Frigos Bosch

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MANUAL BASICODE FRIO



NDICEPor qu enfriar y congelar?Descomposicin de los alimentos 3. Conservacin mediante el fro 3. . . . . . El hielo como productor de fro 3. . . . . . El primer frigorfico domstico 4. . . . . . . Qu significa enfriar y congelar en la prctica?Los conceptos enfriar y congelar 4. . . . Que indican las estrellas? 5. . . . . Nuevos conocimientos 5. . . . . . . . . . . . . Principios fsicosEl calor 6. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Existe el fro? 7. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . La temperatura 7. . . . . . . . . . . . . . . . . . . Escalas de temperatura 7. . . . . . . . . . . . Capacidad trmica especfica 9. . . . . . . Clculo de la cantidad de calor 10. . . . . . Comparacin de unidades de medida 10Transmisin del calor 11. . . . . . . . . . . . . . Estados de agregacin 13. . . . . . . . . . . . . Entalpia 14. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . La presin 15. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Comparacin de unidades de medida 16Medicin de la presin 16. . . . . . . . . . . . . Temperatura y presin 18. . . . . . . . . . . . . Temperatura y humedad del aire 19. . . . El circuito de froEliminacin y transmisin del calor fuera del frigorfico . 21. . . . . . . . . . . . . . . El circuito de fro de un sistema decompresin 21. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Los componentes del circuito defro de un sistema de compresin 22. . . . El compresor 25. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Aceite en un sistema de fro 30. . . . . . El refrigerante . . . . . . . . . . . 30. . . . . . . . . El circuito de fro de un sistema deabsorcin 32. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . El amoniaco como agente frigorfico 35. . Componentes elctricosEl motor del compresor 36. . . . . . . . . . . . .

Conexiones de arranque 36. . . . . . . . . . . . Interruptor de proteccin del motor 38. . . Reguladores de temperatura 39. . . . . . . .

Procedimientos de descongelacinDescongelacin manual 44. . . . . . Descongelacin semiautomtica 44. . . . . Descongelacin automtica 44. . . . . . . . . Tipos de aparatos y su tcnicaFrigorficos con absorbedor 45. . . . . . . . . . Frigorficos con compresor 45. . . . . . . . . . Aparatos congeladores y de supercongelacin con compresor 51. . . . . . . . . . Arcones congeladores 53. . . . . . . . . . . . . Frigorficos combinados (combis) 53. . . . Formas constructivasFrigorificos Table Top 56. . . . . . . . . . . . . Aparatos de colocacin en bajo 56. . . . . . Aparatos independientes 57. . . . . . . . . . . . Arcones congeladores 57. . . . . . . . . . . . . Frigorificos empotrables 57. . . . . . . . . . . . . Frigorificos integrables (panelables) 58. . Conexin elctrica, Datos tcnicosValores nominales y de consumo 59. . . . . Clases climticas 59. . . . . . . . . . . . . . . . . . . Evolucin de los valores de consumo 59.



Por qu enfriar y congelar?

Descomposicin de los alimentos

Por experiencia sabemos que los alimentos guardados en lugar caliente pueden descomponerse. El panse enmohece, la leche se agria, la mantequilla sepone rancia y el embutido y la carne no se puedencomer.

Los cambios se producen en general por tres causasprincipales cuyos efectos se interrelacionan de formacambiante:

1.) Microorganismos (bacterias) como el moho o loshongos de la levadura.

2.) Por descomposicin qumica; por ejemplo, porefecto del oxgeno o influencias medioambientales.

3.) Por influencias fsicas, como la temperatura y lahumedad.

Es de gran importancia para el desarrollo de las bac-terias la existencia de temperatura y humedad favo-rables.

Las temperaturas bajas de conservacin impiden elcrecimiento de las bacterias (Fig. 1).Por debajo de 7 C no puede multiplicarse la mayorparte de las bacterias que descomponen los alimen-tos. Pero la baja temperatura no destruye las bacte-rias, que vuelven a multiplicarse de nuevo en cuantoaumenta la temperatura.

Slo se matan los microorganismos con altas temperaturas. Para los microorganismos especialmenteresistentes deben alcanzarse temperaturas de hasta165 C.

Conservacin mediante el fro

Adems de otros procedimientos de conservacin dealimentos como: la esterilizacin la pasteurizacin el secado la salazn, o el el ahumado,se sabe hace ya mucho tiempo que el mantenimiento a temperaturas ms o menos bajas es el nicoprocedimiento para conservar en gran medida laspropiedades y el sabor de los alimentos.

Antes, en invierno se recoga nieve y hielo, que seguardaban en cuevas o bodegas. Hasta mitad delsiglo pasado se refrigeraban los alimentos slo conhielo natural.

Crecimiento rpido

Crecimiento lento

Crecimientonulo

Fig. 1: Lmites de crecimiento de distintos microorganismos

El hielo como productor de fro

En 1876 el fsico e ingeniero alemn Carl von Lindeinvent la mquina del fro con condensacin deamonaco mediante compresin.

Hasta esta invencin no se pudo producir hielo artifi-cialmente.

Dicha nevera alimentada con ese hielo artificial,de la que naturalmente disponan pocos hogares,ofreca la posibilidad de mantener fros los alimentosdurante todo el ao. (Fig. 2)



Fig. 2: El hielo como productor de froEl fro se originaba porque el hielo extraa el calorde los alimentos de la nevera. Con ello se iban derri-tiendo los trozos de hielo y el calor flua hacia afueracon el agua fundida del hielo.

El primer frigorfico domsticoEn 1933 Bosch expuso en la Feria de primavera deLeipzig el primer frigorfico domstico elctrico (Fig.3).

Fig. 3: El primer frigorfico domstico elctricoEste frigorfico, que ya contaba con una instalacinde compresor, tena la forma de un tambor y unacapacidad til de 60 litros. Fue el precursor de nues-tros modernos frigorficos y congeladores.

Qu significa enfriar y congelaren la prctica?Hay que distinguir entre enfriar y congelar.Enfriar significa conservacin al fresco y el almace-namiento de alimentos por periodos cortos a pocosgrados por encima de 0 C.Para guardar durante corto tiempo alimentos ya con-gelados se necesitan temperaturas comprendidasentre aproximad. 6 C y 12 C. A continuacin seexponen algunos ejemplos:Lugar de conservacin: Frigorfico, vitrina frigorfica

Temperatura AplicacinEntre +2 y +8 Conservacin al fresco,

durante perodos cor-tos, de alimentos fcil-mente perecederos.

Lugar de conservacin: Cmara frigorfica

Temperatura AplicacinEntre 0 y +4 Para colgar carne reciente-

mente sacrificada antes deproceder a su congelacin.

Lugar de conservacin: Frigorfico compartimento de una estrella

Temperatura AplicacinEntre 0 y +6 Conservacin durante breve

tiempo de productos congela-dos durante 2 3 das.

Lugar de conservacin: Frigorfico compartimento de dos estrellas

Temperatura AplicacinEntre 6 y 12 Conservacin durante breve

tiempo de productos congela-dos durante 1 mes

Para la congelacin y la posterior conservacindurante largo plazo de alimentos se necesitan tempe-raturas de 18 C e inferiores. A continuacin se danalgunos ejemplos:Lugar de conservacin: Aparatos congeladores,Frigorficos con compartimento de tres estrellas, Ins-talaciones comunitarias

Temperatura Aplicacinmnima 18 C einferior

po de congelacin) y conserva-cin de alimentos en el hogardurante largo tiempo



Lugar de conservacin: Instalaciones industrialesde congelacin

Temperatura AplicacinDe 30 a 45 AplicacinSobrecongelacin

industrialde alimentos (2 5 hde tiempo de congelacin)

Lugar de conservacin: Instalaciones industrialesde congelacin, cmaras de vaco

Temperatura AplicacinDe 30 a 45 Congelacin industrial en seco

de alimentos por liofilizacin apresin atmosfrica muy baja)

Que indican las estrellas?Las condiciones para la construccin y ensayo de losaparatos frigorficos domsticos estn definidas en lanorma DIN 8950, y en la norma DIN 8983 se definenlas condiciones de Aparatos frigorficos y de congela-cin domsticos (DIN = norma industrial alemana).Estas normas establecen lo siguiente:La temperatura media medida en el lugar mscaliente del compartimento de evaporador de unaparato frigorfico o congelador domstico determinasu denominacin (Fig. 4).Denominacin Temperat. en el comparti-

mento del evaporador6 C o inferior

12 C o inferior

18 C o inferior

Este compartimento de sobre-congelacin es adecuado parala conservacin de alimentossobrecongelados.

Fig. 4: Denominacin de frigorficosAl mismo tiempo, la temperatura del resto del frigor-fico de 1 3 estrellas debe estar comprendida entre0 y + 5 C.

Para los aparatos congeladores existe la siguientedenominacin (Fig. 5):

Denominacin Temperat. en el comparti-mento del evaporador o en elaparato.18 C o inferior

Fig. 5: Denominacin de aparatos congeladoresAdems, estos aparatos congeladores deben poderdeben poder congelar en 24 horas al menos 5 kg porcada 100 litros de capacidad til desde +25 C hastauna temperatura media de 18 C.Al hacer esto, la temperatura media de los productosya guardados en el congelador no puede ser superiora 18 C.Esta prueba se realizar a una temperatura ambientede +25 C.

Nuevos conocimientos sobre refrigera-cin y congelacinLos conceptos y normas descritos representan enparte valores empricos que deben atribuirse a losantiguos tiempos de la nevera.No se menciona en las normas citadas por ejemploel concepto de humedad del aire, importante parauna duracin ptima as como para la conservacinen fro.

Es sabido que en el interior de los frigorficos hay unahumedad del aire reducida.

Esto puede hacer que los alimentos se sequen.

Est probado cientficamente que para una granparte de alimentos las condiciones ptimas de almacenamiento y al mismo tiempo de conservacin enfro son:

una temperatura de 0 C a +1 C y una humedadrelativa del 85 al 90 % (Figuras 6 y 7)



5 C 50% de humedad relat.

Tiempo de almacenamiento

Grado de fro

Fro de partida

Fig. 6: Influencia de la temperatura y la humedadrelativa en el grado de fro y el tiempo de almacenamiento

Almacenamiento Conservacin en fro

2 Tage7 Tage

5 C, hum. relat. 40 70%

0C 1C, hum. relat. 90%Leche fresca, requesn

PescadoCarne picada, carne

Vsceras

4 Tage10 Tage

6 Tage15 Tage

8 Tage20 Tage

10 Tage30 Tage

Ensaladas, verdura de hojasSetasSalchichas

Carne en trozos grandes

Platos preparados

ColEmbutido

Fiambres

Legumbres frescasCarne de ternera, c. de cazaCarne hervida en trozos grandes

Duracin de almacenamiento de alimentos

Fig. 7: Duracin de almacenamiento y conserva-cin en fro de distintos alimentosPara bebidas, alimentos sensibles al fro, frutos meri-dionales varios y el consumo conforme al gusto senecesitan temperaturas comprendidas entre +8 C y+12 C.Para el almacenamiento de larga duracin se necesita, por supuesto, un compartimento de congela-cin.Estos conocimientos y la implantacin de las costum-bres actuales del consumidor han llevado al desarro-llo de aparatos con tcnica especial de fro.

