Descripción de los componentes de un sistema de refrigeración. Clasificación y
denominación de los refrigerantes según el Reglamento de seguridad para
instalaciones frigoríficas y sus ITCs.
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Sistema de refrigeración: Conjunto de componentes interconectados que contienen
refrigerante y que constituyen un circuito frigorífico cerrado, en el cual el refrigerante circula
con el propósito de extraer o ceder calor (es decir, enfriar o calentar) a un medio externo al
circuito frigorífico.
VÁLVULA DE EXPANSIÓN: tiene por objeto inyectar al evaporador la cantidad justa y
necesaria de fluido frigorígeno para absorber la aportación de calor procedente del medio a
enfriar. Aquí se reduce la presión, al reducirse la presión se reduce bruscamente su Tª. Así se
pasa de líquido a vapor con la absorción de calor.
Compresor: máquina que incrementa mecánicamente la presión de un vapor o de un gas.
Condensador: intercambiador de calor en el que refrigerante en fase de vapor se licua por
cesión de calor.
Evaporador: intercambiador de calor en el cual el refrigerante liquido se vaporiza por
absorción de calor procedente del medio a enfriar. Es el componente que enfría una corriente
fluida o un producto
Refrigerante (fluido frigorífero): fluido utilizado en la transmisión de calor que, en un sistema
de refrigeración, absorbe calor a bajas temperatura y presión, cedíéndolo a temperatura y
presión más elevadas. Este proceso tiene lugar, generalmente, con cambios de fase del fluido.
Explique que es el desescarche en una instalación de frio industrial, métodos para
realizarlo y consecuencias de su incorporación en el diseño de la instalación.
Desescarche de evaporadores:
Cuando la temperatura de la superficie del evaporador es menor de 0ºC y menor a la
temperatura de Rocío del agua, aparece escarcha (hielo sobre la superficie del evaporador).
Efectos de la escarcha:
1. Reduce el paso de aire, menor sección libre, menor caudal de aire con mas perdida de carga.
2. Reduce el coeficiente de transferencia de calor, mas debido a la menor velocidad del aire
que a la formación de una nueva capa de hielo con una resistencia a la transferencia de calor.
Métodos de desescarche:
Mediante aire: cuando la temperatura del espacio es superior a 2ºC, se para el paso de
refrigerante. Largo periodo de desescarche.
Mediante resistencia eléctrica: resistencias eléctricas en los evaporadores como falsos tubos.
Menor coste inicial, mayor coste de operación.
Mediante gas caliente: el evaporador se convierte temporalmente en un condensador.
Mediante agua: pulverizar agua sobre el evaporador parado.
Principios generales de diseño de salas específicas en instalaciones de frío industrial
Para las salas de máquinas específicas se aplicarán los principios siguientes:
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a) Las salas de máquinas específicas deberán servir para alojar exclusivamente los
componentes de la instalación frigorífica y demás equipos técnicos auxiliares.
b) Se deberá evitar que las emisiones de gas refrigerante procedentes de estas salas de
máquinas puedan penetrar en los recintos próximos, escaleras, patios, pasillos o canalizaciones
de desagüe del edificio, debiendo ser evacuado el gas sin ningún riesgo.
c) En caso de peligro deberá ser posible abandonar la sala de máquinas específica de forma
inmediata, por lo que los pasillos estarán despejados de cualquier elemento (botellas
y contenedores de refrigerantes) que impidan o dificulten la libre circulación del personal.
d) El suministro de aire para motores de combustión, quemadores o compresores de aire
deberá provenir de un lugar donde no haya vapores del refrigerante. Tales equipos deberán
estar instalados únicamente en una sala de máquinas específica. Cuando el sistema frigorífico
trabaje con refrigerantes del grupo L1, el aire necesario deberá provenir del exterior de dicha
sala.
e) No habrá ningún equipo productor de llama libre permanentemente instalado y en
funcionamiento. Los materiales inflamables, exceptuando los refrigerantes, no deberán ser
almacenados en las salas de máquinas específicas.
f) Fuera de la sala de máquinas específica y cerca de su puerta de entrada se deberá instalar un
interruptor de emergencia que permita parar el sistema de refrigeración.
g) Se deberá proveer de un sistema de ventilación natural o forzada. En el caso de ventilación
forzada se deberá instalar un control de emergencia independiente, localizado en el exterior y
cerca de la puerta de la sala de máquinas específica.
h) No se emplazaran aberturas al exterior por debajo de las escaleras de emergencia.
i) Toda red de tuberías y conductos que pasen a través de paredes, techos y suelos de salas de
máquinas específicas deberá estar herméticamente sellada.
j) Cada sala de máquinas específica deberá disponer, como mínimo, de dos extintores
portátiles de polvo polivalentes (ABC), uno de ellos situado junto a la puerta de salida y el otro
en el otro extremo de la sala. Para aquellos sistemas que utilicen refrigerantes inflamables, se
deberán colocar extintores portátiles en la proximidad de las entradas de las cámaras
frigoríficas y locales de trabajo que contengan componentes frigoríficos. En cualquier caso, se
deberán satisfacer las prescripciones emanadas de la normativa vigente sobre protección
contra incendios.
