FUNDAMENTOS DE LA OPERACIÓN DE LOS EQUIPOS DE REFRIGERACIÓN

Compresores.

Los compresores más comúnmente empleados en los sistemas de refrigeración de alimentos son los de pistón o émbolo, los rotatorios y los centrífugos. Los dos primeros son de desplazamiento positivo, efectuándose la compresión del vapor mediante un miembro compresor. En los de pistón, como su nombre indica, el miembro compresor es un pistón mientras que en los rotatorios el miembro compresor puede ser un pistón rodante, una aleta rotatoria o un lóbulo helicoidal o tornillo. En el compresor centrífugo la compresión se produce por la acción de la fuerza centrífuga la cual es desarrollada a medida que el vapor es girado por un impulsor de alta velocidad.
El tipo de compresor empleado en cada aplicación específica depende del tamaño y la naturaleza de la instalación y del refrigerante utilizado.
El compresor pistón constituye uno de los más divulgados en los sistemas de refrigeración de alimentos, adaptándose especialmente a refrigerantes que requieran desplazamientos relativamente pequeños y presiones de condensación relativamente altas.
La potencia requerida por unidad de capacidad de refrigeración y el volumen de succión por unidad de capacidad de refrigeración constituyen indicadores de la operación de estos compresores.
Entre los cálculos que pueden realizarse están la determinación de la capacidad de refrigeración y la potencia requerida al variar las temperaturas de evaporación y condensación. Asimismo, la selección de un compresor para condiciones específicas de operación reviste resulta de importancia práctica.

Evaporadores.

El equipo donde se produce la ebullición del refrigerante producto de la absorción de calor desde el foco frío recibe el nombre de evaporador. Aunque lo que se produce es una ebullición y no una evaporación, universalmente se acepta la denominación de evaporador para designar al equipo donde ocurre este proceso.
Debido a la cantidad y variedad de requisitos que deben cumplir estos equipos en función de sus diversas aplicaciones, ellos son fabricados en una amplia gama de tipos, formas, dimensiones y diseños, pudiendo clasificarse según el medio refrigerado, el principio de operación, las características de la superficie de transferencia y según la forma de circulación del fluido a enfriar.
La capacidad de refrigeración de un evaporador está dada por la razón a la cual se trasmite el calor a través de sus paredes, proveniente del espacio o producto refrigerado al refrigerante líquido que circula por su interior, el cual se vaporiza. Esta capacidad está determinada por los factores que gobiernan la transferencia de calor a través de cualquier superficie, esto es, el coeficiente de transferencia de calor, el área de transferencia y la diferencia de temperaturas.
La selección de evaporadores para una aplicación específica constituye un elemento de utilización práctica.

Condensadores.

El calor total rechazado en el condensador incluye tanto el calor absorbido en el evaporador como la energía equivalente al trabajo de compresión. Cualquier calor absorbido por el vapor de succión desde el aire de los alrededores también forma parte da la carga térmica del condensador. Como el trabajo de compresión por unidad de capacidad de refrigeración depende de la relación de compresión, la cantidad de calor rechazado en el condensador varía con las condiciones de operación del sistema.
Los condensadores se agrupan de manera general en enfriados por aire, enfriados por agua y evaporativos.
De igual forma que los evaporadores la capacidad del condensador está determinada por los factores que rigen la transferencia de calor.
La selección de condensadores para una aplicación dada resulta de interés práctico.

Dispositivos de expansión.

Los dispositivos de expansión tienen una doble función, la de reducir la presión del líquido refrigerante y la de regular el paso de refrigerante a través del evaporador.
Entre estos dispositivos se encuentran el tubo capilar, la válvula de expansión manual, la válvula de flotador y la válvula termostática.
La localización de estos dispositivos así como sus accesorios resultan de especial importancia ya que de ello dependerá su adecuado funcionamiento.

Sistema.

Una consideración importante es establecer las relaciones de balance entre las secciones vaporizante y condensante del sistema, esto es, que la rapidez con que se lleve a cabo la ebullición sea igual a la rapidez con que se produce la condensación.
Como todos los componentes del sistema están conectados en serie, el flujo de refrigerante que circula a través de ellos es el mismo, por lo que la capacidad de todos ellos coincidirá. La selección de los equipos del sistema debe garantizar igual capacidad de refrigeración a la temperatura de ebullición requerida para lograr remover la carga térmica. Sin embargo, cuando todos los equipos no cumplen con esta condición resulta importante determinar el punto de equilibrio correspondiente a esta condición.

Carga térmica.
La carga térmica o carga de refrigeración constituye un cálculo importante en los sistemas de refrigeración. Esta carga es el calor que debe ser removido desde el foco frío, a través del evaporador, para que en él se mantenga la temperatura requerida.

