La mayoría de nosotros estamos familiarizados con el funcionamiento básico de un frigorífico de cocina, pero la refrigeración va más allá de mantener los alimentos frescos.
La refrigeración es el enfriamiento de una zona, sustancia u objeto seleccionados mediante el traslado del calor a otro lugar. En el pasado, esto se hacía solo con nieve y hielo. Hoy en día, las temperaturas suelen reducirse mediante refrigeración mecánica, que involucra un compresor, un condensador, un dispositivo de expansión y un evaporador.
Historia de la refrigeración
En la antigua Roma y Grecia, la gente aprendió pronto que enfriar los alimentos los conservaba durante más tiempo. Por eso se crearon bodegas de nieve enterradas en el suelo para este proceso.
Con el tiempo, las tácticas de refrigeración se ampliaron, pasando por la refrigeración por evaporación, seguida de la refrigeración mecánica en el siglo XVIII. Unos 100 años más tarde, la refrigeración comercial entró en escena en EE.UU., cambiando y mejorando lentamente los refrigerantes utilizados para mantener las cosas frías.
¿Cómo funciona la refrigeración hoy en día?
La refrigeración en el siglo XXI es esencial para conservar alimentos, medicamentos y otras muestras científicas. También es una parte crucial de muchas unidades de aire acondicionado.
La mayoría de los frigoríficos, congeladores y aparatos de aire acondicionado domésticos utilizan refrigeración mecánica. Tanto los frigoríficos pequeños como los grandes utilizan un sistema cerrado para bombear una y otra vez un refrigerante que elimina el calor y enfría esa zona.
Los refrigerantes son compuestos químicos. Como se evaporan a temperaturas más bajas que el agua, pueden extraer el calor a mayor velocidad. Estos refrigerantes se condensan en forma líquida y se evaporan lentamente a medida que se bombean por el sistema de refrigeración, extrayendo el calor en el proceso y sacándolo del entorno.
Tú mismo puedes experimentar este sistema de forma simplificada sumergiendo uno de tus dedos en agua fría, y luego levantando la mano en el aire. En poco tiempo notarás cómo ese dedo se siente más frío, incluso después de que el agua se evapora.
Tipos de refrigeración
Existen cuatro tipos principales de refrigeración: por evaporación, por absorción, termoeléctrica y mecánica (por compresión).
- La refrigeración por evaporación consiste en empujar el aire caliente sobre zonas empapadas de agua al entrar en una vivienda o edificio. El agua absorbe parte del calor y se evapora, dejando que el aire más frío entre en la vivienda. Se utiliza principalmente en los sistemas de climatización.
- La refrigeración por absorción, al igual que la refrigeración mecánica, utiliza refrigerantes; sin embargo, este sistema utiliza presión para mover el calor en lugar de compresores.
- La refrigeración termoeléctrica utiliza electricidad en lugar de agua o refrigerantes para enfriar un espacio. Combina una corriente eléctrica y un termopar para trasladar el calor al exterior, mientras la parte interna se enfría. Son mejores para áreas pequeñas o para enfriar cosas como sistemas electrónicos.
- La refrigeración mecánica es la más utilizada e incorpora los refrigerantes de la forma que hemos explicado anteriormente. Dado que es la forma más popular de refrigeración actual, a continuación, desglosaremos los componentes mecánicos.
Las principales partes de la refrigeración mecánica
Un sistema cerrado de refrigeración mecánica consta de cuatro partes principales: el compresor, el condensador, el dispositivo de expansión y el evaporador. Estos trabajan juntos en un bucle para eliminar el calor de una zona. A continuación, el calor se traslada a otro lugar para ser expulsado, y se sustituye por aire refrigerado.
Compresor
Compresor de frigorífico (derecha)
El primer paso en un sistema cerrado de refrigeración mecánica es el compresor. Este aumenta la presión del gas que actúa en el sistema.
Se pueden encontrar compresores alternativos, scroll y rotativos. Los compresores alternativos utilizan pistones para reducir la presión y crear un vacío. Los compresores scroll se encuentran en los sistemas residenciales de aire acondicionado y utilizan espirales intercaladas para comprimir líquidos o gases. Los compresores rotativos, en cambio, tienen una gran variedad de diseños, pero suelen tener una unidad de rotor combinada con un motor. También pueden tener o no un intercooler.
