{"id":8186,"date":"2018-01-08T07:54:20","date_gmt":"2018-01-08T07:54:20","guid":{"rendered":"http:\/\/www.andira.org.mx\/?p=8186"},"modified":"2018-01-08T07:54:20","modified_gmt":"2018-01-08T07:54:20","slug":"refrigeracion-en-cascada","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/andira.org.mx\/admin\/2018\/01\/08\/refrigeracion-en-cascada\/","title":{"rendered":"Refrigeraci\u00f3n en cascada"},"content":{"rendered":"<p style=\"text-align: justify;\">Este esquema es una soluci\u00f3n a un costo razonable, que permite la disminuci\u00f3n de la temperatura a una presi\u00f3n determinada. Adem\u00e1s, es \u00fatil en la relaci\u00f3n de compresi\u00f3n alta de los refrigerantes o en temperaturas de evaporaci\u00f3n bajas<\/p>\n<p style=\"text-align: right;\">Redacci\u00f3n de Cero Grados Celsius<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Existen dos variaciones del ciclo b\u00e1sico de refrigeraci\u00f3n por compresi\u00f3n de vapor. Uno de ellos es el llamado ciclo en cascada, que permite el empleo de un ciclo de compresi\u00f3n de vapor cuando la diferencia de temperaturas entre el evaporador y el condensador es muy grande. \u00c9ste usa un sistema frigor\u00edfico con el prop\u00f3sito de absorber el calor del condensador que se gan\u00f3 durante el proceso de evaporaci\u00f3n y en la compresi\u00f3n del vapor refrigerante en su paso por el compresor. Con este ciclo, si se disminuye la temperatura de condensaci\u00f3n a una presi\u00f3n determinada, m\u00e1s adelante se generar\u00e1 en el dispositivo de expansi\u00f3n y en su temperatura una ca\u00edda de presi\u00f3n. Este m\u00e9todo es m\u00e1s \u00f3ptimo que la extracci\u00f3n de calor por procesos convectivos, ya que el entorno de absorci\u00f3n en el dispositivo condensativo es de menor temperatura que el aire que circula a trav\u00e9s de \u00e9l.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Mediante dicho sistema, el calor presente en el condensador es absorbido por el evaporador del segundo sistema de refrigeraci\u00f3n. Por lo general, el refrigerante en cada circuito es diferente; esto se da con el objeto de ajustar los intervalos de presi\u00f3n y temperatura.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Una soluci\u00f3n f\u00e1cil y pr\u00e1ctica para realizar el proceso es utilizando un intercambiador de calor especialmente formulado para las capacidades frigor\u00edficas respectivas a los sistemas de enfriamiento involucrados.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Un sistema en cascada consta de dos sistemas independientes de una etapa, donde el sistema con temperatura de evaporaci\u00f3n m\u00e1s baja utiliza un intercambiador como condensador a fin de rechazar el calor de \u00e9ste, utilizando el evaporador del sistema con temperatura de evaporaci\u00f3n m\u00e1s alta. Normalmente, se usan refrigerantes diferentes y su utilizaci\u00f3n es mayormente para aplicaciones de baja o ultrabaja temperatura.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><strong>Beneficios<\/strong><\/p>\n<ul style=\"text-align: justify;\">\n<li>Se disminuye la relaci\u00f3n de compresi\u00f3n de cada sistema, lo que hace que la eficiencia volum\u00e9trica aumente en cada una de las etapas<\/li>\n<li>Sistema m\u00e1s eficiente en su totalidad<\/li>\n<li>Se necesita menos desplazamiento de los compresores<\/li>\n<li>La temperatura de descarga\u00a0disminuye en comparaci\u00f3n con un sistema de una sola etapa<\/li>\n<li>Se ve beneficiada la temperatura del aceite<\/li>\n<li>Buena lubricaci\u00f3n del compresor<\/li>\n<\/ul>\n<p style=\"text-align: justify;\"><strong>Desventajas<\/strong><\/p>\n<ul style=\"text-align: justify;\">\n<li>En algunas aplicaciones son necesarias temperaturas de trabajo extremadamente bajas, por lo que la relaci\u00f3n de presiones para una sola etapa de compresi\u00f3n tiene que ser muy elevada<\/li>\n<li>A bajas temperaturas las presiones son muy bajas, por lo que en las zonas de producci\u00f3n de fr\u00edo existe una fuerte tendencia a la entrada de aire h\u00famedo a los evaporadores<\/li>\n<li>Cierto porcentaje de humedad se puede solidificar, dando lugar a trastornos en el funcionamiento<\/li>\n<li>Si la instalaci\u00f3n se mantiene detenida durante un largo periodo, el igualar la temperatura del circuito de baja a las temperaturas ambientes da lugar a fuertes presiones en dicho circuito, por lo que se hace necesario disponer de un sistema de alivio<\/li>\n<li>La transformaci\u00f3n de calor en el intercambiador intermedio (evaporador alta-condensador baja) siempre da lugar a p\u00e9rdidas por no ser un equipo de caracter\u00edsticas ideales.