domingo, 10 de agosto de 2008

Historia de la Refrigeracion

REFRIGERACIÓN Y AIRE ACONDICIONADO
PROF. ROBERTO RODRÍGUEZ RAMÍREZ


HISTORIA DE LA REFRIGERACIÓN

Desarrollo de la refrigeración
La refrigeración moderna tiene muchas aplicaciones. La primera, y probablemente la más importante, es la preservación de los alimentos.

La mayoría de los alimentos que se mantienen a temperatura ambiente se descomponen rápidamente. Esto es debido al desarrollo de bacterias. A temperaturas de refrigeración de aproximadamente 40º F, las bacterias se desarrollan lentamente. Los alimentos a estas temperaturas se mantendrán por más tiempo. La refrigeración preserva los alimentos manteniéndolos fríos.

Otra aplicación importante de la refrigeración incluye el acondicionamiento del aire, el enfriamiento de bebidas y el control de humedad. Muchos procesos de manufactura también utilizan la refrigeración.

La industria de la refrigeración se vuelve importante en el siglo 18. La refrigeración en sus inicios era obtenida por el uso de hielo. Hielo de lagos y estanques era cortado y almacenado en invierno en cuartos de almacenaje insulados para su uso en verano.
El uso de hielo natural requería contenedores insulados o cajas de hielo para tiendas, restaurantes y hogares. Estas unidades aparecieron en gran escala durante el siglo 19.
El hielo fue hecho artificialmente la primera vez para 1820 como un experimento. No es hasta 1834 que la fabricación de hielo artificial se hace práctica. Jacobo Perkins, un ingeniero americano, invento la máquina que sería la precedora de los sistemas de compresión modernos. Michael Faraday descubrió el principio de la refrigeración por absorción para 1824. No fue hasta 1855 que un ingeniero alemán construye el sistema.
Poco hielo artificial fue producido hasta 1890. Durante 1890, un invierno caliente resulto en una escasez de hielo natural. Esto aceleró el desarrollo de la industria mecánica de la fabricación de hielo.

La refrigeración mecánica doméstica apareció por primera vez para 1910. J.M. Larsen produjo para 1913 una máquina doméstica operada manualmente. Para 1918 Kelvinator produce el primer refrigerador automático doméstico para el mercado americano. Ese año vendieron 67 máquinas. Hoy día millones de unidades son vendidas cada año.

El primero de los sistemas sellados o herméticos de refrigeración fue fabricado por la General Electric en 1828. Éste fue llamado el monitor en el tope.

Para comienzo de los 1920s, la refrigeración doméstica se volvió una industria importante. La Electrolux, que fue una de las unidades automáticas de absorción, apareció en 1927.

2 hist. Refr. (RRR)

La congelación rápida para la preservación de alimentos por periodos prolongados comenzó para 1923. Esto marcó el inicio de la industria moderna para alimentos congelados. Las unidades automáticas para confort de aire acondicionado aparecieron para 1927.

Los sistemas mecánicos de refrigeración fueron conectados a plantas de calefacción para proveer enfriamiento en verano para finales de los 1920s. Para 1940, prácticamente todas las unidades domésticas eran del tipo hermético. Unidades comerciales exitosamente han sido desarrolladas y utilizadas. Estas unidades son capaces de refrigerar grandes almacenes de almacenamiento de alimentos. Pueden proveer enfriamiento para confort de grandes auditorios. También pueden producir bajas temperaturas para uso de muchas aplicaciones comerciales.

En 1935, Frederick McKinley Jones produjo un sistema de refrigeración automático para vagones de arrastre. De un lento comienzo a finales de los 1930s, la industria del acondicionamiento de aire de autos ha tenido un gran desarrollo.

Comenzando en los 1960s, el mercado del acondicionamiento de aire ha experimentado un tremendo desarrollo. La energía era barata y de ahí que los acondicionadores de aire se volvieron comunes en muchos hogares. La energía solar y otras fuentes de energía alterna se han vuelto fuentes adicionales de energía para trabajar los sistemas de calefacción y enfriamiento.

Debido a un tremendo crecimiento en la tecnología para 1990, todas las áreas relacionadas a la refrigeración y aire acondicionado utilizan microprocesadores para controlar sus funciones de operación. El propósito de estos sistemas es mejorar su eficiencia y funcionamiento. Para 1990, el acondicionador de aire en los automóviles se volvió un equipo estándar como la transmisión automática.