Requisitos que deben cumplir los materiales aislantes del circuito frigorífico de una
instalación de frío industrial. (E.F. 2014-2015)
Los materiales aislantes deberán cumplir los requisitos siguientes:
a) Tener un coeficiente de conductividad térmica bajo.
b) Tener unos factores de resistencia a la absorción y difusión del vapor de agua altos.
c) Tener buena resistencia a la inflamabilidad, a la descomposición y al envejecimiento.
d) Tener buena resistencia mecánica, especialmente en los puntos de soportación de tuberías.
e) No emitir olores ni ser agresivo con los elementos del entorno.
f) Mantener sus propiedades a temperaturas entre 70 y + 120 ºC.
g) En caso de combustión, no producir gases tóxicos durante la misma.
h) Cuando el aislamiento vaya instalado a la intemperie, tendrá una buena resistencia a la
misma o estará debidamente protegido
Clasificación de los refrigerantes según la ITC-IF-02 del reglamento de seguridad para las
instalaciones frigoríficas (RD138/2011).
Clasificación de los refrigerantes
Compuestos orgánicos: problemas de toxicidad e inflamabilidad (etano, butano, propano…).
Compuestos inorgánicos: (Amoniaco, dióxido de carbono)
Refrigerantes halogenados: proceden de hidrocarburos saturados o insaturados con
sustitución de átomos de carbono por halógenos (Cl, Br, F, I).
Mezclas zeotrópicas: son mezclas de dos o mas refrigerantes halogenados puros. Durante el
cambio de fase, las proporciones de las sustancias en el gas y en el liquido son variables.
Mezclas azeotrópicas: son mezclas de dos o mas refrigerantes halogenados puros que
funcionan como si fuera un único componente que no cambian la temperatura durante el
cambio de fase a presión constante.
Clasificación según el grado de seguridad.
Los refrigerantes se clasifican de acuerdo con su inflamabilidad y su toxicidad.
-Clasificación en función de su inflamabilidad.
Se clasifican dentro de uno de los tres grupos siguientes, basándose en el limite inferior de
inflamabilidad a presión atmosférica y temperatura ambiente:
GRUPO 1: Refrigerantes no inflamables en estado de vapor a cualquier concentración en el
aire.
GRUPO 2: Refrigerantes cuyo límite inferior de inflamabilidad, cuando forman una mezcla
con el aire, es igual o superior al 3,5% en volumen (V/V).
GRUPO 3: Refrigerantes cuyo límite inferior de inflamabilidad, cuando forman una mezcla
con el aire, es inferior al 3,5% en volumen (V/V).
-Clasificación en función de la toxicidad.
Los refrigerantes deberán incluirse dentro de uno de los dos grupos A y B basándose en su
toxicidad:
GRUPO A: Refrigerantes cuya concentración media en el tiempo no tiene efectos adversos
para la mayoría de los trabajadores que pueden estar expuestos al refrigerantes durante una
jornada laboral de 8 horas diarias y 40 horas semanales y cuyo valor es igual o superior a una
concentración media de 400 ml/m3 [400 ppm. (V/V)].
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GRUPO B: Refrigerantes cuya concentración media en el tiempo no tiene efectos adversos
para la mayoría de los trabajadores que puedan estar expuestos al refrigerante durante una
jornada laboral de 8 horas diarias y 40 horas semanales y cuyo valor es inferior a una
concentración media de 400 ml/m3 [400 ppm. (V/V)].
Determinar las cargas frigoríficas a tener en cuenta en el diseño de una cámara frigorífica
Cálculo de cargas frigoríficas
Es el paso inicial en el diseño de un instalación y pretende determinar la potencia frigorífica
máxima necesaria para cubrir las necesidades de dicha instalación.
Se realiza en las condiciones más desfavorables.
Esta potencia máxima permite diseñar y dimensionar los compresores, condensadores,
evaporadores, líneas de refrigerante, etc.
La potencia frigorífica máxima que debe suministrar el evaporador, puede dividirse en
diferentes componentes de carga:
· Ganancia de calor por transmisión (suelos, paredes y techos). · Ganancia debida al producto:
· Carga de enfriamiento y/o congelación. · Carga de respiración del producto.
· Carga de infiltración de aire exterior. · Cargas de fuentes internas:
· Carga de iluminación. · Carga de ocupantes.
· Carga de ventiladores y motores. · Carga de otras fuentes internas
· Carga de desescarche.