<\/li>\n<\/ul>\n<p style=\"text-align: justify;\"><strong>Aplicaciones<\/strong><br \/>\nActualmente son muchos los pa\u00edses que ya est\u00e1n utilizando este tipo de refrigeraci\u00f3n, entre los que destacan Alemania, Austria, Inglaterra, Australia, Brasil, Estados Unidos y Canad\u00e1. Se usan en distintos espacios, como supermercados, bodegas de gran tama\u00f1o, centros de distribuci\u00f3n y, en \u00faltimas fechas, en sistemas de refrigeraci\u00f3n de \u00faltima generaci\u00f3n, los cuales utilizan el R744 como refrigerante en los sistemas de baja temperatura.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Cabe destacar que la industria alimentaria utiliza sistemas en cascada para la conservaci\u00f3n de congelados de grandes bodegas o centros de distribuci\u00f3n, ofreciendo una eficiencia que puede ser mayor a la de un sistema de una sola etapa, por lo cual existe una gran demanda.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">En el caso del \u00e1rea m\u00e9dica, se emplea con el prop\u00f3sito de conservar tejidos y plasma y para el cuidado de las vacunas y otros productos biol\u00f3gicos de gran sensibilidad, mientras que en procesos industriales se usa para la licuefacci\u00f3n de gases para separarlos y poderlos almacenar.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">La industria farmac\u00e9utica utiliza un proceso llamado liofilizaci\u00f3n, el cual aplica temperaturas muy bajas en conjunto con bombas de vac\u00edo para congelar y luego sublimar agua y as\u00ed deshidratar el producto.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Por su parte, las industrias aeron\u00e1utica y automotriz se benefician de este tipo de sistemas al utilizarlos en c\u00e1maras de prueba, donde necesitan temperaturas de hasta -90 grados cent\u00edgrados para medir la fiabilidad y durabilidad de las partes que fabrican.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Es importante mencionar que un primer paso se ha dado al emplear R744 con un Potencial de Calentamiento Global (GWP, por sus siglas en ingl\u00e9s) de 1.0 en sistemas de refrigeraci\u00f3n de baja temperatura aplic\u00e1ndolos en cascada, en los que la parte de alta, adem\u00e1s de condensar y rechazar el calor de la etapa de baja, tambi\u00e9n es el sistema de media temperatura, ya sea con R134a, R404A o R717 (NH3). Si bien hay varias empresas que utilizan el bi\u00f3xido de carbono como refrigerante, es necesario tomar medidas para el cuidado del medioambiente; una de ellas es la b\u00fasqueda de refrigerantes alternativos o naturales que tengan un GWP menor.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Mediante una adecuada elecci\u00f3n de presiones intermedias que evite los problemas de estanqueidad y origine al mismo tiempo relaciones de compresi\u00f3n razonable, se van a resolver diversos problemas que se presentan en la refrigeraci\u00f3n, siendo esto posible gracias a la refrigeraci\u00f3n en cascada. Por ello, se han desarrollado sistemas que resuelven de manera \u00f3ptima las dificultades y que son adecuados para trabajar en la zona de condensaci\u00f3n normal, ya que, por un lado, dan lugar a altas presiones, con el problema de posibles fugas al exterior y, por otro, presentan el inconveniente de poseer bajas temperaturas cr\u00edticas.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Este esquema es una soluci\u00f3n a un costo razonable, que permite la disminuci\u00f3n de la temperatura a una presi\u00f3n determinada. Adem\u00e1s, es \u00fatil en la relaci\u00f3n de compresi\u00f3n alta de los refrigerantes o en temperaturas de evaporaci\u00f3n bajas Redacci\u00f3n de Cero Grados Celsius Existen dos variaciones del ciclo b\u00e1sico de refrigeraci\u00f3n por compresi\u00f3n de vapor. 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