Las fuentes que contribuyen a la carga térmica son:
1. Carga de los productos: se incluyen las cargas originadas al llevar el producto, los envases y embalajes y los medios de sustentación empleados en las cámaras, a la temperatura de conservación; en el caso de la refrigeración de frutas y vegetales esta carga debe contemplar además el calor de respiración.
2. Carga por transferencia de calor a través de estructuras: comprende las cargas térmicas debido al calor que se transfiere desde el exterior a través de paredes, techo y pisos de las cámaras.
3. Carga por ventilación: se refiere a la carga térmica debida a la ventilación controlada de los productos. El almacenaje refrigerado de frutas y vegetales frescos requiere de esta ventilación para garantizar que la composición de la atmósfera del almacén no se afecte por la propia actividad metabólica de estos productos.
4. Carga por apertura de puertas: esta carga térmica es consecuencia de la apertura de las puertas, lo que provoca que el aire exterior penetre a la cámara.
5. Carga por el personal: se encuentra referida al calor que aportan las personas que penetren en la cámara, resultando dependiente de la temperatura en esta y de la actividad que se realiza.
6. Carga por equipos eléctricos: incluye las cargas por la iluminación así como por motores en funcionamiento dentro de la cámara, básicamente referidos a los de los evaporadores con movimiento forzado del aire.
Las variables que intervienen en el cálculo de las diferentes cargas térmicas pueden evaluarse haciendo uso de información reportada en la literatura.

Las bombas de tornillo o de rosca

¿Qué son las bombas de tornillo?

Las bombas de tornillo son un tipo especial de bombas rotatorias de desplazamiento positivo y su flujo es independiente de la presión.

1. Pistón de acero endurecido, evita los efectos de fuerzas axiales. 2. Carcaza del tornillo helicoidal. 3. Tornillos helicoidales conducidos. 4. Entrada rotativa en pasos de 90 grados para una conexión fácil a la tubería. 5. Flecha de accionamiento de la bomba de tornillo. 6. Cojinete externo, permanentemente engrasado. 7. Sello mecánico para mantener la hermeticidad interior. 8. Soportes de la bomba de tornillo. 9. Tornillo helicoidal principal de acero endurecido. 10. Rotor balancín, evita cargas axiales.

Clasificación de las bombas de tornillo

Debido a la gran variedad de las bombas de tornillo, estas pueden clasificarse como:

• Bombas de un tornillo (Cavidad progresiva): Cuentan con un solo tornillo y son de simple flujo. Existen solamente en un número limitado de aplicaciones.
• Bombas de doble tornillo, doble flujo: Cuentan con dos tornillos bihelicoidales, sincronizados en su rotación por ruedas dentadas.
• Bombas de triple tornillo, simple flujo: Cuentan con un tornillo simple helicoidal conductor y dos tornillos conjugados, conducidos.
• Bombas de triple tornillo, doble flujo: Cuentan con un tornillo doble helicoidal conductor y dos tornillos conjugados, conducidos.

Principales características de las bombas de tornillo

En la gran variedad de las bombas de tornillo encontramos las siguientes características:

• Son un tipo de bomba hidráulica de desplazamiento positivo.
• Pueden estar provistas de camisas de calefacción o refrigeración.
• Funcionan en todo régimen de revoluciones.
• Prácticamente libre de pulsaciones y vibraciones.
• Bajísimos niveles sonoros.
• Mínima agitación del fluido por su transporte axial en cámaras estancas.
• Manejan todo tipo de fluidos:
  • Lubricantes y no lubricantes.
  • De viscosidad baja, media o alta.
  • Agresivos o neutros.

Ventajas principales de las bombas de tornillo

Una de las ventajas de las bombas de tornillo es que generan un impulso continuo de fluido por medio del desplazamiento permanente de sus cámaras estancas en sentido axial de los tornillos impulsores.

Evita por completo daños en los sistemas de tuberías.

• Larga vida útil.
• Alto rendimiento.
• Gradual generación de presión.
• Bajísimo nivel sonoro.

Proveedores de bombas de tornillo

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La bomba de husillo o de tornillo

Las bombas de husillo, o también llamada de tornillo, son bombas de desplazamiento positivo, lo que la diferencian de las bombas centrifugas. Este tipo de bombas usan un tornillo helicoidal excéntrico que se mueve dentro de una camisa y hace fluir el líquido entre el tornillo y la camisa. El fluido que rodea los rotores en la zona de aspiración es atrapado a medida que estos giran, es empujado y forzado a salir por el otro extremo.

Este tipo de bombas pueden operar con flujos fijos a su descarga, aún cuando bombeen contra una red de presión variable, no como en el caso de las bombas centrífugas, donde el flujo entregado depende de la presión a su descarga.

Debido a sus características, este tipo de bombas son ideales para fluidos altamente viscosos, con contenidos de sólidos muy altos, que no necesiten removerse o que formen espumas si se agitan.

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