Refrigerador
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Refrigeradores. Se utilizan para enfriar los cuerpos almacenados en su cámara interior, al absorber calor a base de hacer descender la temperatura que reina en dicha cámara.
Sumario
Leyes físicas
Leyes físicas que se manifiestan en el principio funcionamiento de los refrigeradores:
- La temperatura de evaporación de un líquido —es decir, la temperatura a la que el líquido pasa al estado de vapor— depende de la presión del ambiente; así, por ejemplo, a la presión de 1 atm el agua evapora a 100 °C, y en cambio a 0,1 atm lo hace a 46 °C. De ello se infiere que si, por ejemplo, tenemos vapor de agua a 50 °C y 0,1 atm, dicho vapor puede licuarse fácilmente —es decir, transformarse de nuevo en agua— elevando su presión hasta 1 atm.
- Los líquidos absorben cierta cantidad de calor al pasar de líquido a vapor; a su vez, el vapor devuelve luego la misma cantidad al pasar de nuevo a líquido.
Un líquido cuya temperatura de evaporación a la presión normal sea menor que la temperatura a producir en el refrigerador, se evapora ya a esta baja temperatura y absorbe al mismo tiempo calor del ambiente.
Si el vapor que se produce se lleva entonces a una presión más elevada, su temperatura de evaporación aumentará y por lo tanto el calor se podrá licuar con sólo enfriarlo a la temperatura ambiente, cediendo entonces calor al espacio circundante (calor de condensación). Haciendo expansionar luego el líquido condensado hasta que recupere la presión normal, el proceso se puede volver a repetir.
Funcionamiento
Los refrigeradores trabajan como un frigorífico (un líquido que evapora a baja temperatura o bien un gas licuado, como por ejemplo , cloruro etílico y los Freones).
El calor necesario para evaporar el medio frigorífico se toma de la cámara a refrigerar, que experimento así un descenso de temperatura más o menos acusado; después el medio se vuelve a licuar cediendo calor, y a continuación se evapora nuevamente.
Se conocen dos tipos de refrigeradores:
- Proceso de compresión.
- Proceso de absorción.
Proceso de compresión
El medio frigorífico, que está a baja presión, se evapora primero en un serpentín (evaporador) situado en la cámara de refrigeración, y hace descender así la temperatura del refrigerador. Un pequeño compresor aspira luego el vapor producido y lo comprime a una presión más elevada.
En un condensador instalado a continuación, el vapor cede entonces su calor al ambiente y, debido a la presión (más alta) que ahora tiene, se licua. En la última fase del proceso, el medio refrigerante ya licuado se expansiona hasta recuperar su presión inicial y vuelve luego al evaporador.
La temperatura interior de la nevera se regula con un termostato, que, a través de un relevador conecta o desconecta a conveniencia el motor del compresor.
Proceso de absorción
Los refrigeradores de este tipo trabajan sin compresor. La elevación de la presión tiene lugar aquí en un calentador que suele ser eléctrico y contiene una solución acuosa de amoniaco que está muy concentrada.
Mezcla
Al calentar la solución, el amoniaco se vaporiza y el agua permanece retenida en el vaporizador. Como el proceso de vaporización es continuo, la presión se eleva sin cesar hasta que llega a ser suficiente para condensar el vapor de amoniaco que entretanto ha llegado al condensador del refrigerador.
Lo mismo que en los refrigeradores por compresión, el líquido se hace expansionar ahora a través de una válvula de estrangulación, y acto seguido vuelve a vaporizarse en el vaporizador absorbiendo calor del refrigerador.
El agua caliente con bajo contenido de amoniaco que ha quedado retenida en el calentador circula a través de un intercambiador de calor (al que cede en parte su calor) y va a parar luego al depósito de absorción, donde absorbe el vapor puro de amoniaco procedente del vaporizador hasta quedar nuevamente saturada.
Una pequeña bomba impulsa ahora la solución de amoniaco a través del intercambiador, el cual pasa a ceder a esta el calor del agua caliente (procedente del calentador), que también circula a través de él. Por último, la solución vuelve al calentador y el proceso se repite.
Fuente
- Como funcionan las cosas Tomo II.
