Una maquina frigorífica es un tipo de maquina térmica generadora que transforma algún tipo de energía, habitualmente mecánica, en energía térmica para obtener y mantener en un recinto una temperatura menor que la temperatura exterior. La energía mecánica necesaria puede ser obtenida previamente a partir de otro tipo de energía, como la energía eléctrica mediante un motor eléctrico. Esta transferencia se realiza mediante un fluido o refrigerante, que en distintas partes de la maquina sufre transformaciones de presión, temperatura y fase; y que es puesto en contacto térmico con los recintos para absorber calor de unas zonas y transferirlo a otras.
¿Que es la refrigeración?
La refrigeración es el proceso que consiste en el mantenimiento y supervición y mantenimiento de la temperatura (a un valor menor a la del medio ambiente) de un objeto o espacio. La reducción de temperatura se realiza extrayendo energía del cuerpo, generalmente reduciendo su energía térmica, lo que contribuye a reducir la temperatura de este cuerpo.
La refrigeración, aplicación médica, industrial, comercial y doméstica de todo tipo depende de los sistemas de refrigeración.
Durante la década de los 90 casi todos los países firmaron y consecuentemente ratificaron el Protocolo de Montreal de Las Naciones Unidas y sus correcciones posteriores. Este acuerdo incluye una escala de tiempo estricto para la desaparición de refrigerantes que atacan el ozono y requiere el uso provisional hasta su sustitución por refrigerantes que no dañen el ozono. Este cambio resultó en el aumento de la variedad de refrigerantes de uso común existentes de 3 a 4 veces mayor y en la necesidad de asegurarse de que las prácticas de los ingenieros sean muy exigentes.
Una máquina frigorífica también puede funcionar como bomba de calor, que es una máquina térmica que permite transferir energía en forma de calor de un ambiente a otro, según se requiera. Para lograr esta acción es necesario un aporte de trabajo acorde a la segunda ley de la termodinámica, según la cual el calor se dirige de manera espontánea de un foco caliente a otro frío, y no al revés, hasta que sus temperaturas se igualan.
Este fenómeno de transferencia de energía calorífica se realiza -principalmente- por medio de un sistema de refrigeración por compresión de gases refrigerantes, cuya particularidad radica en una válvula inversora de ciclo que forma parte del sistema, la cual puede invertir el sentido del flujo de refrigeración, transformando el condensador en evaporador y viceversa.
Te has preguntado alguna vez: ¿Porqué enfría un congelador? Aquí la explicación
- El fluido circula por la parte interna en estado líquido y frío, así que toma calor de los alimentos (y por consiguiente los enfría).
- Al aumentar la temperatura del fluido éste se evapora convirtiéndose en gas y así pasa a la parte exterior en donde, al circular por el serpentín, va cediendo el calor que tomó al ambiente hasta igualar su temperatura con la del exterior.
- Dicho fluido llega ahora al compresor como gas, a baja presión y a temperatura ambiente. El compresor lo comprime (reduce su volumen) y el fluido se licúa.
- Pasa a través de un estrechamiento al interior. Ahí, al disminuir la presión el fluido se expande y se enfría, quedando así en disposición de absorber el calor de los alimentos nuevamente empezando un nuevo ciclo.
La maquina de Carnot es invertida respecto a la de la termodinámica. Y las relaciones serian las siguientes: W=Q1-Q2
La eficiencia funcionando como maquina frigorífica es: E=Q2/W = Q2/(Q1-Q2) = T2/(T1-T2)
La eficiencia funcionando como bomba de calor es: E=Q1/(Q1-Q2) = T1/(T1-T2)
La eficiencia funcionando como maquina frigorífica es: E=Q2/W = Q2/(Q1-Q2) = T2/(T1-T2)
La eficiencia funcionando como bomba de calor es: E=Q1/(Q1-Q2) = T1/(T1-T2)
Eficiencia (E): Se define como la capacidad de disponer de alguien o de algo para conseguir un efecto determinado. No debe confundirse con eficacia que se define como la capacidad de lograr el efecto que se desea o se espera. Es la relación entre la energía útil y la energía invertida.