Estos aparatos tienen en total 5 zonas climticas con4 zonas de temperatura (Fig. 8)

Zonas Temperat. Humed. rel.Z. de bodega +10 C 50%Zona fresca +5 C 90%Z. frescafra inferior de 0 a +1

C90%

Z. frescafra superior de 0 a +1C

50%

Compartim. congelador 18 C

Fig. 8: Zonas de temperatura y climticas de unfrigorfico con tcnica del fro.

Principios fsicos

Calor Fro Temperatura Presin Humedad relativa.

El calor es una forma de energa que est ms omenos presente (en forma slida, lquida o gaseosa)en todos los materiales de nuestro entorno. Si unmaterial es ms o menos caliente o fro podemoscomprobarlo por ejemplo con nuestra sensibilidad(Fig. 9).

Calor Fro

Radiador Bloque de hielo

Fig. 9: Calor y fro como sensacin

Desde el punto de vista fsico, el calor es una energaque debe atribuirse al movimiento ya existente (osci-lacin) de las molculas de un material. Si el movi-miento de las molculas es mayor, sentimos el mate-rial ms caliente, y viceversa.



Existe el fro?En sentido fsico no existe el fro, sino slo el mayoro menor calor.En base a lo anterior, podramos decir:

El fro es menos calor.Producir fro es eliminar / extraer el calor.

Fig. 10: Extraccin del calorAl igual que un imn atrae las piezas de hierro, el blo-que de hielo atrae el calor del bote de leche.El calor pasa por s solo, siempre de un cuerpo contemperatura superior a otro con temperatura inferior,nunca al revs.

TemperaturaLa temperatura es la magnitud de determinacin delgrado de calor de un material.Para su medicin existen los ms variados instrumentos; distintas escalas sirven para traducir la tem-peratura a cifras.El instrumento de medicin ms habitual es el term-metro de lquido.Para medir se utiliza la dilatacin de un lquido (porejemplo, el mercurio) cuando se le aporta calor o lacontraccin cuando pierde calor.La divisin de escala ms conocida es la divisin engrados Celsius (Fig. 11).

punto de ebullicin

punto de congelacin

Fig. 11: Termmetro con escala Celsius

El astrnomo sueco Celsius dividi la diferencia detemperatura entre el agua de congelacin y el aguade ebullicin en 100 partes iguales. La escala puedeprolongarse hacia arriba y hacia abajo.Como punto de referencia fij, a presin atmosfricadel aire normal, el punto de congelacin del agua a C y el punto de ebullicin a + 100 C.

Las temperaturas superiores a 0 C se sealan conel signo +, la temperaturas inferiores a 0 C con elsigno .

La unidad y la forma de escritura se hacen conformeal SI (SI = Systme International dUnits):

El grado Celsius ( C)En los Estados Unidos se mide la temperatura segnFahrenheit.

Fahrenheit fue un fsico alemn y un constructor deinstrumentos, que fij en su escala el punto de conge-lacin del agua a + 32 F y el punto de ebullicin a +212 F (Fig. 12).



212 F = Punto de ebullicin

32 F = Punto de congelac.

0 F = Punto cero

Fig. 12: Termmetro con escala Fahrenheit

Fahrenheit determin el punto cero de su escalasegn la temperatura mnima del invierno de 1709 enAmrica (17,8 C).Como en Amrica se mide en principio con la escalaFahrenheit, y la congelacin de alimentos es alldonde primero se practic en gran escala, se hafijado para la congelacin de alimentos la temperatura de almacenamiento de 18 C, correspondienteal punto cero de la escala Fahrenheit.Conversin de F a C:

C = 5/9 (F 32)El fsico ingls Kelvin averigu que hay una tempera-tura en la que no hay ningn movimiento molecular,y en la que por lo tanto no se puede encontrar nadade calor.Todos los cuerpos sometidos a esta temperaturaestn en estado slido, incluso el aire y todos losdems gases. Los conductores elctricos dejan detener resistencia hmica. Entonces reina la supra-conduccin.Se denomin a esta temperatura punto cero abso-luto. Es el punto de partida para la escala de Kelviny corresponde a 273,15 C. El punto de congelacindel agua est por lo tanto en la escala Kelvin a 273Ky el punto de ebullicin a 373K (Fig. 10).

373 K = Punto de ebullicin

273 K = Punto de congelac.

0 K = Punto cero

Fig. 13: Termmetro con escala Kelvin

La indicacin de temperatura segn Kelvin se utilizapara procedimientos termodinmicos (aumento / dis-minucin de temperatura).La unidad y la escritura segn SI (Sistema Intern.) es:Kelvin (K)Conversin de K en C:

C = K 273En la Fig. 14 se representan de nuevo las 3 escalasde temperatura para compararlas entre s.



Punto de ebullicin

Punto de congelac.

Punto cero

Fig. 14: Comparacin de las 3 escalas de tempe-ratura

Indicacin de temperatura en un proce-dimiento termodinmicoComo ya se ha dicho antes, se suele dar la diferenciade temperatura segn SI en Kelvin, pero la tempera-tura se suele indicar en grados Celsius.

De esta forma, se obtiene la siguiente relacin

Fig. 15: Diferencia de temperatura

Capacidad trmica especficaLa capacidad trmica especfica indica cunta canti-dad de calor debe aadirse o quitarse para calentaro enfriar 1 grado en 1 kg de un material.

Da lo mismo que el material sea slido, liquido ogaseoso. Para los gases se toma como unidad debase 1 m .

Desde 1978 se utiliza como unidad de cantidad decalor el julio (J).Ya no es admisible como unidad la calora (cal), quese emple durante mucho tiempo.

Se ha calculado que una calora equivale exactamente al valor de 4,1868 J, o:

1kcal = 4,1868kJ

En relacin al agua, como ejemplo, se tiene lasiguiente definicin para la capacidad de calor (Fig.16):

Fig. 16: Definicin de capacidad trmica

4,1868 kJ (que corresponde a la antigua unidad de 1kcal) es la cantidad de calor que debe aportarse o qui-tarse para calentar o enfriar 1K en 1 kg de agua a pre-sin atmosfrica.

Por ello es necesaria la indicacin de temperatura de14,5 y 15,5C, ya que la cantidad de calor necesariapara calentar 1k cambia mnimamente con la tempe-ratura del agua.

Pero para los clculos prcticos estas pequeas dife-rencias no tienen ninguna importancia.

La unidad y escritura de la capacidad trmica es, porlo tanto, para el agua:

4,1868 kjC= kg.K

En general:



kjC= kg.K

kjm3.K

Para los clculos debe tenerse en cuenta:Cuanto menor es el valor c de un material, menor esel calor que debe aportrsele o extrarsele.A continuacin se exponen los valores c de distintosmateriales (Figs. 17, 18 y 19):

Material c

Aluminio 0,9

Hielo a 0C 2,04

a 20C 1,95

a 50C 1,72

Hierro 0,45

Cobre 0,39

Fig. 17: Calor especfico c de materiales slidos

Material c

Alcohol 2,51

Agua 4,1868

Fren 12 0,96

F11 0,86

F22 1,32

Fig. 18: Calor especfico c de materiales lquidos

Material Temper. (C) cOxgeno 10200 0,91

Nitrgeno 0200 1,02

Aire seco 1,00

Aire hmedo 1,26

Fren 12 de 50 a +50 0,84

Fig. 19: Calor especfico c de gases

Clculo de la cantidad de calorCon la siguiente frmula se puede calcular para cual-quier material la cantidad de calor que debe aadirseo quitarse:

Q = m . c . T

Abreviaturas y unidades:

Abreviatura UnidadQ = Cantidad de calor kJm = Masa del material kgc = Capacidad calorf. especial kjT = Diferencia de temperatura

T2 T1

jkgK

Ejemplo:100 kg de agua deben enfriarse desde T1 = +25 Chasta T2 = +5 C.

Qu cantidad de calor debe extraerse para ello?ndice c del agua = 4,19 kJ/kgKQ = 100 x 4,19 (525) = 419 (20)Q = 8380kJCon el signo negativo se expresa que debe elimi-narse dicha cantidad de calor.

Comparacin de unidades de medidaEl trabajo, la energa y la cantidad de calor son magni-tudes fsicas del mismo tipo.

Por lo tanto se expresan en unidades del mismo valor(Fig. 20):

1J 1Nm 1Ws

Julio = Newton metro = Vatio/seg.

U. de calor Trabajo Energa

Fig. 20: Unidades equivalentes



Segn la conveniencia, se puede seleccionar la uni-dad oportuna.Como ya se ha mencionado, ya no est permitidousar designaciones basadas en la unidad cal (calo-ra). A continuacin se representan 2 listas de unida-des viejas y nuevas de medicin (Figs. 21 y 22).

Fig. 21: Comparacin de unidades calorficas

Fig. 22: Comparacin de unidades de potencia

Transmisin de calor:Hay tres posibilidades de transmisin trmica:

* Conduccin del calor

* Corriente calorfica (conveccin)* Radiacin trmica

Conduccin del calor:Se habla de conduccin del calor cuando las molcu-las de un material transmiten mediante oscilacionessu energa trmica a las molculas prximas y a suvez stas la transforman en oscilacin.La conduccin del calor puede producirse slo en elinterior de un material.

Se calienta un tubo de cobre, y las molculas decobre transmiten el calor. Esto produce en el otroextremo un aumento sensible de temperatura (Fig.23).

Fig. 23: Conduccin del calor

Si en lugar del tubo de cobre se usa un tubo de pls-tico, la temperatura del extremo del tubo sera muyinferior.

Por lo tanto, hay buenos y malos conductores decalor.

Segn la aplicacin, se utilizarn en la tcnica mate-riales buenos o malos conductores de calor.

En los buenos conductores de calor, es pequea ladiferencia de temperatura entre el lado caliente y elfro.

En los malos conductores de calor, es grande la dife-rencia de temperatura entre el lado caliente y el fro.

Este conocimiento es de gran importancia para laconstruccin de frigorficos.

Por ello se utilizar como material para el aislamientodel frigorfico un material muy mal conductor de calor.

Por el contrario, los materiales usados para los com-ponentes que extraen del frigorfico el calor (el evapo-rador) o que sacan el calor extrado hacia afuera(condensador) son muy buenos conductores decalor.

Corriente calorfica (Conveccin):Si chocan partculas gaseosas de un material, comopor ejemplo el aire, contra una superficie caliente,recogen calor, lo transmiten a otras partculas y seseparan. De esta forma se modifica la densidad delaire.