Calor

Calor es una forma de energía. Ésta tiene una relación con el átomo, la parte más pequeña indivisible de un elemento. Indivisible implica que si el átomo se rompe en sus componentes, dejara de ser ese elemento. Toda sustancia está compuesta de pequeños átomos, los cuales combinados, forman la molécula. Todo átomo está en estado de rápido movimiento.

Según la temperatura de una sustancia aumenta, los átomos se mueven más rápidamente. Si todo el calor de una sustancia es removido, todo movimiento molecular se detiene.
La unidad de medida de calor en el sistema inglés es la unidad térmica Británica conocida por sus siglas en inglés como BtuBritish termal unit¨). La unidad métrica es el julio (¨joule¨) o la caloría.

3 hist. Refr. (RRR)

Si una sustancia es calentada, el calor es añadido; si es enfriada, el calor es removido.
La cantidad de calor en una sustancia es igual a la masa de la sustancia multiplicada por su temperatura. La cantidad de calor en una sustancia puede afectar grandemente la naturaleza de la sustancia. Añadiendo calor causa que la mayoría de las sustancias expandan. Removiendo calor causa que éstas se contraigan.

La mayoría de las sustancias cambian su estado físico con la adición o la remoción de calor. Por ejemplo, el hielo es sólido. Si se le añade calor al hielo, éste se derretirá y se volverá agua que es líquido. Añadirle más calor puede causar que se vuelva en vapor de agua. El ciclo de refrigeracion del tipo por compresión hace uso de este principio en su operación.

Flujo del calor

El calor siempre viaja de una sustancia caliente a una sustancia fría. Los átomos de rápido movimiento ceden su energía a los átomos de movimiento lento. De aquí, que cada átomo en rápido movimiento lo disminuyen y los lentos lo aceleran.
El calor causa que algunos sólidos se vuelvan líquidos o gases, o que algunos líquidos se vuelvan gases. Enfriarlos puede revertir el proceso. El átomo que compone la molécula de esta sustancia actúa en diferente manera con la temperatura.

Frío

Frío significa ausencia de calor o lo que se conoce como baja temperatura. Frío es el resultado de la remoción de calor. Un refrigerador produce frío sacando el calor del interior de su gabinete.
El refrigerador no destruye el calor. Lo bombea del interior de su gabinete hacia el exterior de éste. El calor siempre viaja de una sustancia a alta temperatura hacia una sustancia de más baja temperatura (segunda ley de la termodinámica). El calor no puede viajar espontáneamente de un cuerpo frío a un cuerpo caliente.

El frío preserva los alimentos

La descomposición de los alimentos se debe al desarrollo de bacterias en estos. Según la molécula se mueve lentamente, tiene un efecto importante en la presencia de las bacterias presentes en la mayoría de los alimentos. Disminuyendo el movimiento por enfriamiento de la molécula hace más lento el organismo. El frío o las bajas temperaturas disminuyen el desarrollo de las bacterias. De aquí que los alimentos no se descomponen tan rápidamente. Si las bacterias se pueden controlar el que aumenten, el alimento estará más tiempo conservado. Frecuentemente, un pequeño cambio de temperatura puede hacer una gran diferencia en el desarrollo de las bacterias.


4 hist. Refr. (RRR)

La mayoría de los alimentos contienen una cantidad considerable de agua. Por eso los alimentos deberán mantenerse por encima de la temperatura de congelación (32º F).

Si los alimentos son congelados lentamente o cercanos a la temperatura de congelación del agua, los cristales que se formarán serán grandes. Su desarrollo romperá el tejido del alimento. Cuando sea descongelado, éste se descompondrá rápidamente; su apariencia y sabor se podrán ver afectados.

La congelación rápida a bien bajas temperaturas, 0 a -15º F, forma unos pequeños cristales que no dañan el tejido del alimento. Los congeladores de alimentos son mantenidos a temperaturas que están a 0º F o por debajo. Los alimentos colocados en los congeladores se congelarán rápido. Existe una diferencia entre refrigerar y congelar. La temperatura correcta para refrigerar alimentos frescos es de 35º F a 45º F. Para producir hielo, una temperatura más baja de 32º F es necesitada.

