A nivel industrial se emplean dos tipos de ciclos de refrigeración: ciclo de refrigeración industrial por absorción y ciclo de refrigeración industrial por compresión. Ambos ciclos se originaron y fueron desarrollándose a partir del siglo XIX. Sin embargo, el ciclo por compresión se impuso al de absorción, en la primera parte del siglo XX, aunque el ciclo por absorción nunca desapareció. Actualmente, el ciclo por absorción está recobrando su presencia industrial, gracias a sus grandes ventajas.

Ciclo de refrigeración industrial por compresión

El ciclo de refrigeración industrial por compresión se realiza haciendo circular refrigerante por los cuatro componentes principales que conforman el sistema de refrigeración. Es decir, se hace circular refrigerante por el compresor, condensador, válvula de expansión y evaporador.

A través de dichos componentes del sistema de refrigeración industrial, el gas refrigerante realiza un ciclo termodinámico continuo. Este ciclo termodinámico permite extraer calor de una cámara frigorífica y disiparlo hacia el exterior. De esta manera, los productos almacenados en la cámara frigorífica son enfriados para ser preservados por largo tiempo.

Compresor

El compresor es una máquina movida por un motor eléctrico o un motor de combustión. La función del compresor es comprimir el gas refrigerante (NH3, CO2, HFC, etc.) a una determinada presión de trabajo. Con dicha presión, el refrigerante podrá circular por el resto de los componentes del sistema de refrigeración. Existen varios tipos de compresores que pueden realizar la compresión del refrigerante. Entre estos tipos están los compresores alternativos de pistón, compresores de tornillo y compresores scroll.

Condensador

Este componente del sistema de refrigeración industrial recibe el gas refrigerante, que sale del compresor, a alta presión y temperatura. La función del condensador es disipar al exterior una gran parte de la temperatura de dicho refrigerante gaseoso.

Es decir, el condensador es un intercambiador de calor. Al perder temperatura, el refrigerante cambia a estado líquido, a la salida del condensador. Este enfriamiento y cambio de estado es imprescindible para el correcto funcionamiento del sistema.

Válvula de expansión

La válvula de expansión recibe el refrigerante líquido que sale del condensador, a alta presión. Luego, empleando un pequeño orificio, deja pasar dicho refrigerante con una presión mucho menor. En consecuencia, dicho refrigerante líquido sale muy frío a la salida de la válvula.

Evaporador

El evaporador es un intercambiador de calor ubicado dentro de la cámara frigorífica, el cual recibe el refrigerante que sale de la válvula de expansión. Debido a que el refrigerante está muy frió, el evaporador absorbe calor del interior de la cámara frigorífica.

Esta absorción de calor provoca que el refrigerante cambie a estado gaseoso, a la salida del evaporador. Luego, este refrigerante gaseoso entra a la línea de succión del compresor. De esta manera, el ciclo de refrigeración industrial que comenzó en el compresor culmina a la salida del evaporador.

Ciclo de refrigeración industrial por absorción

La principal diferencia entre el ciclo de refrigeración industrial por compresión y el de absorción es que este no emplea compresor. El resto de los componentes del sistema de refrigeración industrial por absorción son esencialmente los mismos: condensador, válvula de expansión y evaporador. El sistema de refrigeración industrial por absorción emplea dos sustancias: el refrigerante y el absorbente.

En la práctica, las sustancias más empleadas son agua-bromuro de litio y el amoniaco (NH3)-agua. Cuando se emplea agua-bromuro de litio, el refrigerante es el agua y el absorbente es el bromuro de litio. Por otro lado, si se utiliza NH3-agua, el refrigerante es el NH3 y el absorbente es el agua. En sistemas de refrigeración con temperaturas de trabajo mayores a 0 °C se usan el agua y el bromuro de litio.

Sin embargo, para temperaturas menores a 0 °C se emplean el amoniaco y el agua. Los sistemas de absorción tienen una eficiencia energética promedio de 0,8, pero los de compresión alcanzan una eficiencia mayor (3 y 4). Por esta razón, los sistemas de absorción se emplean cuando se dispone de una importante cantidad de energía térmica residual, proveniente de otro proceso industrial. A continuación, se explica cuáles son y cómo funcionan sus componentes principales, excepto el condensador, válvula de expansión y evaporador, los cuales se explicaron anteriormente.

Generador térmico

El generador térmico es básicamente un recipiente que contiene la solución refrigerante-absorbente. Este recipiente recibe energía térmica (calor) del exterior para producir la separación del refrigerante, debido a la evaporación del mismo. Posteriormente, este refrigerante gaseoso, a alta presión y temperatura, entra al condensador del sistema, para ceder calor al ambiente y pasar a estado líquido.

Como puedes observar, el generador térmico crea las mismas condiciones que producía el compresor, las cuales se explicaron anteriormente. De esta manera, se inicia el ciclo de refrigeración industrial por absorción, de forma similar a como se describió anteriormente el ciclo por compresión.

Absorbedor de refrigerante

El absorbedor de refrigerante es un recipiente que contiene la sustancia absorbente (agua o bromuro de litio). Cuando el refrigerante sale del evaporador, luego de haber pasado por el condensador y la válvula de expansión, este se dirige hacia el absorbedor. En el absorbedor de refrigerante culmina el ciclo de refrigeración industrial por absorción, ya que la sustancia absorbente atrapa nuevamente todo el refrigerante.

Normalmente, empleando una bomba y un conjunto de tuberías, entre el absorbedor y el generador se puede transferir parte de la solución de refrigerante-absorbente. De esta manera, se mantiene la continuidad del ciclo de refrigeración.

Intersam, empresa especialista en condensadores y evaporadores industriales

El condensador y el evaporador de un sistema de refrigeración industrial son dos equipos muy importantes. Si tales equipos no hacen una adecuada transferencia de calor, el sistema de refrigeración no funciona o no es eficiente.

En este sentido, en Intersam somos especialistas en diseño, fabricación y montaje de condensadores y evaporadores de alta eficiencia, para gas refrigerante NH3, CO2, HFC, etc. Cumplimos con todas las especificaciones técnicas y de seguridad, para asegurar que el ciclo de refrigeración industrial sea eficiente y sin fallos.

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