El aire calentado de esta forma se vuelve ms ligeroy se eleva.



Si se enfra de nuevo el aire, se vuelve ms pesado(ms denso) y cae hacia abajo.Se produce una corriente (Fig. 24)

Radiador

Fig. 24: Corriente calorfica en una habitacincaldeadaLa ley natural de la corriente trmica vale anloga-mente tambin para los lquidos.El hecho fsico de que el aire fro sea ms pesado(ms denso) que el aire caliente es aprovechado enla construccin de frigorficos colocando el lugar msfro del frigorfico (el evaporador) arriba (Fig. 25).

Fig. 25: Corriente calorfica en un frigorficoEn un frigorfico el aire que se enfra en el evaporadorcae hacia abajo. Mediante la corriente que se pro-duce (conveccin) pasa constantemente

por el evaporador el aire ms caliente.De esta forma se extrae constantemente calor delaire total del frigorfico.

Radiacin trmica:Si un cuerpo est ms caliente que su entorno, irradiacalor.

Las radiaciones trmicas son oscilaciones electro-magnticas que se diferencian fsicamente de la luzvisible slo por la longitud de onda (Fig. 26).

Ondas ultracortas

Infrarrojos

(radiaciones trmicas)

(luz visible)

Ultravioleta

Rayos X

RADIACIN TRMICA

Fig. 26: Radiacin trmica, longitudes de ondaSi se ordenan por longitud de onda, la luz visibledesde el violeta hasta el rojo est aproximadamenteentre 0,0004 y 0,0008 mm. Ms all del rojo empie-zan las radiaciones trmicas invisibles (rayos infra-rrojos).Las radiaciones trmicas no necesitan un materialcomo soporte de la energa.Las radiaciones trmicas no son calor en s mismas,sino que slo surgen del calor.La radiacin trmica se transforma de nuevo en caloral chocar de nuevo con un cuerpo.Este fenmeno de:

Calor Radiacin Calorse produce en todos los cuerpos con distinta tempe-ratura y que no estn en contacto directo.



Paso del calor Aislamiento trmicoSi dos materiales lquidos o gaseosos estn separa-dos entre s por una pared slida (aislamiento), esta-mos ante un hecho de transmisin de calor com-puesto de:

Corriente calorfica Conduccin decalor Corriente calorfica(Fig. 27)

+ 25 C + 7 CFUERA DENTRO

Corri

ente

de

aire

Corri

ente

de

aire

Corriente Conduccin Corriente(conveccin) (conveccin)

Fig. 27: Fenmeno de transmisin del calorEl calor pasa del lado exterior ms caliente al ladointerior ms fro. El calor slo puede pasar si existeen cada uno de los tres fenmenos de transmisinuna diferencia de temperatura.

Coeficiente de paso de calor o valor KPara calcular la cantidad de calor que pasa por unapared o un aislamiento se necesita conocer la dife-rencia de temperatura entre el lado ms caliente y elms fro, as como un factor que refleja el ndice deaislamiento trmico de la pared (parecido a la resis-tencia especfica elctrica).Este ndice, que toma en cuenta el ndice materialcon las resistencias a la transmisin de las superfi-cies exteriores, se llama:

Coeficiente de paso de calor o

valor K

Este ndice aparece en:

KJC=

m2hK W

m2.K

El ndice K indica cuntos kJ pasan en una hora ocuntos J/s = W pasan por una pared de un mcuando la diferencia de temperatura es de 1K (Fig.28).

Fig. 28: ndice kEl ndice k es un concepto importante de la tcnicadel fro. El clculo propiamente no va a exponerseaqu, ya que existe suficiente material de tablas ela-boradas para consulta, en las que se pueden ver losndices k calculados para tapas/cubrimientos y pare-des de todo tipo, as como para vaporizadores y con-densadores.

Estados de agregacinCada material puede presentarse en tres estados:slido lquido gas. Cada estado concreto sedefine como estado de agregacin.En qu estado de agregacin se encuentra exacta-mente un material depende de su temperatura y lapresin a la que est expuesto.

Segn el calor que se le aplique o se le extraiga, unmaterial puede pasar de un estado de agregacin alotro (Fig. 29).



Agua

Hielo slido lquido

Vaporgaseoso

Temperatura de fusin Temperat. de evaporacin

Temper. de solidificacin Temp. de condensacin

Fig. 29: Estados de agregacin del agua con pre-sin normal de aireLa temperatura de fusin de un material cualquieraes tambin al mismo tiempo su temperatura de solidi-ficacin.La temperatura de evaporacin de un material cual-quiera es tambin al mismo tiempo su temperatura decondensacin.Entalpia (calor latente):Para transformar un kg de hielo con una temperaturade 0 C en agua, debe aportarse calor.Pese al aporte constante de calor, no cambia la tem-peratura del hielo o del agua de fusin hasta que nohaya pasado el hielo totalmente al estado lquido.La cantidad de calor necesaria para ello se llama

entalpiao calor latente.La entalpia para la transformacin de 1 kg de hielo de0 C en agua es exactamente 334,88 kJ (Fig. 30)

1 kg de hielo0 C

334,88 kJ deaportacin de calor

0 Cagua

Fig. 30: Entalpia de fusin o de solidificacinpara el hielo que se derrite

Para el fenmeno contrario, la modificacin deestado del agua a hielo, se extrae exactamente lamisma cantidad de calor latente.

Por ello se habla de entalpia de fusin o de solidifica-cin. Ambos ndices son iguales.

La unidad es el kJ/kg

Los ndices de los distintos materiales se han calculado mediante ensayos y se recogen en tablas (Fig.31).

Punto de fusin/desolidificacin en C

EntalpiakJ/kg

Aluminio +658 355,9Amonaco 77,7 452,2Hielo +0 334,9Aceite mineral 40 146,5Mercurio 38,89 11,7

Fig. 31: Entalpia de fusin o de solidificacin dedistintos materiales a presin de aire normal

Entalpia de vaporizacin o de condensacin (Fig. 32)

Vapor de agua100 C

100 Cagua

1 litrode agua

2256,7 kJaportacin de calor

Fig. 32: Entalpia de vaporizacin o condensacindel agua

Para evaporar 1 litro de agua de +100 C, se necesitade nuevo una cantidad de calor.



Pese al suministro continuo de calor no cambia aqutampoco la temperatura hasta que el agua est total-mente evaporada.La cantidad de calor que debe aplicarse para esto esla entalpia de vaporizacin. Para 1 litro de agua atemperatura de evaporacin (punto de ebullicin) dede 100 C es exactamente de

2256,7 kJEsta misma cantidad de calor latente se extrae delvapor de agua en el procedimiento contrario paraobtener agua lquida.De nuevo son idnticos los ndices de vaporizaciny condensacin, y la unidad es el:

kJ/kgEn la Fig. 33 se exponen los ndices de distintosmateriales.

Punto de vaporiza-cin/de condensa-

cin en C

Entalpia kJ/kg

Mercurio +357 301Agua +100 2257Alcohol +78 880Fren 12 30 167Amonaco 33,4 1369

Fig. 31: Entalpia de vaporizacin o de condensa-cin a presin de aire normal

Temperatura / Entalpia Diagrama

Mediante un diagrama es como mejor pueden verselas relaciones entre el calor perceptible (aumento detemperatura) y el calor latente (entalpia).Como ejemplo se calienta 1 kg de hielo de 40 Chasta +140 C.

Al hacer esto se pasa por todos los estados posiblesde agregacin: slido lquido gaseoso (Fig. 34).Se puede ver en el diagrama que durante la entalpiade fusin y de vaporizacin no hay aumento de tem-peratura pese a la aportacin de calor.

Slo cuando se ha alcanzado totalmente otro estadode agregacin sigue aumentando la temperatura.

Los conceptos Vapor y Gas

Se denominan vapores a las materias gaseosas cuyatemperatura an est prxima al punto de vaporiza-cin.

Este estado se llama tambin vapor saturado/hmedo.

Se llama gas al vapor muy sobrecalentado. Para estegas valen las leyes fsicas de los gases.

La presin

La presin es una magnitud de influencia importantepara todos los procesos de la tcnica del fro.

Temperatura

Vapor(sobrecalentado: gas)

HieloAgua + vapor(vapor saturado)

Hielo + Agua Entalpia de vaporizacin agua

Cantidad de calor en kJEntalpia de fusin

Fig. 34: Diagrama de temperatura / entalpia, estado de partida: 1 kg de hielo de 40 C a presin de airenormal.



Definicin:La presin es la relacin de fuerza con respecto a lasuperficie sobre la que se acta.

Unidades:

Durante mucho tiempo se han empleado en la tc-nica unidades de presin como: kg/m2, mmWS,mmHg, at, atm, ata, at, Torr.

Estas unidades ya no son vlidas!Como unidad de presin se ha fijado el Pascal (Pa).

1 Pa = 1 N/m2 = 1 kg/m2 = 0,102 kg/m2

9,81

Esta presin es muy pequea. Corresponde aproxi-madamente a la presin que ejerce 1 m2 de un papelde peso superficial de unos 100g/m2 extendida sobresu base (Fig. 35).

Fig. 35: Definicin de 1 PascalPara el uso prctico se ha tomado como unidad debase la unidad bar.

1 bar = 100.000 N/m2 = 100.000 PaLa Fig. 36 muestra las viejas y las nuevas unidadesde presin comparadas entre s.

Nuevas unidades Viejas unidades

Fig. 36: Comparacin de unidades de presin

Medicin de presinLa base para la medicin de presin con manmetroses la presin atmosfrica de referencia.

Corresponde a la presin atmosfrica normal quecambia constantemente y se ha fijado, para simplifi-car, en 1 bar (Fig. 37).

Presin atmosfrica de referencia= 1 bar

presin atmosfricadel aire 1,02 kg/cm2

1 bar= 1.000 mbar(750 mmHg)

Fig. 37: Presin atmosfrica de referenciaLa presin efectiva indicada por un manmetro(presin manomtrica) es una sobrepresin o unadepresin en relacin a la presin atmosfrica dereferencia.

Sin embargo, para todas las mediciones de la tcnicadel fro y datos como por ejemplo las curvas de pre-sin de vapor es determinante siempre la presinabsoluta.

La base para la presin absoluta es 0 bar (vaco).Las interrelaciones estn expuestas en la Fig. 38:



Fig. 38: Interrelaciones, Presin absoluta Presin manomtrica Presin atmosfrica de referencia

Presin absoluta

Presin manomtrica

(sobrepresin)Presin atmosf. de refer.= 1 bar

(depresin)

Vaco = 0 bar

Escalas de aparatos de medicinDebido a las interrelaciones mencionadas, en lasmediciones de presin con manmetros debe cui-darse que la aguja est en estado no cargado.La mayor parte de manmetros estn calibrados deforma que la posicin 0 de su escala corresponda ala presin atmosfrica de referencia (Fig. 39).

