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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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Cuál es la temperatura ideal del aire acondicionado en una oficina

Algunos se quejan de la temperatura baja, otros de que los códigos de vestimenta son perjudiciales ante temperaturas altas. Lo anterior se ve muy seguido en los trabajos de oficina con los termómetros que registran los 30ºC (treinta grados centígrados), algo que ocurre muy seguido en lo veranos de México y América Latina.

Con sólo asomarnos por los cubículos de las oficinas podemos notar la diferencias entre los friolentos y los acalorados lo cuales, en casos extremos, son irreconciliables puesto que se abre una brecha de enemistad enorme. Si nos ponemos a observar estas situaciones, notaremos que son más las mujeres que abogan por el aumento de la temperatura que los hombres. La explicación a esto resulta sencilla y es dada por dos científicos quienes en el estudio “Consumo de la Energía en Edificios y la demanda térmica femenina”, publicado en la revista científica Nature, nos demuestran que la temperatura considerada óptima para el aire acondicionado está adaptada para sólo los hombres.

La climatización de los edificios y centros de trabajo se encuentra diseñada para un hombre de unos 40 años y alrededor de unos 70 kilos. “La hipótesis de este problema, nos dice el doctor Pedro Landete, especialista español en Neumología (especialidad encargada de estudiar las enfermedades del aparato respiratorio), se encuentra en el metabolismo de los seres humanos, el cuerpo del hombre genera más calor y por tanto necesita más frío para alcanzar la temperatura óptima, y al cuerpo de la mujer le ocurre lo opuesto, necesitando más calor exterior. En este estudio se ha observado que existe una diferencia metabólica, en relación a porcentaje de grasa corporal y un rango fisiológico de aislamiento corporal que podría variar según el sexo y edad”.

Dicho estudio expresa que, según el modelo actual, “puede sobreestimar la producción de calor en reposo de las mujeres hasta un 35%”. En otras palabras, las mujeres generalmente pasan más frío que los hombres. Además, agrega el especialista que “es evidente que más mujeres se han ido incorporando al mercado laboral, ocupando más puestos de trabajo, por lo que sería oportuno ajustar dichos niveles a las necesidades actuales”.

Para ello algunos países como España han implementado algunas normas para incorporar por completo a la mujeres al campo laboral. Por ejemplo, en el país anteriormente mencionado, existen las Normas Oficiales para regular la temperatura en los centros de trabajo; éstas tienen como indicaciones que las oficinas deben contar con una temperatura de 23ºC a 25ºC, y con una humedad relativa del 45% al 60%. Según Landete “la temperatura ideal para los varones suele estar entre los 21 o 22 grados, mientras que las mujeres suelen preferir una temperatura superior, entre 24 o 25 grados”, además agrega que “no todos los hombres quieren la misma temperatura, ni todas las mujeres 25 grados”. Sobre las preferencias de temperatura, existe otra variable que se debe tener en cuenta: la vestimenta. No sólo es el pensar en la temperatura con base en el metabolismo de los hombres, es también calcular a partir de la variable de la vestimenta.

“Es posible que en una oficina en la que nosotros vamos con chaqueta y pantalón largo, y ellas con falda, tirantes y sandalias, la temperatura sea buena para todos”, nos dice el especialista médico. “En diversos foros se ha debatido sobre la necesidad o conveniencia de poder relajar las normas establecidas de vestimenta las cuales obligan a los caballeros a trabajar en traje o manga larga en días de verano, excusándose en pruebas de eficiencia energética que han probado que por cada grado centígrado que ‘se sube’ el aire acondicionado se consigue un 7% de ahorro energético”. Para la solución a este problema sería necesario acercarnos a los centros de trabajo correspondientes.


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Por qué elegir un sistema INVERTER en el aire acondicionado

¿Sabes para qué sirve el sistema Inverter? Siguiendo la definición de uno de sus fabricantes más prestigiados “es un sistema que controla la velocidad del motor eficientemente para que de esta manera exista un menor gasto de energía”.

Los aires acondicionados mantienen el control de la temperatura de la habitación enfriando, cuando la temperatura de la habitación es más alta que la predeterminada, y calentando, cuando es más baja.

La diferencia de utilizar un sistema Inverter comparado con un aire acondicionado tradicional está en el motor. El motor de un aire acondicionado sin Inverter tiene una velocidad constante y simplemente se apaga y se prende cada vez que la temperatura tiene que ser ajustada.