En un sistema de refrigeración mecánica, los refrigerantes entran en el compresor como un gas de baja temperatura. Dentro del compresor, los refrigerantes se transforman en un gas de alta presión y alta temperatura.
Condensador
Condensador de aire acondicionado
El gas refrigerante, ahora de alta presión y temperatura, entra entonces en el condensador. Este condensador puede estar refrigerado por aire o por agua.
A medida que se elimina lentamente su calor, el gas refrigerante se condensa en líquido (condensación). El refrigerante se transforma entonces en un líquido de alta presión y baja temperatura.
Dispositivo de expansión
Válvula de expansión
Los dispositivos o válvulas de expansión pueden tener muchas formas y tamaños, y también pueden llamarse dispositivos de medición. Una vez que el refrigerante sale del condensador, necesita experimentar una caída de presión. Aquí es donde entra en juego el dispositivo de expansión.
La caída de presión hace que el refrigerante hierva en un proceso que en inglés se conoce como “flashing”. Esto crea una mezcla de 2 partes.
Evaporador
Evaporador de aire acondicionado
El evaporador es otro intercambiador de calor, al igual que el condensador. Suele tener forma de tubo o bobina. El refrigerante se empuja a través del evaporador, donde se absorbe su calor y se obtiene un aire más frío.
El refrigerante vuelve a pasar por el compresor, donde el proceso puede repetirse en un bucle para introducir más aire frío.
Mantenimiento de un sistema de refrigeración
Los sistemas de refrigeración suelen funcionar las 24 horas del día o gran parte de él, lo que significa que necesitarán cierto mantenimiento para mantener las cosas en orden. Puedes realizar el mantenimiento de los sistemas de refrigeración tú mismo o contratar a un profesional para que te ayude.
No todos estos consejos de mantenimiento son válidos para cada sistema de refrigeración: hay que hacer cosas distintas en el frigorífico y en una unidad de aire acondicionado de ventana. Busca siempre el procedimiento adecuado para tu equipo antes de intentar arreglar o hacerle mantenimiento a algo por tu cuenta.
Mantenimiento del compresor
Los compresores deben tener el siguiente mantenimiento cada 6 meses:
- Apretar las conexiones eléctricas
- Comprobar los componentes eléctricos (cables deshilachados, terminales corroídos, etc.)
- Comprobar el sistema de control (seguridad del aceite, controles de alta presión, etc.)
- Comprobar el nivel de aceite
- Comprobar los controles de descongelación
- Comprobar el aislamiento y los niveles del conducto de refrigerante
- Comprobar los conductos capilares y la supermanguera
Mantenimiento del condensador
Cada seis meses o antes, debes hacer lo siguiente en tu condensador:
- Limpiar y lavar la bobina del condensador
- Comprobar los ventiladores del condensador
- Apretar todos los tornillos del ventilador
- Sustituir los motores desgastados, si es necesario
Mantenimiento del evaporador
El evaporador de tu sistema de refrigeración debe inspeccionarse cada mes para asegurarse de que se descongela correctamente. Demasiado hielo en la bobina podría afectar negativamente al sistema.
Además, cada seis meses deberías:
- Apretar todas las conexiones que se encuentran en el panel eléctrico
- Inspeccionar los motores y las aspas del ventilador
- Inspeccionar las resistencias de descongelación
- Limpiar la bandeja de drenaje
- Limpiar la superficie de la bobina
Mantenimiento de los filtros
Muchas unidades de refrigeración, especialmente las unidades de aire acondicionado de ventana, tienen filtros que deben limpiarse regularmente. Con todo el aire que entra y sale, es natural que el polvo y la suciedad también se abran paso.
Estos filtros se pueden lavar o reemplazar. Las unidades de ventana deben limpiarse mensualmente si se ponen a funcionar a diario. Los sistemas de refrigeración con máquinas de agua o hielo también tienen filtros que deben reemplazarse regularmente.
Mantenimiento profesional
En caso de duda, consulta siempre a un profesional. Los técnicos de calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC) suelen trabajar con sistemas de refrigeración, incluyendo unidades de aire acondicionado y refrigeración (HVAC-R). Pueden realizar el mantenimiento rutinario, resolver problemas o instalar nuevos sistemas de refrigeración de forma rápida y profesional.