Presin atmosfrica de referencia = 1 bar

Fig. 39: Manmetro de sobrepresin, no car-gadoEn este manmetro

la presin absoluta = valor de lectura + presinatmosfrica de referencia (1 bar).

Hay tambin manmetros cuyo punto cero de escalacorresponde al vaco = 0 bar (Fig. 40).

0 bar = vaco

Presin atmosfrica de referencia = 1 bar

Fig. 40: Manmetro de presin absoluta, nocargado

En este caso

la presin absoluta = valor de lectura



Temperatura y presin

como magnitudes de unidad para la evaporacin delquidos.

Temperatura:

Como se ha dicho antes, para la vaporizacin de unlquido, por ejemplo el agua, debe alcanzarse primerola temperatura de evaporacin. Despus se realiza laentalpia de evaporacin.

Si la temperatura de evaporacin es superior a latemperatura ambiente, se deber aportar calormediante una fuente de calor (Fig. 41).

Agua

Aportacin de calor

Fig. 41: Evaporacin de agua a presin atmosf-rica de referencia

Si por el contrario la temperatura de evaporacin deun material, como por ejemplo el agente frigorficofren (R12), est, a presin atmosfrica de referen-cia, muy debajo de la temperatura de evaporacin, sesacar del entorno el calor necesario para el procesode vaporizacin.

Este es el principio de produccin de fro en elfrigorfico (Fig. 42).

Fig. 42: Evaporacin de fren R12 a presinatmosfrica de referencia

La presin como magnitud de influenciaEs un hecho conocido que el agua llega antes alpunto de ebullicin en la alta montaa que al nivel delmar.

Esto se debe a la influencia de la menor presin delaire en la alta montaa.Por lo tanto, el punto de vaporizacin de cada mate-rial depende de la presin que tiene exactamente.Como mejor se pueden conocer estos datos es conla curva de evaporacin de cada material (Figs. 43 y44).

Gaseoso

Lquido

Pres

in

en b

ar

Temperatura en C

Fig. 43: Curva de vaporizacin del agua



Punto 1 de evaporacin a presin atmosfrica dereferencia de 1 bar. Temperatura de evaporacin =100 C.

Gaseoso

Lquido

Pres

in

en b

ar

Temperatura en C

1 bar

Fig.44:Curva de vaporizac. del refrigeranteR12Punto 1 de evaporacin a presin atmosfrica dereferencia de 1 bar.

Temperatura de evaporacin = 30 CA la vista de las dos curvas se deduce: Las tempera-turas de evaporacin son ms bajas cuanto menor esla presin, y viceversa.En principio se puede obtener calor del entornomediante la evaporacin de cualquier lquido.La nica condicin es que pueda evaporarse con lacorrespondiente presin realizable y a temperatura loms baja posible.Lo ms adecuado para los aparatos frigorficos y con-geladores domsticos es el refrigerante R12.Las curvas de presin de vapor son al mismo tiempocurvas lmite entre el estado lquido y gaseoso. Esdecir,

El punto de vaporizacin es al mismo tiempo elpunto de condensacin.He aqu un ejemplo sacado de la curva de presin devaporizacin del R12 (Fig. 45)

Gaseoso

Lquido

Pres

in

en b

ar

Temperatura en C

Fig. 45: Condensacin del refrigerante R12

El vapor del refrigerante sobrecalentado a +50 C, auna presin de 10 bar (punto T1) se enfra a presinconstante de 10 bar a una temperatura de +30 C(punto T2).El punto T1 se mueve hacia la izquierda cuando cedecalor y rebasa con ello la curva lmite (punto T).En el punto T cambia el estado de agregacin devapor a lquido, a temperatura constante (entalpiade condensacin).Si el refrigerante condensado puede seguir enfrin-dose por la transmisin de calor a su entorno, porejemplo a +30 C (punto T2), se habla entonces delquido de refrigerante sobreenfriado.

Este es el principio de funcionamiento de la con-densacin en el circuito del refrigerante.

Temperatura y humedad del aireEl aire puede contener, como cualquier gas, una can-tidad determinada de humedad en forma de vapor;cuanto ms caliente es el aire, ms humedad puedecontener.

La cantidad de humedad que el aire puede contenera una temperatura determinada puede representarseen una curva (Fig. 46).



Lquido

en forma de vapor

Fig. 46: Curva de saturacin del aire

Esta curva de saturacin es, como la curva de pre-sin de vapor, una curva lmite.

La humedad dentro de la curva se encuentra enforma de vapor; por encima de la curva est enestado lquido, por ejemplo en forma de roco.

Humedad absoluta del aire Humedad relativadel aire Punto de roco.

Para conocer las interrelaciones ponemos un ejem-plo sacado de la curva de saturacin del aire (Fig. 47).

Fig. 47: Ejemplo de humedad relativa

La humedad relativa es la cantidad de humedadrealmente existente que est contenida en 1 m deaire.

Por ejemplo, a 25 C, 14g/m3 (punto A)La humedad mxima del aire (humedad de satura-cin) es la cantidad de humedad que puede contener1 m3 de aire a una temperatura determinada sin quese forme roco.

Por ejemplo, a 25 C, 23g/m2 (punto B)La humedad relativa del aire es la relacin entre lahumedad absoluta y la humedad mxima en %.En nuestro ejemplo es:

% de humedad del aire = absoluta x 100 mxima

14 (punto A) x 100 = 61%

23 (punto B)El punto de roco es la temperatura a la que sepuede enfriar para lograr la mxima humedad delaire.

En nuestro ejemplo es de 17 C (punto C), y corres-ponde a una humedad relativa del 100%.

Qu significa la humedad del aire parala tcnica del fro?1.) Como ya se ha dicho, la humedad del aire juegaun papel importante en la conservacin, almacena-miento y refrigeracin de los alimentos.2.) Es sabido que la humedad se condensa siempreen los lugares fros.Si el aire del frigorfico supera el punto de roco, haycondensacin de roco en la parte ms fra, en el eva-porador.El evaporador se recubre con una capa de escarchao hielo cuando su temperatura est por debajo delpunto de congelacin.Como la escarcha o el hielo son malos conductoresdel calor, esta capa debe descongelarse de vez encuando.Con esto termina este apartado de Principios fsi-cos.

El conocimiento de los conceptos: Calor/Fro Tem-peratura Presin, de sus interrelaciones y de susunidades de medida son condiciones para la com-prensin de los temas siguientes.



El circuito de fro

Eliminacin y transmisin del calor fuerade un frigorfico (Fig. 48)

Calo

r

Calor

Exterior

Interior

condensador(cambiador de calor)gaseoso lquido

evaporadorlquido gaseoso

Fig. 48: Eliminacin de calor y acarreo de calorfuera de un frigorfico

Estos hechos ocurren en 3 fases:

1.) Mediante el flujo natural de calor (diferencia detemperatura de los productos almacenados en el fri-gorfico con respecto al evaporador fro) se extraecalor de los productos.

2.) Mediante el medio de transporte, el refrigerante,se acarrea este calor hacia afuera en el condensador.Esto se realiza en un sistema cerrado, el circuito delrefrigerante.

Como desde dentro hacia afuera no hay diferencianatural de temperatura en relacin al aire ambiente,la temperatura del refrigerante debe elevarse en elexterior a un nivel superior al del aire ambiente. Paraesto se necesita energa.

3.) El condensador proporciona este calor mediantela diferencia natural de temperatura del condensa-dor con respecto al aire ambiente.

Hay dos tipos de circuitos de refrigerante, en base alos distintos sistemas de impulsin del refrigerante:

de absorcin (ver pgina 30) de compresin (Fig. 49)

Filtro deshidratador Tubo capilar

RefrigeranteFren R12

condensador(cede calor) Evaporador(toma calor)

Compresor

Lado de presin Lado de aspiracin

Fig. 49: Circuito de fro (sistema de compresin) y sus estados de agregacin

GasLiquido



Descripcin del funcionamientoEl compresor aspira del evaporador mediante el tubode aspiracin el vapor sobrecalentado del refrigerante. Con ello disminuye la presin del evaporadorde forma que puede evaporar nuevo refrigerante(punto 1).El compresor comprime el vapor del refrigerante. Alhacer esto, aumenta la temperatura (punto 2).El vapor comprimido y calentado llega por el tubo deaspiracin al condensador, libera all una determi-nada cantidad de calor al aire ambiente y lica a pre-sin constante (punto 3).El refrigerante lquido que est a presin y sobreen-friado pasa por el secador al tubo de estrangulacin.En el extremo de este tubo disminuye la presinhasta la presin de evaporacin existente all, entraen el evaporador y se evapora (punto 4).El circuito comienza de nuevo.El dimetro y la longitud del tubo de estrangulacinse ajustan al volumen de transporte del compresor.Al mismo tiempo el tubo de estrangulacin separa ellado de presin del lado de aspiracin.

Los componentes del circuito de fro deun sistema de compresin

El evaporadorEl evaporador se compone en principio de un serpen-tn que est unido a lminas o a una placa (Fig. 50).

Refrigerante lquido

Refrigeranteen forma devapor sobrecalentado extraccin de calor

extraccin de calor

extraccin de calor

Fig. 50: Evaporador, Esquema bsico1.Tubo de capilar2.Punto de inyeccin3.Comienzo de la zona de evaporacin4.Final de zona de evaporacin /comienzo de la zona de sobrecalentamiento5.Extremo de evaporador

Al comienzo se inyecta refrigerante expandido, pro-cedente del tubo el tubo de estrangulacin.

En su recorrido por el serpentn del tubo, el refrige-rante se evapora poco a poco a presin constante ydeja el refrigerante al final del tubo en forma de vapor.Con ello surgen en el evaporador las distintas zonasde evaporacin. El calor de evaporacin necesariopara el proceso se obtiene del entorno (ambiente).Las placas o lminas situadas entre los serpentinesayudan con su superficie a la extraccin del calor.

Formas de evaporador

Entre otros criterios, el tamao de superficie es deci-sivo para la potencia frigorfica de un evaporador.

Segn el tipo de construccin del aparato y su poten-cia frigorfica existen las siguientes formas construc-tivas (Fig. 51):

Fig. 51: Evaporador, formas constructivas1.Evaporador plano2.Evaporador de ngulo3.Evaporador de libro4.Evaporador en U5.Evaporador de caja, y6.Evaporador de lminas

Esta forma constructiva se compone de tubos decobre que se unen mediante lminas.

Estos evaporadores se emplean para grandes apara-tos de congelacin y grupos refrigeradores industria-les.

Los evaporadores 1 5 se fabrican segn el procedimiento Rollbond.

Es decir: entre dos placas de aluminio laminadassuperpuestas estn alojados los canales de evapora-cin mediante soplado a presin (Fig. 52).