 

Por otro lado, el motor de un aire acondicionado con Inverter ajusta la temperatura cambiando la velocidad del motor sin tener que apagarlo y prenderlo repetidamente.

Con la comparación de estos 2 tipos de motores sabemos que un aire acondicionado con Inverter puede ahorrar hasta 30 % más energía que uno que no lo posea.

Para dejar este tema más claro, debemos a 2 personas corriendo:

· Uno correrá muy rápido, luego se detendrá a descansar y después seguirá corriendo antes de detenerse a descansar de nuevo. Repetirá esto unas cuantas veces mientras que la otra persona correrá un poco más lento, pero nunca se detendrá a descansar, manteniendo siempre una velocidad constante.

· Al final, el primero de los dos corredores se sentirá más cansado que el segundo, ya que la persona utiliza más energía para iniciar a correr repetidamente.

Lo mismo ocurre con los motores que no cuentan con Inverter. Al estar prendiendo el motor repetidamente, se gasta más energía, generando un mayor consumo de electricidad.

¿Sabes si tu aire acondicionado cuenta con el sistema Inverter? En Quimobásicos somos expertos en gases refrigerantes, garantizando la calidad de los productos, cumpliendo con las especificaciones requeridas para el perfecto funcionamiento de los euipos, como el gas Genetron AZ20 (R410A).

¡Consulta con tu distribuidor más cercano para recibir la asesoría adecuada!

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Comprendiendo el deslizamiento de temperatura del refrigerante

Importancia del deslizamiento de temperatura y conceptos relacionados.

Todos los técnicos en refrigeración son conscientes de la utilidad que tiene una tabla de presión vs temperatura a la hora de realizar su trabajo, sin embargo, no todos entendemos la forma correcta de leerlas. Para ello explicaremos los conceptos de los famosos puntos de rocío y burbuja, y las diferencias entre los refrigerantes puros y las mezclas.

En los refrigerantes más comunes, la temperatura del serpentín se puede leer a partir de la escala de temperatura que muestra el indicador o calibrador, facilitando su medición, sin embargo, en los otros refrigerantes, la tarea se vuelve un poco más complicada debido al deslizamiento de temperatura.

El deslizamiento de temperatura del refrigerante determinará la forma que tomará la Tabla de Presión vs. Temperatura. Por lo tanto, es necesario revisar de manera rápida los principales conceptos básicos sobre el tema:

  • El deslizamiento ocurre porque los diferentes gases que componen una mezcla de refrigerantes poseen diferentes temperaturas de ebullición, lo que genera que las composiciones de la fase líquida y vapor sean diferentes dentro de un sistema cerrado.
  • Debido a las diferencias de temperatura, los gases más volátiles se evaporan primero, generando que la temperatura de ebullición de la fase líquida vaya aumentando cada vez que se evapora más producto.
  • La temperatura de evaporación promedio se ubica entre la temperatura en la que el refrigerante comienza a hervir a la entrada del dispositivo de expansión y en la que deja de hervir en la parte final del evaporador.
  • El deslizamiento de temperatura promedio es usado para comparar el punto de ebullición en cada refrigerante y con ello obtener la misma temperatura promedio del serpentín.
  • El deslizamiento de temperatura en el condensador ocurre de la misma manera que en el evaporador, pero el proceso es revertido a medida que los componentes se condensan en diferentes escalas en la entrada y la salida.
  • El punto de burbuja es la temperatura donde aparece la primera burbuja de un líquido que comienza a hervir, mientras que el punto de rocío es la temperatura donde aparece la primera gota de líquido de un vapor que 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, solo observamos un punto donde un vapor comienza a cambiar a estado líquido; o un líquido comienza a cambiar a vapor. Mientras ocurre el cambio de estado, la temperatura se mantiene constate. Esto es debido a que la energía requerida para realizar el cambio de fase se consume en su totalidad, evitando cambios en la energía interna del compuesto.

Como podemos observar en la gráfica para una mezcla zeotrópica, al ocurrir primero el cambio de estado de los compuestos más volátiles, la temperatura a lo largo del cambio de fase empieza a va en aumento hasta que se ocurre la evaporación/condensación en su totalidad.

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

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.

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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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