Temperatura y medidas de temperatura

Temperatura mide la intensidad de calor o el nivel de calor de una sustancia. La temperatura sola no da la cantidad de calor en una sustancia. Esta indica le grado de caliente, cuan caliente o frio la sustancia o cuerpo están. En la teoría molecular del calor, la temperatura indica la velocidad de movimiento de las moléculas. Es importante no utilizar la palabra calor y temperatura descuidadamente.
La temperatura mide la velocidad del movimiento del átomo. Calor es la energia termal del átomo multiplicada por el numero de átomos (masa) así afectada.
La unidad convencional americana de medida de temperatura es el grado Fahrenheit (°F). La unidad internacional métrica de temperatura es el Celsius (°C). Los intervalos de temperatura (espacios entre grados) en la escala Kelvin son los mismos que en la Celsius.
REFRIGERACIÓN Y AIRE ACONDICIONADO
TÉRMINOS EN INGLÉS QUE FACILITAN LA INTERPRETACIÓN
PROFESOR: ROBERTO RODRÍGUEZ RAMÍREZ

INGLÉS ESPAÑOL
Air cooled……………………………………enfriado por aire
Alternative current…………………………..corriente alterna
Automatic expansion valve………………….válvula de expansión automática
Air handle……………………………………manejadora de aire, evaporador de aire
Bearing………………………………………cojinete, rodamiento de bolas
Bellow……………………………………….fuelle
Blower unit………………………………….evaporador de aire forzado
Bolt…………………………………………..tornillo, perno
Box seal……………………………………...sello estanco, prensaestopas
Brushes………………………………………escobillas
Cold………………………………………….frío
Compound gauge……………………………manómetro compuesto o de baja
Compressor………………………………….compresor
Condensing unit……………………………..unidad condensadora
Crankcase……………………………………carter
Cut in point…………………………………..conexión
Cut out point…………………………………desconexión
Defrosting……………………………………descarchado
Direct current………………………………...corriente directa o continua
Dryer…………………………………………deshidratador o secador
Electrical wiring……………………………...alambrado eléctrico, conexionado elec.
Fin coil……………………………………….evaporador de aletas
Flange………………………………………...brida
Flare…………………………………………..avellanado, cuello cónico
Float coil……………………………………...evaporador con flotador
Frost…………………………………………..escarcha
Head pressure…………………………………presión de descarga
High pressure…………………………………alta presión
Hole ………………………………………….agujero, hueco
Liquid receiver……………………………….recibidor o depósito de líquido
Low pressure…………………………………baja presión
Moisture……………………………………...humedad
Motor…………………………………………motor
Nut……………………………………………tuerca
Nut flare………………………………………tuerca acampanada
O.D tube………………………………………diámetro exterior de tubería
Piston………………………………………….pistón
Pressure……………………………………….presión
Pressure gauge………………………………..manómetro de alta presión
Pulley…………………………………………polea
Ring…………………………………………..aro
2