Fig. 52: Evaporador con espumado segn el pro-cedimiento Rollbond

1.Canales de evaporador2.Placas de aluminio3.Aislamiento

El condensadorEl condensador se compone, como el evaporador, enprincipio de un serpentn de tubo. Est unido, paraaumentar la superficie y as mejorar la extraccin decalor, con alambres, lminas o una placa.El condensador est alojado fuera del aparato frigor-fico (Fig. 53)

del compresor

refrigerante sobrecalentado enforma de gas

extraccin de calor

extraccin de caloral secador

refrigerantesobreenfriado lquido

Fig. 53: condensador de tubo de alambre1.Final de la zona de enfriamiento previo2.Final de la zona de condensacin3.Final de la zona de sobreenfriamiento

Es tarea del condensador sacar hacia afuera, al aireambiente, el calor del refrigerante recogido duranteel proceso de evaporacin, junto con el calor del fun-cionamiento del compresor.La condensacin se realiza a presin constante en 3zonas:

En la zona de enfriamiento previo se enfra el refrige-rante sobrecalentado procedente del compresormediante la evacuacin del calor de sobrecalenta-miento a la temperatura de condensacin.En la zona de condensacin se convierte el refrige-rante (entalpia) en estado lquido, mediante la eva-cuacin del calor de condensacin.En la zona de sobreenfriamiento se enfra el refrige-rante ya licuado a temperatura de condensacin ysale el refrigerante lquido sobreenfriado.

Formas constructivasAl igual que en el caso del evaporador, el tamao yla superficie de un condensador est dimensionadosegn la potencia frigorfica del aparato correspon-diente.La forma constructiva utilizada con ms frecuenciaen aparatos refrigeradores y congeladores es el con-densador de tubo representado en la Fig. 53.En aparatos industriales y en arcones de congelacinse instala en la mayor parte de casos de condensa-dor de lminas (Fig. 54).

Fig. 54: condensador de lminasUna forma constructiva interesante es la llamada decondensador skin (de piel).Se utiliza para frigorficos de varias zonas de tempe-ratura. El serpentn se coloca en este caso directa-mente sobre la pared posterior del aparato (Fig. 55).



Pared de fondo

Fig. 55: condensador Skin (piel)

El filtro deshidratador

Inmediatamente tras el proceso de condensacin elrefrigerante lquido pasa al filtro deshidratador.

El filtro es un recipiente relleno de un agentedesecante granulado y muy higroscpico.

Arriba y abajo hay filtros (tamices) de malla fina pararetener las posibles impurezas (Fig. 56).

del condensador

al tubo capilar

Fig. 56: Deshidratador en posicin de montaje

1.Filtro grueso2.Elemento desecador silicato NaAl (filtro molecular)3.Filtro fino

El filtro debe cumplir 3 funciones:1.) Absorber la humedad residual que puede quedaren el circuito de refrigerante.2.) Neutralizar las trazas de cidos y con ello evitadaos del bobinado del motor elctrico del compre-sor, y corrosiones.3.) Retener en su filtro de malla fina cuerpos extraoscomo virutas metlicas, restos de soldadura, xidos,etc.

Lugar y posicin de montaje:Para evitar la obturacin de los puntos estrechosdel tubo de estrangulacin debido a cuerpos extraoshay colocados siempre filtros inmediatamente detrsdel condensador y delante del tubo de estrangula-cin.Adems, la posible humedad existente del refrigerante condensado se transmite mejor que enestado gaseoso.Se necesita una posicin vertical de montaje paraque el refrigerante lquido pueda atravesar homog-neamente por todos los sitios del elemento des-ecante.

El rgano de estrangulacinComo rgano de regulacin se utiliza para los frigor-ficos y congeladores un tubo de estrangulacin (tubocapilar).El tubo de estrangulacin es un tubo largo con dime-tro muy pequeo. Con ello se obtiene la presin decondensacin.Sus medidas estn dimensionadas segn la potenciade transporte del compresor.Al mismo tiempo se regula con ello constantementela cantidad de flujo que va al evaporador (Fig. 57).

Filtro des-hidratador

EvaporadorTubo capilar

1,27 bar

10 bar



Fig. 57: Actuacin del tubo capilar

Durante el tiempo de parada del compresor se pro-duce, gracias al tubo capilar, la compensacin de pre-sin entre la presin alta de condensacin y la pre-sin baja de evaporacin.

De esta forma se posibilita la nueva puesta en mar-cha del compresor.

El tubo capilar, unido por soldadura entre el filtrodeshjdratador y el evaporador, es por ello la conexincon el evaporador (Fig. 58).

al evaporadordel filtrodeshidratador

Fig. 58: Tubo capilar

El compresor

El compresor tiene la misin de mantener en funcio-namiento el circuito de refrigerante.

Es decir, por un lado aspirar constantemente el refri-gerante en forma de vapor y por otra hacer que dichorefrigerante en forma de vapor alcance, mediantecompresin, la presin o la temperatura correspon-dientes de condensacin.

Se distingue entre compresores abiertos y compre-sores de caja blindada.

En el compresor abierto el motor elctrico est sepa-rado espacialmente del compresor.

Este tipo constructivo se emplea en forma de los lla-mados grupos industriales de muebles frigorficos,cervezotecas o muebles frigorficos menores (Fig.59).

Fig. 59: Grupo frigorfico industrial con compresor abierto

1.Motor elctrico2.Compresor

Para los actuales frigorficos y congeladores doms-ticos se emplean exclusivamente compresores blin-dados (encapsulados). La ilustracin siguientemuestra una mquina frigorfica lista para el montaje,que consta de condensador de lminas, evaporadoren U y compresor blindado (Fig. 60)

Fig. 60: Mquina frigorfica lista para el montajecon compresor en caja blindada

1.Compresor en caja blindada



Tipos constructivos de compresores hermetcosDistinguimos dos tipos, el compresor de la zona depresin y el de la zona de aspiracin.El compresor de la zona de presin apenas se uti-liza hoy da.

Se describe aqu brevemente slo para tener unavisin global completa y para diferenciarlo del com-presor de aspiracin (Fig. 61).

Fig. 61: Compresor de zona de presin, esquema1.Pasadores mviles2.Tubo de aspiracin3.Tubo de presin4.Vlvula de presin5.mbolo giratorio

En una carcasa de chapa hay instalado de forma fijaun motor elctrico que tiene un rbol (eje) y unmbolo giratorio en rotacin.Mediante el alojamiento excntrico del mbolo girato-rio y los pasadores mviles que son comprimidos porresortes y por fuerza centrfuga contra la pared,aumenta y disminuye el espacio en forma de hoz, deforma que se produce respectivamente el desplaza-miento de aspiracin o de presin.La conduccin de aspiracin pasa por la carcasa yest unida de forma fija a la pieza rotatoria.El tubo de aspiracin termina en la carcasa del com-presor. La alta presin del compresor (912 bar) seproduce en el interior de la carcasa durante el funcio-namiento.

El compresor de aspiracinLa mayor parte de los compresores utilizados hoy enda son compresores de aspiracin (Fig. 62).

Fig. 62: Compresores de aspiracin, esquema1.Tubo de aspiracin2.Vlvula de aspiracin3.Tubo de servicio4.mbolo5.Vlvula de presin6.Tubo de presin

En una carcasa de chapa hay montado de formaelstica un motor elctrico que mueve un mbolohacia arriba y hacia abajo mediante un cigeal delcilindro (Fig. 63).

aspirar comprimir

Fig. 63: Movimiento del mbolo del compresor dezona de aspiracinEn el movimiento hacia abajo se abre la vlvula deaspiracin y as se puede aspirar el gas del refrige-rante que hay en el compresor.De esta forma se produce en la carcasa del compre-sor, durante el funcionamiento del compresor, unapresin baja (0,9 1,5 bar).En el movimiento hacia arriba se comprime el refrige-rante y se transporta a la conduccin de presin a tra-vs de la vlvula de presin que se abre.La presin alta de compresin (9 12 bar) no se ori-gina por lo tanto en el interior de la carcasa, sino enla conduccin de presin.



Estructura de un compresor de zona de aspiracin

Pie

Tubo de alta

Bornes de losdevanados

Tubo de alta

Tapa decilindro

mboloCarcasa de cilindro

Carcasa(parte inferior)

Tubo de carga

Tubo deaspiracin

Muelle desuspensin

Carcasa (partesuperior)

Fig. 64: Compresor de zona de aspiracin, car-casa y empalmesPara cumplir el requisito de las dimensiones lo mspequeas posible, el blindaje de este compresor estconstruido con planta oval.Debido a la cabeza de cilindro que sobresale y alespacio necesario para los componentes elctricos,esta forma se presta tambin para el montaje desdeel interior.

El blindaje consta de dos partes de chapa de aceroembutidas y soldadas entre s. En la parte inferior hayun soporte para los componentes elctricos.Los tubos de aspiracin, presin y llenado estn sol-dados a la caja de blindaje. Dos pies sirven para lasujecin del compresor (Fig. 64).



Estructura interna, parte elctrica, engrase del mecanismo de propulsin

Aceite

Biela

Cigeal

Estator

Rotor

Cable de motorConector triple

Borne de conexin

Rel de arranqueTapa

Interruptor de seguridaddel motor

Placa de asiento de vlvulamboloBuln

Fig. 65: Compresor de zona de aspiracin,estructura interna

Parte elctrica:El estator del motor elctrico de dos polos estdimensionado para el arranque de resistencia.El bobinado est arrollado mecnicamente y constade un bobinado de campo principal de cobre y de unbobinado auxiliar. Est provisto de una parte arro-llada en sentido contrario (carrete bifilar). En la parteinferior de la caja de blindaje hay colocados exterior-mente componentes elctricos como interruptor deseguridad para el motor, rel de arranque, bornes deconexin, etc.

La funcin de estos componentes se describe aparte.

Engrase de las piezas del mecanismo propulsorLas piezas del mecanismo propulsor se engrasanmediante un orificio oblicuo y una ranura del cigeal.Se suministra aceite al mbolo y al buln mediante unorificio de la biela.



Circulacin del refrigerante en el lado deaspiracin

1 cmara de amortiguacinde ruidos de aspiracin

Asiento de vlvula de aspiracinLengeta de vlvula de aspiracin

2 cmara de amortiguacin de ruidos de aspiracinCulata Tubo de aspiracin

Fig. 66: Circulacin en el lado de aspiracinEl refrigerante es aspirado, como en todos los com-presores de zona de aspiracin, a travs del interiorde la caja de blindaje, donde acta ya una refrigera-cin del motor elctrico.El gas llega en primer lugar por el tubo de aspiracinal amortiguador de ruidos, cuyas dos cmaras estnconectadas entre s mediante orificios de paso.El amortiguador de ruido de aspiracin est ajustadoen su divisin de cmaras de forma que se produzca

Circulacin del refrigerante en el lado dealta presin

adems del efecto de amortiguacin de ruidos unaalimentacin de la zona del cilindro que se nota enun mejor grado de suministro al compresor.Desde aqu el gas entra por un canal de unin a laculata y llega al cilindro, en el movimiento de aspira-cin, a travs de la vlvula de aspiracin abierta (Fig.66).

