Written by refrigeración es cualquier proceso en el que se elimina el calor, por lo que la temperatura es más baja que la del ambiente. Cuando se quita el calor hasta que la temperatura iguala a la del ambiente, el proceso se llama enfriamiento. Cuando dejamos una taza de té caliente sobre la mesa, el té pasa por el proceso de enfriamiento, mientras que un frigorífico hace el proceso de refrigeración.
El interés por la refrigeración se remonta a la Prehistoria, cuando los alimentos se almacenaban cerca de las paredes más húmedas de las cuevas, con el fin de conservarlos. En el año 300 a. C., Alejandro Magno ofreció bebida fría (con nieve) a sus soldados para animarlos a la batalla. Desde esta época hasta el siglo XX, aproximadamente, tanto en Estados Unidos como en Europa, el hielo se recolectaba en invierno y se almacenaba en galpones, graneros y almacenes, para su posterior uso.
En 1806, Frederic Tudor, el «rey del hielo», se hizo conocido como tal por sus viajes comerciales, tanto dentro de los Estados Unidos como en el extranjero (incluida la India), para la venta de hielo. Luego, otros países, como el Reino Unido, Canadá, Rusia, Noruega y Francia, también comenzaron a vender hielo.
A casas de hielo, sitios de almacenamiento de hielo, se construyeron con materiales aislantes como aserrín y corcho. Posteriormente, con la aparición de la refrigeración artificial y la contaminación de ríos y lagos, durante las revoluciones industriales, se acabó el comercio del hielo. El primer registro de patente para la creación de una máquina frigorífica se realizó en 1834, por Jacob Perkins, cuyo prototipo funcionaba por compresión y de forma cíclica.
Lo sabemos, por el Segunda ley de la termodinámica, que el flujo natural de energía térmica es de la fuente caliente (el cuerpo con la temperatura más alta) a la fuente fría (el cuerpo con la temperatura más baja). Un proceso inverso al flujo natural es un proceso forzado, que requiere suministro de energía al sistema para que funcione. La idea de refrigeración se basa en este proceso forzado.
Uno trabajo fuera τ se realiza en el sistema, con el objetivo de retirar el calor de la fuente fría y llevarlo a la fuente caliente. Consulte la Figura 1, que describe este proceso.
El esquema es similar al motor térmico de Carnot, pero opera a la inversa. Tenga en cuenta que solo hay un cambio de dirección en las flechas, siendo todos los procesos reversibles.
O ciclo de refrigeración tiene cuatro pasos importantes (consideraremos un ciclo de refrigeración por compresión mecánica de vapor):
- Compresor: aspira vapor de refrigerante y lo comprime;
- Condensador: transforma el vapor en líquido;
- Válvula de expansión (o tubo capilar): se reduce su presión para que el fluido vuelva a entrar en el evaporador (expansión isoentálpica);
- Evaporador: el calor latente de vaporización se absorbe y se envía al compresor para iniciar un nuevo ciclo.
La entalpía es el calor contenido en una sustancia, expresado en kcal / kg. Vea este ciclo en la figura siguiente.
El fluido utilizado en los sistemas de refrigeración se llama soda. Es un fluido que enfría materiales, absorbiendo calor, tanto calor sensible como latente. Un buen refresco tiene, entre otras características, las siguientes:
- alto calor latente de vaporización;
- condensación bajo presiones moderadas;
- evaporación a presiones superiores a la atmosférica;
- pequeño volumen específico;
- si tiene fugas, no dañe la capa de ozono ni los alimentos, en el caso de un frigorífico;
- No corrosivo;
- no tóxico;
- no es inflamable.
Los refrigerantes más comunes son los CFC (clorofluorocarbonos), los HCFC (hidrofluorocarbonos), el amoníaco, el dióxido de azufre, el dióxido de carbono, entre otros. El HCFC se utiliza para reemplazar a los CFC, ya que el cloro es un elemento nocivo para la atmósfera.
