Examen de refrigeración y aire acondicionado PDF

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Examen de 3 unidades de la materia de refrigeración y aire acondicionado...

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INSTITUTO TECNOLÓGICO DE TIJUANA SUBDIRECCIÓN ACADÉMICA DEPARTAMENTO DE METAL MECANICA EXAMEN CARRERA: Ingeniería Electromecánica MATERIA: Refrig y Aire Acondicionado UNIDAD A EVALUAR: 1 2 y 3 CATEDRÁTICO: José Martin Cano Arvizu

SERIE TIPO DE EXAMEN: Ordinario FIRMA DEL MAESTRO:

PERÍODO: SEP-DIC 2020 SALÓN: virtual FECHA: CALIFICACIÓN:

ALUMNO: ____________________Jorge Luis Jacinto Bedoy ______________ NO. CONTROL: ______16212760______

1.- Definir Refrigeración Es el proceso de transferir o remover calor, el calor siempre se mueve del objeto y/o masa más caliente hacia el más frio, conforme sea mayor la diferencia de temperaturas entre ambos, mayor será la velocidad de intercambio hasta lograr el equilibrio (ambos a la misma temperatura). Un refrigerador bombea el calor interior hacia el exterior. Como resultado tendremos un espacio frio o enfriado, el “frio” no se fabrica, es más bien el resultado de remover el calor que tenía anteriormente un espacio y/ o masa. Existen varios tipos de refrigeración, entre ellos se encuentran la refrigeración Domestica, Comercial, Aire Acondicionado, Marina e Industrial.

2.- Definir Entalpia y mencione sus unidades métricas e inglesas La entalpía es una magnitud de termodinámica simbolizada con la letra H, la variación de entalpía expresa una medida de la cantidad de energía absorbida o cedida por un sistema termodinámico o, lo que es lo mismo, la cantidad de energía que tal sistema puede intercambiar con su entorno. Usualmente la entalpía se mide, dentro del SI en julios. En palabras más concretas es una función de estado de la termodinámica donde la variación permite expresar la cantidad de calor puesto en juego durante una transformación isobárica (es decir, a presión constante) en un sistema termodinámico (teniendo en cuenta que todo objeto conocido puede ser entendido como un sistema termodinámico), transformación en el curso de la cual se puede recibir o aportar energía (por ejemplo, la utilizada para un trabajo mecánico). Es en tal sentido que la entalpía es numéricamente igual al calor intercambiado con el ambiente exterior al sistema en cuestión. Unidades: Usualmente la entalpía es calculada en julios en el sistema internacional de unidades o también en kcal o, si no, dentro del sistema anglosajón (ingles) como BTU.

3.- Definir calor sensible y sus unidades en ambos sistemas Es el calor que podemos medir con un termómetro para evaluar cuales la condición de tal objeto y/o masa. Consecuentemente es la cantidad de calor requerido para que un cuerpo

cambie su condición de temperatura, (subir o bajar) sin que el cuerpo en sí modifique sus propiedades físico químicas, su fórmula es la siguiente: BTU = peso (lb) x Calor especifico (BTU/lb °F) x T 2 - T 1 (°F) Sus unidades de medida son el Joule (J) y la caloría (cal) (1 cal = 4,186 J) que fue definida en su momento para el calor cuando no se había establecido que era una forma de energía.

4.- Con que aparato se mide la presión atmosférica y en que unidades Se mide por el barómetro y sus unidades son: Sistema Ingles (+Usual) 14.696 PSI Sistema métrico (en las NOM´s) 1.033 kgf/cm 2

5.- Mencione la importancia de la refrigeración y sus aplicaciones La refrigeración hoy en día es de vital importancia, principalmente para conservar productos alimenticios además de muchas otras aplicaciones en diversos establecimientos. Por ejemplo en cervecerías, mataderos, pescaderías y fabricación de hielo, etc. Ahora hay numerosas aplicaciones para plantas de refrigeración: Como ejemplos tenemos: -Conservación de productos alimenticios -Procesos de refrigeración -Plantas de aire acondicionado -Plantas secadoras -Instalación de enfriamiento de agua -Contenedores refrigerados -Bombas de calor -Fábricas de hielo -Liofilización De hecho hoy en día es muy difícil imaginar la vida sin refrigeración y congelación, este impacto en nuestra existencia es mucho más grande que lo que la gente se imagina. Las aplicaciones en refrigeración se han agrupado en cinco grandes categorías generales: Refrigeración domestica Este campo está limitado principalmente a refrigeradores y congeladores caseros. Sin embargo, debido a que es muy grande el número de unidades en servicio, la refrigeración doméstica representa una parte significativa de la refrigeración industrial. Refrigeración comercial Se refiere al diseño, instalación y mantenimiento de unidades de refrigeración del tipo que se tienen en establecimientos comerciales para su venta al menudeo, restaurantes, hoteles e instituciones que se dedican al almacenamiento, exhibición, procesamiento y a la distribución de artículos de comercio. Diseño de un refrigerador por absorción para uso didáctico Refrigeración industrial