Tubo de presin Vlvula de presin

Culata

3 cmara de amortig.de ruidos de presin

2 cmara de amortig. de ruidos de presin

1 cmara de amortig.de ruidos de presin

Fig. 67: Circulacin del refrigerante en el lado dealta presinEn la ltima parte del recorrido de compresin el gas,despus de levantar la vlvula de presin, es compri-mido en primer lugar contra la cmara de amortigua-cin de ruidos de la culata y de all, a travs

de un orificio, a las cmaras de amortiguacin de rui-dos de la carcasa del cilindro, que estn conectadasmediante un taladro de paso. Desde la ltima cmarael gas llega finalmente al tubo de presin y con ellosale del compresor (Fig. 67)



Aceite en un sistema de fro

El aceite utilizado en los frigorficos domsticos es unaceite mineral o un aceite de base sinttica. Est muyrefinado y no contiene combinaciones de azufre niparafina.

El aceite se vierte directamente a la caja de blindajedel compresor y sirve para engrasar las piezas delmecanismo propulsor. Las cantidades de llenado denuestros compresores estn comprendidas, segnlos tamaos del compresor, entre 250 y 450 ccm.

Gracias al dimensionado constructivo de las piezasdel mecanismo propulsor hay en la caja de blindajeun circuito propio de aceite (ver Fig. 65).De esta forma el aceite entra en contacto con el refri-gerante y se mezcla parcialmente con ste.

Circula en pequea cantidad con el refrigerante en elcircuito y humedece por dentro el sistema cerradocon una fina pelcula de aceite.

Por ello el aceite est expuesto a grandes diferenciasde temperatura (unos 30 C en el evaporador, porencima de 100 C durante perodos cortos en el com-presor).A pesar de ello debe poder retornar el aceite porejemplo desde el evaporador con el vapor del refrige-rante aspirado por el compresor.

Estas grandes solicitaciones plantean grandes exi-gencias de calidad del aceite de las mquinas frigor-ficas.

El aceite debe presentar en todas las gamas de tem-peratura un gran viscosidad (fluidez).El refrigerante en forma de vapor debe disolversefcilmente en el aceite; inversamente, el aceite debepoder mezclarse bien con el refrigerante lquido.

El aceite debe tener en todas las condiciones de usogran capacidad de lubricacin invariable.

Para evitar fenmenos de corrosin en el circuito deagente frigorfico, el aceite debe carecer de sustan-cias cidas.

Tambin debe contener poca agua. Las trazas deagua puede producir congelaciones en el circuito derefrigerante y corrosiones en el tubo capilar.

El refrigeranteGeneralidadesLos refrigerantes son fluidos o gases que se encar-gan del transporte del calor desde un nivel de tempe-ratura inferior a otro nivel superior.Son materiales apropiados los que pasan fcilmentedel estado lquido al estado gaseoso y viceversa.Las presiones a las temperaturas necesarias paraevaporacin y condensacin deben ser tales que noproduzcan grandes presiones de trabajo en el com-presor y el condensador.Slo as se puede conseguir la resistencia requeridade los componentes y a un costo razonable.

Caractersticas fsicas y trmicas exigidas a unrefrigeranteEl punto de congelacin debe estar muy pordebajo de la temperatura de servicio ms baja.La presin de evaporacin a la temperatura de eva-poracin deseada no debe ser inferior a la presinatmosfrica de referencia.El punto crtico debe ser lo ms superior posiblea la temperatura de condensacin y a la presinde condensacin.(Si un gas se calienta por encima de su temperaturacrtica, ya no puede condensarse ms).La capacidad de conduccin de calor del lquidoy del vapor debe ser grande.El volumen especfico del vapor debe ser bajo.La resistencia elctrica especfica del refrigerantedebe ser elevada para el compresor de caja blin-dada.

Caractersticas qumicas:Los materiales metlicos y no metlicos del cir-cuito de refrigerante y el aceite no pueden ser ataca-dos ni modificados.El refrigerante no debe contener impurezas comoagua, cidos, gas extrao o residuos lquidos o sli-dos.Las faltas de estanqueidad del circuito de refrigerantedeben poder detectarse fcilmente a causa de lasfugas de refrigerante.



El refrigerante debe poder mezclarse bien con elaceite de mquinas frigorficas.Los refrigerantes no pueden ser combustibles.

Caractersticas fisiolgicasLos refrigerantes no deben ser txicos y tampocodeben tener efectos perjudiciales para la salud delorganismo humano.Los alimentos deben ser comestibles y presentables,es decir, deben ser higinicamente inofensivos.

Refrigerantes utilizadosPara los frigorficos y congeladores domsticos concircuito de agente frigorfico de compresin se utili-zan diferentes refrigerantes.Estos refrigerantes son los que mejor cumplen losrequisitos planteados.

Los refrigerantes que se utilizaban antes, como elamonaco, cloruro de metilo y dixido de azufre, yano se utilizan para los circuitos de fro de compresin.

Los freones son combinaciones de fluorclorohidrocarburos (CFC). El material de partida es elmetano (CH4).Las denominaciones comerciales ms conocidasson:

Fren (DuPont) y Frigen (Farbwerke Hoechst).Como abreviatura se ha impuesto la denominacinR, que empleamos en este cuaderno.

R = refrigerante.

Segn el tipo de aparato y las temperaturas requeri-das para la evaporacin se emplean los siguientesrefrigerantes (Figs. 68 y 69).

Refrigerante R12 R22 R502Frmula qumica CF2CL2 CHCLF2 CHCLF/

CCLF2CF3Temperatura de evaporacin (C) a 1 bar 29,8 40,8 45,4Presin de vapor (bar) a 50 C 12,5 19,7 21,5Temperatura crtica (C) 112 96 82,2Presin crtica (bar) 41 49,8 40,7Punto de congelacin (C) 158 160 aprox. 160Inflamabilidad no no no

Fig. 68: Caractersticas tcnicas de distintosrefrigerantes



Presinbar

Presin atmosfrica de referencia

Fig. 69: Curvas de presin de vapor de distintosrefrigerantes

Desarrollo de nuevos refrigerantes sinCFCDe todos es conocido el dao causado por los CFCSa la capa de ozono de la atmsfera.En la actualidad ya existen refrigerantes que sustitu-yen a los CFCS como son los HFCS (R134a) y elIsobutano (R600a).Asimismo, el servicio de asistencia tcnica ya empleapara las reparaciones un procedimiento para larecuperacin y el reciclado del 100% del refrige-rante R12 que se encuentra en el circuito de friode cualquier frigorfico domstico.

Asimismo se han desarrollado espumas aislantesde poliuretano sin CFC.

El circuito de refrigerante de absorcinPara pequeos frigorficos como los instalados en lasbarras de refrigeracin, autobuses y caravanas, seemplean circuitos de refrigerante de absorcin.Al igual que en el circuito de refrigerante de compre-sin, en el circuito de refrigerante de absorcin tam-bin existe un evaporador y un condensador, deforma que el circuito pueda funcionar mediante laevaporacin de un refrigerante (en este caso el amo-naco).La funcin del compresor la realizan un hervidor(digestor) y un absorbedor (Fig. 70).



condensador

hervidor

Fig. 70: Diagrama de funcionamiento un sistemade fro de absorcin.

Descripcin de funcionamiento conayuda del esquema de funcionamiento

El circuito de agente frigorfico de absorcin, que fun-ciona continuamente, se compone de 3 circuitos indi-viduales:

el del refrigerante amoniaco NH3,

el del medio de absorcin agua H2O,

el de un gas auxiliar neutro, hidrgeno H2.

El circuito principal para el transporte de calor es elcircuito NH3.

El NH3 disuelto en agua llega al hervidor como solu-cin rica.

Se separa el amoniaco del agua mediante calenta-miento en el hervidor a unos 140 150 C; el amo-niaco es expulsado al condensador como vapor deamoniaco con una presin aproximada de 19 bar.

El agua separada en gran parte por el vapor NH3vuelve como solucin pobre de nuevo al absorbedor/colector.

Se llega a una mezcla entre H2 y NH3, sin que se pro-duzca entre s ninguna unin qumica o fsica.Hay una ley fsica llamada ley de Dalton, que dice:En una mezcla de gas, cada gas ocupa el volumentotal del recipiente. En este caso, la suma de todaslas presiones parciales es igual a la presin total.Esto quiere decir para nuestro evaporador que haytanto gas hidrgeno que toma como presin parcialla presin de NH3 originada y por lo tanto en el evapo-rador hay una presin de 3 bar.Mediante esta reduccin de presin a 3 bar se eva-pora el NH3 lquido por extraccin de calor a una tem-peratura de aproxim. 10 C.De esa forma el gas auxiliar H2 asume comparativa-mente la misma funcin reguladora que el tubo deestrangulacin en el circuito de compresin.El refrigerante NH3 evaporado llega, junto con el gasH2, al absorbedor/colector. All se absorbe el NH3 delagua y se separa del gas H2.El gas H2 es devuelto de nuevo al evaporador por elabsorbedor.En el condensador se lica el vapor de amoniaco conliberacin de calor y llega, por la gran presin de con-densacin, al evaporador.En el evaporador se encuentra el gas neutro auxiliarH2.



Estructura constructiva y componentes (Fig. 71)El agua enriquecida con amoniaco circula como solu-

cin rica que llega al hervidor y el circuito empieza denuevo mediante calentamiento.

Fig. 71: Circuito de frio de un sistema de absorcin, estructura constructiva

Vapor

Lquido

1 Resistencia calefactora

2 Tubo sifn

3 Hervidor

4 Condensador

5 Punto de estrangulacin

6 Evaporador

7 Cambiador de calorgas

8 Serpentn absorbedor

9 Colector

10 Cambiador de calorlquido



Descripcin del funcionamiento a partirde los componentes:En el serpentn del tubo sifn la calefaccin elctricacalienta la solucin rica, por lo que se forman burbu-jas de amoniaco.En el tubo sifn la solucin rica es empujada haciaarriba por las burbujas de amoniaco, con lo que sesalva la diferencia de altura entre el hervidor y elabsorbedor.Como el hervidor est colocado ms alto que elabsorbedor, la solucin pobre vuelve desde el hervi-dor al absorbedor a travs del cambiador de calorde lquido.El vapor de amoniaco empujado fuera del hervidorrecibe de forma duradera nueva aportacin y esempujado hacia arriba al condensador.All se produce la condensacin con la liberacin decalor.El refrigerante fluye bajo alta presin hasta el evapo-rador.En el punto de estrangulacin el amoniaco lquidose encuentra con el gas hidrgeno H2.Tiene lugar entonces la divisin de presin. El amo-niaco puede evaporarse.El vapor de amoniaco circula junto con el gas hidr-geno por el cambiador de calor de gas hacia abajo,al colector, en el que hay constantemente solucinrica.La mezcla de gas sube en el serpentn del absorbe-dor hacia arriba. Frente a esta mezcla circula la solu-cin pobre, que absorbe el vapor de amoniaco y bajade nuevo como solucin rica al colector.El gas hidrgeno, separado del vapor de amoniaco,sigue subiendo a travs del serpentn del absorbe-dor hacia arriba y vuelve al evaporador, donde denuevo se encuentra con el amonaco lquido.La solucin rica vuelve, a travs del cambiador decalor de lquido, al hervidor y el circuito empieza denuevo.

