Capilar.

tabla5

Si quieres conocer más sobre este producto, te dejamos el enlace a donde podrás encontrar su ficha técnica, hoja de seguridad y las especificaciones generales y particulares del Genetron® 407C, sólo da ¡CLICK AQUÍ!

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Referencias:
http://www.actrol.com.au/Global/Assets/Howto/forane-R407C-technical-data.pdf
https://www.chemours.com/ISCEON/en_US/assets/downloads/no-oil-change-r22-replacements-for-ac.pdf
https://www.honeywell-refrigerants.com/americas/?document=genetron-407c-one-page-information-sheet&download=1

 

Deslizamiento de temperatura (Glide) ¿Por qué es sumamente importante conocerla?


La mayoría de los técnicos en refrigeración y aire acondicionado somos conscientes de la utilidad que tiene una tabla de presión contra la temperatura a la hora de hacer nuestro trabajo, sin embargo, no todos logramos entender la forma correcta de leerlas. Es por eso que hoy nos hemos dado un tiempo para explicar los conceptos: punto de rocío y punto de burbuja, además de las principales diferencias entre los refrigerantes puros y las mezclas.

En los refrigerantes más comunes, la temperatura del serpentín puede ser leída a partir de la escala de temperatura que se muestra en el indicador y calibrador, facilitando de esta forma su medición; sin embargo, no todos los refrigerantes tienen esta función, existen algunos donde la tarea se vuelve más complicada a causa del deslizamiento de temperatura.

Este deslizamiento de temperatura es la que ayudará a determinar la forma que tomará la tabla de presión contra la temperatura. Por esto es necesario revisar de manera inmediata los principales conceptos de este tema:

  • El desplazamiento ocurre a partir de que los distintos gases que componen la mezcla del refrigerante poseen una amalgama de temperaturas de ebullición lo cual genera una diferencia entre las composiciones de la fase líquida y la de vapor dentro de un sistema cerrado.
  • A causa de esta diferencia en la temperatura, los gases más volubles suelen evaporarse primero haciendo que la temperatura de ebullición de la fase líquida vaya en aumento cada vez que se evapora más el producto.
  • La temperatura de evaporación promedio se encuentra entre la temperatura en la que el refrigerante empieza a hervir, hacia la entrada del dispositivo de expansión, y en la que deja de hervir en la parte final del evaporador.
  • Un dato más sobre el deslizamiento de temperatura es que es usado para comparar los puntos de ebullición de cada refrigerante obteniendo de esta manera la misma temperatura promedio para el serpentín.
  • Otro dato sobre el deslizamiento es que en el condensador sucede lo mismo que en el evaporador, aunque el proceso es revestido a medida que los componentes se condensan a distintas escalas tanto en las entradas como en las salidas.
  • Por otro lado, el punto burbuja trata sobre la temperatura donde aparece la primera burbuja de ebullición, mientras que en el punto de rocío ocurre lo contrario: el vapor se empieza a condensar.

 

Para entender de manera gráfica los conceptos, se muestran a continuación dos diagramas que representan la evaporación/Condensación de un compuesto puro y una mezcla.

Para un componente puro, se puede observar un punto donde su vapor empieza a cambiar a estado líquido, o cuando ese líquido cambia a vapor. Mientras sucede este cambio, la temperatura se mantiene constante. Lo anterior se debe a que la energía requerida para realizar el cambio de una fase a otra se gasta en su totalidad, evitando de esta forma los cambios en la energía interna del compuesto.

Como se puede observar en la gráfica para una mezcla zeotrópica, al ser primero el cambio de estado de los compuestos altamente volátiles, la temperatura durante el proceso va en aumento hasta llegar a la evaporación o condensación en su totalidad.


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¿Cómo utilizar una Tabla de Presión vs. Temperatura?

Algunos puntos clave deben ser considerados a la hora de resolver problemas usando una Tabla de Presión vs. Temperatura. Es importante que el técnico del servicio tenga a la mano la información adecuada al tratar de resolver un problema; por ejemplo, determinar la temperatura del serpentín (o su temperatura promedio) durante la operación.

En los refrigerantes más comunes, tales como el R-22 y el R-404A, la temperatura del serpentín puede ser leída en la escala de temperatura que muestra el indicador o calibrador.

En otros refrigerantes, especialmente para los de bajo deslizamiento, la temperatura del serpentín puede determinarse utilizando una Tabla de Presión vs. Temperatura, al ubicar la presión en el indicador y revisar su temperatura correspondiente. Sin embargo, En los refrigerantes de más alto deslizamiento, la tarea es un poco más difícil.

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