A menudo se confunde con la refrigeración comercial porque su división no está claramente definida. Como regla general, las aplicaciones industriales son más grandes en tamaño que las aplicaciones comerciales y, la característica que las distingue es que requieren un empleado para su servicio. Algunas aplicaciones industriales típicas son plantas de hielo, grandes empacadoras de alimento, cervecerías, lecherías, etc. Refrigeración marina y de transporte Se refiere a la refrigeración que se tiene en barcos de tipo pesquero, y barcos de transporte de alimentos. La refrigeración de transporte se refiere al equipo de refrigeración utilizado en camiones, containers, etc. Acondicionamiento de aire Concierne o se refiere a la condición del aire en algún área o espacio designado. Por lo general involucra no únicamente el control de la temperatura del espacio, sino también las condiciones de humedad del mismo, filtrado y limpieza. Las aplicaciones de acondicionamiento de aire son de dos tipos: las de confort o para uso industrial.

6.- Mencione los elementos que conforman un sistema de refrigeración Los elementos de un circuito de refrigeración en un sistema frigorífico corresponden a un conjunto de diferentes dispositivos tanto mecánicos como térmicos los cuales operan en conjunto e interconectados entre sí a fin de generar el fenómeno de refrigeración. Elementos principales: Se diferencian cuatro elementos principales en el ciclo de refrigeración por compresión: Compresor: Aspira el refrigerante en forma de vapor que proviene del evaporador y lo transportar al condensador aumentando su presión y su temperatura. Evaporador: Es el lugar de la instalación donde se produce el intercambio térmico entre el refrigerante y el medio a enfriar. Condensador: Tiene la función de poner en contacto el vapor refrigerante que provienen del compresor con un medio condensante para licuarlo. Dispositivo de expansión: Este elemento está localizado cerca del evaporador; la misión de este es de controlar el paso de refrigerante y separar la parte de alta presión con la de la baja presión. Elementos Secundarios: -Filtro deshidratador. -Separador de aceite. -Indicador de humedad y líquido. -Presostato de baja presión. -Presostato de alta presión. -Acumulador de líquido. -Válvula de solenoide.

7.- Dibujar un sistema de refrigeración

8.- Función del evaporador y su clasificación El evaporador es un intercambiador de calor cuya función es asegurar la transferencia de energía calórica entre el refrigerante en su interior, y el cuerpo o sustancia que se va a refrigerar. El refrigerante en forma de vapor saturado viene del el elemento de expansión, y a través de la ganancia de calor pasa a estar completamente en estado gaseoso, de aquí recibe su nombre este componente del ciclo de refrigeración. Clasificación de los evaporadores Existen 2 tipos principales para clasificar a los evaporadores (con sus respectivas ramificaciones), estas son: según su construcción y según su funcionamiento. En la siguiente tabla se muestra de mejor manera.

Evaporadores de solo tubos -Mono tubular: Está compuesto por un tubo en zigzag o en forma de espiral, soportador por barras metálicas. Se usa en general para el enfriamiento de líquidos, en los cuales es sumergido el evaporador para lograr el intercambio de calor. -De doble tubo: Son iguales a los ya vistos condensadores de doble tubo en su composición, pero en lugar de usar el agua para condensar el refrigerante, este último se emplea para el enfriamiento de líquidos.