Los cambiadores de calor instalados en el circuito sir-ven para ahorrar energa y por ello para la mejora delgrado de rendimiento.

El amonaco como refrigeranteA diferencia del fren, el amoniaco no es fisiolgica-mente del todo inofensivo.

Se fabrica sintticamente a partir del nitrgeno delaire. Es un gas incoloro y custico, que tiene un olordesagradable.Pese a estas caractersticas se utiliza como refrige-rante para el circuito de fro de absorcin por suextraordinaria solubilidad en el agua.Las Figs. 72 y 73 muestran los datos tcnicos y lacurva de presin de vapor del amoniaco.

Refrigerante AmoniacoFrmula qumica NH3Temp. de evaporacin (C) a 1 bar 33,35Presin de vapor (bar) a 50 C 20Temperatura crtica (C) 132,4Presin crtica (bar) 115,2Punto de congelacin (C) 77,9Inflamabilidad s

Fig. 72: Caractersticas tcnicos del amoniaco

lquido

vaporizado

Presin atmosfrica de referencia

Fig. 73: Curva de presin de vapor de amoniaco



Componentes elctricos

El motor del compresor

Como ya se ha explicado antes, el motor elctrico delcompresor se encuentra en la caja blindada del com-presor (ver Fig. 64).El motor es un motor monofsico de induccin con unrotor de jaula.Su arrollamiento de armadura se compone de unarrollamiento principal (Ha) y de un arrollamientosecundario (Hi) (Fig. 74)

Fig. 74: Motor monofsico de induccinPara garantizar el arranque seguro del motor debeproducirse un campo giratorio al conectar.Esto ocurre por un desplazamiento de fase entre elarrollamiento principal y el secundario.

El desplazamiento de fase se consigue por un con-densador de arranque o una resistencia, que estnconectados respectivamente en serie al arrolla-miento secundario (Figs. 75 y 76).

Fig. 75: Motor monofsico de induccin conarranque de condensador

d Interruptor de arranquec Condensador de arranque

El arranque de condensador se emplea para compre-sores de gran potencia.

Fig. 76: Motor monofsico de induccin conarranque de resistencia

d Interruptor de arranqueR Resistencia de arranque

La resistencia de arranque es en general una partedel arrollamiento secundario, que se arrolla en sen-tido contrario (bifilar).En los esquemas elctricos no se suele representarseparadamente.El arranque de resistencia es la conexin de arranquems empleada.

Conexiones de arranque:Como el arrollamiento secundario slo est dimen-sionado para funcionar durante poco tiempo, debedesconectarse inmediatamente, una vez realizado elarranque, mediante el correspondiente dispositivo dearranque.Como interruptor de arranque se utilizan hoy da relsde arranque y resistencias PTC.(PTC = Coeficiente positivo de temperatura)

Rel de arranqueLa bobina magntica de un rel de intensidad estconectado en serie con el arrollamiento principal.Al conectar el motor de compresor la armadura deelectroimn del rel es tirada hacia arriba contra sufuerza de gravedad y con ello cierra el contacto conel arrollamiento secundario (Fig. 77).



Fig. 77: Arranque de resistencia con rel dearranque (durante el arranque)

d rel de arranque

Como al aumentar las revoluciones del motor dismi-nuye la recepcin de corriente del arrollamiento prin-cipal, se alcanza una corriente determinada, lacorriente de desenganche, con la que la armadura deelectroimn vuelve a caer y con ello abre el contactopara el arrollamiento auxiliar (Figs. 78 y 79).

Armadura de electroimnapretada

Armadura de electroimndesenganchada

Fig. 78: Rel de arranque, Principio de funcionamiento

Corriente de atraccin

Corriente de desenganche

Revoluciones del motor

Ha

Corri

ente

Fig. 79: Curva de corriente Ha dependiendo delas revoluciones del motor

El arranque PTC

Fig. 80: Arranque de resistencia con PTCLa resistencia PTC es un semiconductor cuya resis-tencia es baja si est fro y es muy alta si estcaliente.Es decir, al conectar el compresor y con la resistenciaPTC fra el arrollamiento auxiliar est conectado tam-bin. El compresor puede arrancar.Tras un breve lapso, aproximad. 1 segundo, lacorriente ha calentado la PTC tan fuertemente que suresistencia ha subido varias veces el valor inicial.Este tiempo corresponde aproximadamente al dobledel tiempo de marcha acelerada de arranque delmotor.

Con ello se garantiza el arranque seguro del compre-sor (Fig. 81).



Temperatura

1 seg.

Resistencia PTC

Fig. 81: Resistencia PTC dependiendo de la tem-peratura

Durante el tiempo de funcionamiento sigue pasandouna pequea corriente a travs de la resistencia PTC,de forma que sta mantiene su alta resistencia y eldevanado auxiliar permanece desconectado.

Tras desconectar el compresor slo puede volver aponerse en marcha tras el correspondiente tiempo deenfriamiento de la resistencia PTC.

Este tiempo es de unos 5 minutos.

Interruptor de proteccin del motor

Los interruptores de proteccin del motor protegenlos devanados del motor del sobrecalentamiento.

Son interruptores bimetlicos que al dispararsedesconectan el suministro de corriente de los deva-nados y tras el correspondiente tiempo de enfria-miento lo conectan de nuevo.

Segn la versin del compresor hay dos instalacio-nes de montaje:

1) El interruptor de proteccin del motor est situadodirectamente en los arrollamientos dentro de la cajade blindaje del compresor y no es accesible desdefuera.

Se conecta dependiendo de la corriente. Su contactobimetlico reacciona slo a la temperatura del motor(Fig. 82).

Fig. 82: Motor de compresor con interruptor deproteccin de motor (MSS) situado en el interior2) El interruptor de proteccin del motor est fuera delarrollamiento, sujeto a la caja de blindaje del compre-sor (Fig. 83).

Fig. 83: Motor de compresor con interruptor deproteccin de motor (MSS) situado en el exteriorLos interruptores de proteccin de motor con estasituacin de montaje (ver Fig. 65) conectan depen-diendo de la corriente.Para ello una pequea calefaccin de resistenciacalienta el bimetal.Si la corriente de larga duracin rebasa un tiempodeterminado, se produce una flexin y finalmente uncambio por resorte de la placa bimetlica (Fig. 84).

Placa bimetlicaArrollam. de calefaccin

Fig. 84: Interruptor de proteccin de motorsituado en el exterior. Principio de funcionamiento.



Reguladores de temperaturaEs funcin de los reguladores de temperatura de losaparatos frigorficos y congeladores el mantenimiento constante de la temperatura interior.

Esto se hace mediante la relacin de conexin / des-conexin determinada por el regulador de tempera-tura (duracin de conexin relativa) del compresor o,en caso de un aparato absorbedor, del cartucho cale-factor.

Se emplean como reguladores de temperatura regu-ladores electromecnicos y electrnicos.

Reguladores de temperatura electromecnicos

Se componen de una sistema de sensores hidruli-cos y un mecanismo de contacto mecnico.

El sistema de sensores est rellenado de un medio(por ej. fren R22) cuya presin cambia mucho conla temperatura.

Ajustando la correspondiente gama de temperatu-ras, por ejemplo de 1 a 5, se pretensa un sistemamecnico de muelles y palancas que activa contac-tos de conexin al aumentar o disminuir la presin enel sistema de sensores por membrana.

Como magnitud de regulacin se emplea la tempe-ratura de la superficie del evaporador captada porel sensor.

La temperatura del centro del frigorfico se obtienemediante la relacin correspondiente de conexin /desconexin. La curva es proporcional a las tempera-turas de evaporador y condensador (Fig. 85).

Fig. 85: Temperaturas de funcionamiento de unfrigorfico

1 Temperatura de evaporador

2 Temperatura del centro del frigorfico

3 Temperatura del condensador

4 Perodo de conexin

Son magnitudes caractersticas importantes de unregulador de temperatura las temperaturas de cone-xin / desconexin de los correspondientes ajustesde regulador.

El siguiente diagrama muestra las curvas caracters-ticas de un regulador de alarma (aviso) con lascorrespondientes gamas de tolerancia.

En este regulador se conecta, mediante un contactosuplementario, una lmpara de alarma al elevarsela temperatura del sensor hasta valores superiores allmite de tolerancia para la conexin del compresor(Fig. 86).

Tem

pera

tura

del

sen

sor

Lmpara de aviso

CompresorONOFF

ON

OFF

Posicin del regulador

Fig. 86: Curvas caractersticas de un reguladorde alarma (aviso)



Estructura constructiva de un reguladorde alarma

Fig. 87: Estructura de un regulador de alarma

1 Mando giratorio con arandela excntrica

2 Palanca tensora del muelle

3 Muelle regulador

4 Palanca acodada

5 Tubo sensor con membrana, relleno con R22

6 Placa de resorte con muelle

7 Empujador de conexin8 Contacto de conexin del compresor

9 Contacto de alarma

Descripcin de funcionamiento

Compresor conectado: (Fig. 88)

Fig. 88: Principio de funcionamiento de un regu-lador de alarma. Compresor conectadoP>: La temperatura del sensor es caliente y la mem-brana est dilatada.Ajustando el mando con arandela excntrica se tensapreviamente la palanca tensora del muelle medianteel muelle regulador.Con ello el muelle regulador mueve la palanca aco-dada contra la membrana.La placa de resorte se mueve por muelle hacia arriba,el contacto de compresor se cierra.El compresor funciona y la temperatura disminuye.Si esto no es posible por un defecto, por ej. del com-presor, la temperatura seguira aumentando.De esa forma la palanca acodada seguira movin-dose hacia abajo y el contacto de alarma se cerrara(Fig. 89).



Fig. 89: Principio de funcionamiento de un regu-lador de alarma. Compresor y contacto de alarmaconectados

P>> La temperatura sigue subiendo, la membranasigue dilatndose.