Setting……………………………………….ajuste, reglaje
Shaft…………………………………………eje
Spring……………………………………….resorte
Starting……………………………………...arranque, puesta en marcha
Superheat……………………………………sobrecalentamiento, recalentamiento
Suction pressure……………………………..presión de succión
Thread……………………………………….rosca, roscado
Thermostatic expansion valve………………válvula de expansión termostática
Tube…………………………………………tubería
Use…………………………………………..uso, empleo
To fill………………………………………..llenar
To loose……………………………………..aflojar
To put………………………………………..poner, colocar
To thigten……………………………………apretar
To turn………………………………………girar
Vacuum……………………………………...vacío
Warm………………………………………..caliente
Water cooled………………………………..enfriado por agua
Wet coil……………………………………..evaporador inundado
Wheel……………………………………….volanta, rueda
REFRIGERACION Y AIRE ACONDICIONADO
OPORTUNIDADES EN EL CAMPO DEL OFICIO
En los pasados 50 años, la calefacción, el campo de la ventilación y el acondicionamiento del aire ha experimentado unos cambios tecnológicos masivos. Este ha ido desde la era del hombre de hielo a una educada y altamente educada técnicamente.
Los avances mas rápidos han ocurrido en los pasados diez años. El técnico de hoy día necesita mas que una pequeña caja de herramientas o un cilindro de refrigerante. Deberá tener ahora un conocimiento para trabajar con computadoras, y equipo automatizado electrónico de HVAC.
Muchos de los cambios recientes en el campo de la HVAC son debidos a los rápidos cambios en la tecnología y al concernimiento con el medio ambiente. Los científicos han alertado que la ventilación de los refrigerantes a la atmósfera podrá destruir la capa del ozono de la tierra. Esta capa esta localizada aproximadamente a unas 35 millas sobre el nivel del mar, y protege la tierra de los daños que ocasionan los rayos ultravioletas del sol. La destrucción de la capa de ozono puede afectar los humanos, animales, plantas y la vida marina.
Para prevenir el continuar dañando la capa de ozono, se han pasado leyes que regulan los tipos de refrigerantes fabricados y como estos pueden ser usados. Nuevos equipos han sido desarrollados que requieren destrezas y adiestramientos para su propia operación.
El técnico de hoy día deberá familiarizarse con dispositivos electrónicos utilizados en los sistemas de refrigeración. Es común encontrar sistemas completamente automatizados de calefacción y enfriamiento en los hogares. Estos sistemas pueden ajustarse para variar temperaturas y niveles de humedad para cada cuarto individualmente. Los edificios comerciales utilizan sistemas computarizados que son más sofisticados
Importancia de la refrigeración y el acondicionamiento del aire
Existen pocas facetas de la vida moderna que no sean tocadas por la refrigeración y el aire acondicionado. Las operaciones de negocios, procesos de manufactura, almacenaje y embarque son llevadas a cabo bajo condiciones con temperaturas controladas. Especialistas diestros son requeridos para diseñar, instalar y mantener ambientes controlados en áreas encerrados que van desde los hogares hasta satélites espaciales.
El uso de equipo computarizado ha incrementado la necesidad de facilidades que estén totalmente controladas enérgicamente.
La industria de la refrigeración y el aire acondicionado hace posible este sistema de vivienda. El aire acondicionado ha mejorado la eficiencia de los negocios y de las industrias añadiendo confort humano. Más y más fábricas e industrias grandes han sido acondicionados sus aires. La industria de la agricultura se hace posible en gran medida por el uso de tractores con cabinas acondicionadas y equipo de cultivo refrigerado. Muchas frutas y vegetales son refrigeradas inmediatamente que son recogidas sus cosechasl. La calidad de estos productos es mejor por esta razón.
El enfriamiento y congelación de las carnes y productos de carnes hace posible su manejo en unas maneras mas sanitarias que sin la refrigeración. Bebidas, postres y alimentos básicos son al menos parcialmente procesados con equipos de refrigeración.
El diseño, fabricación, venta, instalación y mantenimiento del equipo provee para muchos trabajos que no existían una generación atrás. Oportunidades para empleo en escribir especificaciones para equipos de refrigeración y aire acondicionado, y la venta de estos equipos ha crecido naturalmente con la industria. Ya que la refrigeración es usada en muchas empresas, le sigue que todo el que trabaje en esa industria deberá familiarizarse con los procesos básicos del acondicionamiento del aire y la refrigeración. Todas las carreras en este campo están disponibles para cualquiera que le interese sin importar la raza, credo, color o sexo.
La industria de la refrigeración y el aire acondicionado
La industria de la refrigeración esta dividida basicamente en tres áreas:
· Domestico.
· Comercial.
· Industrial.
El campo doméstico cubre los refrigeradores usados en los hogares, congeladores y acondicionadores de aire de ventana.
El campo comercial incluye todo sistema pequeño automático. Tales sistemas son usados para tiendas, supermercados, acondicionadores de aire central, enfriadores de agua, enfriadores de bebidas, refrigeración y acondicionamiento de aire marino, acondicionamiento de aire automotriz y sistemas de refrigeración y acondicionamiento de aire de camiones.
El campo industrial incluye sistemas grandes de procesamiento y acondicionamiento de aire, plantas empacadoras, almacenes fríos y pistas de patinaje de hielo. Estos sistemas requieren la atención de un ingeniero en operaciones de refrigeración.
Oportunidades en la carrera
Algunas de las oportunidades de empleo en refrigeración y el acondicionamiento de aire incluyen:
Trabajos a niveles:
· Diestro con experiencia.
· Diestro.
· Técnicos.
· Supervisores.
· Personal profesional.
Varias especialidades:
· Ingenieros.
· Técnicos.
· Técnicos de pruebas.
· Ingenieros de ventas.
· Ingenieros de aplicación.
· Instaladores.
· Probadores.
· Técnicos de mantenimiento.
· Personal de servicio.
· Reparadores especialista.
Asistentes.
· En almacén
Ingeniero de ventas.
Vendedor.
Personal del mostrador.
Personal de piezas.
Personal de embarque y recibo.
· Ingeniero de operaciones.
Refrigeracion.
Industrial.
· Expertos en hoja lata.
Asistentes.
Descripción del trabajo de acondicionamiento de aire y la refrigeración
Como usted esperará, la responsabilidad de las personas trabajando en la industria de la refrigeración y el aire acondicionado varía grandemente. Dependiendo de la clase de trabajo que hace.
Considere al técnico de refrigeración y aire acondicionado como ejemplo, trabajando bajo la supervisión de ingenieros, estos ayudan en el diseño, fabricación, venta y servicio del equipo. Frecuentemente, el técnico se especializa en un área, tal como estudios o desarrollo.
Aquellos trabajando en la fabricación, diseñan y prueban o supervisan producción de equipos. También trabajan como representantes del manufacturero o vendedor de campo. En tales casos, las responsabilidades típicamente incluyen suplir a los contratistas y a la firma de ingenieros con data de la instalación, mantenimiento, costo de operación y especificaciones de desempeño del equipo.
Algunos técnicos son empleados por contratistas para ayudar a diseñar y preparar instrucciones de instalación. Otros trabajan en servicio al cliente y son responsables de supervisar la instalación y el mantenimiento del equipo.
Otro grupo empleado por la industria trabaja en la instalación y servicio. Estos viajan en camiones de servicio dando servicio a unidades en los hogares, oficinas, escuelas y otros edificios. Estos grupos incluyen:


Técnicos de refrigeración y aire acondicionado.
Estos trabajan instalando y reparando unidades que van desde pequeños acondicionadores de aire de ventana hasta grandes sistemas centrales. Estos seguirán impresos azules e instalaciones para instalar motores, compresores, evaporadores y otros componentes. Estos conectan ductos, líneas de refrigerante y tuberías, harán también el acople energético. En fallos, encontrarán la causa y harán la reparación.
Instalador de quemadores o instalador de sistemas de calefacción.
Leerán impresos azules y especificaciones, instalarán calentadores de aceite, gas y eléctricos. Los trabajos de instalación incluyen colocar las líneas de suplido de combustible, ductos de aire, bombas y otras partes del sistema de calefacción. Después de conectar el alambrado eléctrico y los controles, cotejará la operación propia del equipo.
Técnico instalador de sistemas de calefacción con aceite.
Estos técnicos mantendrán los sistemas en buenas condiciones. Sus funciones variaran con la temporada. En otoño e invierno, dan servicio y ajustan los quemadores. Durante el verano, dan servicio a la unidad de calefacción reemplazando el aceite y filtros, aperturas de vacio, ductos y otras partes del sistema.
Técnico de sistema de calefacción con gas o personal de servicio de enseres de gas.
Sus funciones son similares a las del técnico de quemadores de aceite. Determinan por que un quemador no trabaja y ajusta o reparara.
Los sistemas de enfriamiento y calefacción algunas veces son instalados o reparados por otro tipo de técnico o persona de oficio. Por ejemplo los ductos son fabricados por trabajadores de hojalata, los trabajos de electricidad por un electricista y la tubería por un tubero. Esto es en casos grandes donde las uniones de miembros están envueltas.
Educación requerida
Para cualificar a un empleo, el técnico deberá tener amplias destrezas de comunicación, buen entendimiento de las matemáticas y algunos conocimientos en física y química. Un requerimiento mínimo es de un adiestramiento de al menos un año en un programa en refrigeración y acondicionamiento de aire.

Bienvenida al curso

Saludos en este nuevo semestre que acaba de comenzar. Es el inicio de un nuevo camino que has de buscar para superarte en la vida. Con tu empeño en los estudiar saldrás adelante. Recuerda que solo tu eres dueño de tus metas.

Adelante y muchos éxitos