Evaporadores de placas -Placas acanaladas: Se compone de dos placas unidas mediante soldadura, entre las cuales se encuentra un circuito de canales que asemejan tuberías, por los cuales circula el refrigerante. Este tipo de condensador puede ser plano o en forma rectangular, y es común en sistemas domésticos convencionales. -Tubo y placa: De composición muy similar al condensador estático de placa. Consta de un tubo en forma de zigzag adherido a la superficie de una placa que además de prestarle soporte aumenta su superficie de contacto. -Multi placas: También conocidos como evaporadores de agua por el propósito de su creación, es un evaporador para líquidos que dispone de dos tubos unidos entre sí por medio de varias placas puestas una sobre otra, las cuales se encargan de asegurar el intercambio de calor entre las dos sustancias que circulan por los tubos. Las placas puede ser soldadas, o desmontables. Evaporadores de tubo aletas -Estático: Son usados para enfriar líquidos, ya sea sumergidos en ellos, o recibiéndolos por gravedad. -Dinámico: El evaporador de tubo aletas dinámico es el más usado en refrigeración. A diferencia del estático no es usado para enfriar líquidos sino aire. Los ventiladores usados pueden ser axiales o centrífugos. Carcaza tubo Tiene la misma composición estructural de los condensadores multi-tubulares, y son los usados en sistemas tipo chiller tanto para aire acondicionado, como para enfriamiento en aplicaciones industriales. Evaporadores de expansión directa También llamados de expansión seca, son aquellos que reciben el refrigerante como vapor saturado; o dicho de otra manera, reciben el refrigerante en una mezcla líquido vapor, y este se evapora por completo dentro del evaporador. Evaporadores inundados Estos funcionan completamente llenos de refrigerante en estado líquido, siendo el nivel de este controlado por una válvula flotador. A medida que el refrigerante se va evaporando, el gas se desplaza hacia arriba por la diferencia de densidades, llegando a un acumulador que generalmente hace parte del mismo evaporador, para luego ser absorbido por el compresor.

9.- Mencione las válvulas de expansión y como operan La válvula de expansión termostática es un dispositivo de medición de flujo de líquido refrigerante instalado a la entrada del evaporador, cuya función es abastecer al evaporador con la cantidad de líquido correcta que garantice que a la salida de éste sólo exista vapor. Este componente, también conocido como TXV, genera una caída de presión del fluido refrigerante al ser una división entre el lado de alta y baja presión del sistema de refrigeración. A la entrada, la válvula recibe el refrigerante ciento por ciento en estado líquido,

mientras que a la salida entregará una mezcla de líquido y gas (también conocida como líquido saturado) que se convertirá en gas en su paso por el evaporador. La válvula de expansión termostática tiene como objetivo garantizar que exista sobrecalentamiento constante, es decir, que el fluido se encuentre en forma gaseosa con el mismo sobrecalentamiento cuando el sistema está trabajando en el punto de operación para el cual fue diseñado. Funcionamiento: La TXV cumple su objetivo de elemento de medición por medio de un equilibrio de fuerzas, entre las que están actuando el bulbo sensor, el resorte y la ecualización. El bulbo sensor (P1) es la fuerza que busca abrir la válvula para permitir un mayor paso de fluido refrigerante, pues una mayor temperatura puede ser sinónimo de alto sobrecalentamiento. Con la intención de que la válvula se abra sólo cuando la temperatura alta sea por alto sobrecalentamiento y no por altas presiones, la fuerza (P2) proveniente de la ecualización actúa en sentido contrario a P1. P2 representa la presión de evaporación, la cual debe ser medida en un punto con la misma temperatura y presión que el punto de instalación del bulbo sensor. Si la presión ejercida por el bulbo es lo suficientemente alta para requerir más flujo de refrigerante, será capaz también de vencer a la presión (P3) –presión del resorte– que actúa como una resistencia adicional de calibración de la válvula. De lo anterior se establece que la posición de la válvula de expansión se dará en el punto en donde se encuentre el equilibrio de las presiones, o sea P1= P2 + P3. Como se ha explicado, las válvulas de expansión termostática son dispositivos que regulan la entrada de líquido refrigerante al evaporador; por tal motivo, siempre debe garantizarse que a la entrada exista ciento por ciento líquido, es decir, fluido subenfriado.

11.- Cual es la cantidad de energía de enfriamiento, para un recipiente de 24 x 24 x 48” Para ser enfriado en 27 minutos desde 128F, hasta los 50F, considera lleno con agua

12.- Cuanto tiempo tarda en enfriar el mismo recipiente relleno con 125 lb de aire, desde los 97 F hasta los 12C...