Compresor desconectado: (Fig. 90)

Fig. 90: Principio de funcionamiento de un regu-lador de alarma, Compresor desconectado

P



Descripcin del funcionamientoCompresor conectado: (Fig. 92)

Muelle dedescongelacin

Palanca dedescongelacin

Palanca tensoradel muelle

Muelle de alcance

Palanca acodada

Membrana

Fig. 92: Principio de funcionamiento de un regu-lador de descongelacin. Compresor conectadoP>: La temperatura del sensor es caliente y la mem-brana est dilatada.Ajustando el mando giratorio con disco de leva setensa previamente la palanca tensora del muellemediante el muelle de alcance y el muelle de descon-gelacin.El muelle de alcance mueve la palanca acodada con-tra la membrana.Debido a la presin del R22 originada en la mem-brana, la palanca acodada se mueve hacia arriba.Se cierra el contacto, el compresor funciona y elvaporizador se enfra.

Compresor desconectado: (Fig. 93)

Fig. 93: Principio de funcionamiento de un regu-lador de descongelacin. Compresor desconec-tadoP



El contacto se abre y el compresor se desconecta.El contacto permanece abierto hasta que la presinde la membrana es superior a la fuerza elstica delmuelle de alcance y de esa forma mueve de nuevohacia arriba la palanca acodada.La palanca de descongelacin salta por ello haciaarriba y el proceso de descongelacin est termi-nado.

Regulador electrnico de temperatura

El diseo est dimensionado de forma que el puntode nueva conexin est siempre por encima de 0 C,independientemente del margen de ajuste.Con ello se garantiza la descongelacin autnoma dela capa de escarcha (hielo) del evaporador, indepen-dientemente del margen de ajuste.

Fig. 95: Curva caracterstica de una resistencia NTCEl sensor de un regulador electrnico de temperaturase compone de una resistencia NTC.NTC = Coeficiente Negativo de Temperatura.La resistencia de un sensor NTC disminuye alaumentar la temperatura (Fig. 95).El sensor NTC, a diferencia del sensor electromec-nico del regulador, no est acoplado directamente alevaporador. El sensor NTC est colocado en un lugaradecuado de la zona fra o de congelacin.El sensor NTC est conectado a una unidad electr-nica con la correspondiente conexin de evaluacin.

Se informa inmediatamente a la unidad electrnicade cualquier cambio de temperatura en tanto quecambio de resistencia.

El ajuste de las gamas de temperatura (valor terico)se realiza mediante un potencimetro acoplado conun interruptor.

Si despus la temperatura real medida por el cam-bio de resistencia del sensor NTC difiere del valorterico, se produce la conexin de evaluacin deforma que el compresor es conectado o desconec-tado a travs de un rel (Fig. 96).



PotencimetroTarjeta electrnica

Fig. 96: Esquema de conexin con regulador electrnicoProcedimientos de descongelacin:Segn el tipo de aparato y su diseo los aparatos fri-gorficos y congeladores se pueden descongelarmanualmente, semiautomticamente o automticamente.

Si se descongela manualmente el aparato se desco-necta mediante el regulador de temperatura o desco-nectando de la red, y se vuelve a conectar al terminarde descongelar.La puerta abierta acelera la operacin de desconge-lacin.Se descongelan manualmente los frigorficos senci-llos (de un compartimento), los compartimentos degran congelacin de los frigorficos y los congelado-res de construccin normal, as como los arconescongeladores.Los frigorficos con descongelacin semiautomticaestn equipados de un regulador de descongelacinespecial (ver pg. 39).Accionando el botn de descongelacin del regula-dor se desconecta el compresor. De esa formaaumenta la temperatura de forma que el evaporadordescongela.Tras terminar la operacin, el compresor se conectade nuevo por s solo mediante el regulador.En la descongelacin semiautomtica y en la des-congelacin manual debe contarse con la duracindel procedimiento de descongelacin para no daarlos productos supercongelados.Por eso debe conseguirse una reserva de fro en losalimentos congelados mediante la conexin delmodo de funcionamiento de larga duracin Super.

La descongelacin totalmente automtica de lazona fra se produce en las pausas de impulsos de losintervalos de ajuste durante el tiempo de parada delcompresor.Este procedimiento slo es posible en evaporadoresde pared de fondo de gran superficie que hoy da seemplean preferentemente en frigorficos.La descongelacin puede ser ayudada por calefac-ciones de descongelacin que se conectan duranteel tiempo de parada del compresor.La descongelacin se hace de forma totalmenteautomtica en aparatos frigorficos y congeladorescon sistema de fro de aire circulante No frost (nohielo).El momento y la duracin de la descongelacin sedeterminan mediante los tiempos establecidos pre-viamente por un reloj (temporizador) o una unidadelectrnica.Como apoyo se conectan tambin las calefaccionesde descongelacin.Gracias al diseo especialmente compacto y a la dis-posicin espacial de los evaporadores es posible quetambin los congeladores se descongelen automti-camente sin que se produzca un aumento importantede temperatura del espacio interior.

Conduccin del agua de descongelacin:El agua de descongelacin es recogida en una ban-deja situada debajo del evaporador, que se debe qui-tar despus, o el agua sale hacia afuera, por un canalde salida y un pequeo tubo a travs de la pared defondo, hasta una bandeja de evaporacin colocadasobre el compresor.



Tipos de aparatos y su tcnicaDe acuerdo con las directrices de la Sociedad Ale-mana de Informacin del Producto MBH (DPG), losfrigorficos domsticos se clasifican en los siguientestipos:

Frigorficos domsticos:Aparatos de mesa e independientes con compresor.Aparatos de mesa e independientes con absorbedor.

Frigorficos y congeladores domsticos:Congeladores de mesa e independientes con com-presor.Congeladores empotrados y de colocacin en bajocon compresor.Combinaciones de frigorfico y congelador (combis)con compresor.Arcones congeladores con compresor.Frigorficos domsticos con absorbe-dor:Nuestro grupo desarrolla y fabrica frigorficos absor-bedores en forma de caja con una capacidad til deentre 30 y 40 litros.(Capacidad til = capacidad neta. Se obtiene res-tando a la capacidad bruta el espacio ocupado por elequipamiento interior).La puerta est construida para ser colocada lateral-mente y de forma intercambiable, o como tapa.La descongelacin se hace manualmente. La ventajaespecial de estos aparatos est en sus dimensionesreducidas y en el grupo absorbedor muy silencioso(Fig. 97).

Fig. 97: Frig. absorbedor, Esquema de principio

1 Condensador2 Hervidor3 Serpentn del absorbedor4 Colector5 Evap. con cubeta de hielo y cubeta para goteo

Frigorficos domsticos con compresorExisten frigorficos con compresor en forma de apa-ratos independientes, de mesa, de colocacin enbajo y empotrados.(Para ms detalles acerca de los conceptos: inde-pendiente, de mesa, empotrado, colocacin en bajoe integrable, ver Formas constructivas).Los grandes aparatos tienen puertas separadas parala parte del frigorfico y la del congelador.Los aparatos con varias zonas tienen adems carri-tos o cestillas extrables desde fuera.En las fbricas del grupo se producen desde frigorfi-cos sencillos de 0 estrellas, con una capacidad til deunos 140 litros, hasta aparatos de 4 estrellas con tc-nica NoFrost (sin hielo), aparatos de varias zonasde enfriar con aire fresco y zonas de almacn y cli-matizadas de hasta 340 litros de capacidad til.(Para ms detalles acerca de los conceptos enfriary designacin de estrellas, ver pgina 3).Las Figuras siguientes muestran la estructura de dis-tintos frigorficos con distinta tcnica de aparatos.Los espacios huecos entre la pared exterior e interiorestn rellenas de espuma dura de poliuretano quesirve para el aislamiento trmico y da a los aparatosms estabilidad.



Frigorfico con evaporador de libro

Fig. 98: Frigorfico de 2 estrellas con evaporadorde libro

1 Evaporador de libro

2 Condensador

3 Compresor

4 Tapa de evaporador

5 Cubeta de agua de descongelacin

En este frigorfico la descongelacin se hace deforma semiautomtica. La cubeta de descongelacindebe sacarse manualmente.

Frigorfico con evaporador de pared defondo

Fig. 99: Frigorfico conservador Cooler conevaporador de pared de fondo

1 Evaporador de pared de fondo2 Punto de sensor3 Canal de desage4 Condensador5 Cubeta de evap. de agua de descong.6 Compresor

Aqu la descongelacin se realiza automticamentedurante el tiempo de parada del compresor.No es necesaria una resistencia adicional de descon-gelacin gracias al evaporador de gran superficie.El agua de descongelacin es conducida afuera.



Frigorfico con evaporador de caja y depared de fondo

Fig. 100: Frigorfico de 3 estrellas con evapora-dor de caja y evaporador de pared de fondo

1 Evaporador de caja / Compartim. de congelacin (espumado)

2 Evaporador de pared de fondo / Zona de frigorfico

3 Resistencia de descongelacin

4 Punto de sensor

5 Canal de desage

6 Bandeja de evaporacin de agua de descongelacin

7 Compresor

En este frigorfico el evaporador en crea dos espaciosseparados (congelador y conservador).La descongelacin se realiza automticamente,durante el tiempo de parada del compresor, medianteel evaporador de pared de fondo de la zona fra, conayuda de la resistencia de descongelacin.

El compartimento de congelacin slo puede serdescongelado manualmente.

Frigorfico con evaporador de pared defondo Cold Wall (pared fra)

Fig. 101: Frigorfico de 4 estrellas con evapora-dor de pared de fondo Cold Wall

1 Compartim. congeladorevaporador2 Condensador3 Evaporador de pared de fondo

Cold Wall4 Canal de desage5 Rendija (columna) de aire6 Ventilador7 Bandeja de evaporacin de agua de

descongelacin8 Compresor9 Zona de almacn con cestillas

(carritos) y cajones extrables10 Cuerpos intermedios11 Resistencia elctrica de compensac.12 Distribuidor de ventilacin13 Zona de fro14 Calefaccin de marco de gas caliente

Este aparato tiene 3 puertas y 3 zonas de tempera-tura.



Las 3 zonas de temperatura son: compartimento de congelacin zona fra zona de almacnDebe destacarse el diseo del evaporador de paredde fondo en la zona fra, que est espumado. Susuperficie queda invisible por debajo de la paredinterior (Sistema Cold Wall).Tambin merece resaltarse el ajuste sin etapas de latemperatura de almacn gracias al distribuidor deventilacin.El aire fro de la zona fra circula por la zona de alma-cn a travs de la rendija de aire (5) y del distribuidorde ventilacin ajustable.Es interesante la calefaccin del marco (posiciones11 y 14).En la zona de transicin entre la zona fra y la zonade almacn se encuentra situada una calefaccinelctrica de compensacin en la base intermedia dela zona de puerta. Dicha calefaccin protege esazona de la formacin de agua de condensacin.La zona de puerta del compartimento congelador secalienta con calefaccin de marco de gas caliente.Esta calefaccin consta de un serpentn de tubo conespumado del evaporador. As se protege la zona depuerta de agua de condensacin.La zona fra de este aparato se descongela automti-camente durante las pausas de impulsos del compre-sor, sin necesidad de c

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