Evaluación y diseño de un sistema para lograr el subenfriamiento en circuitos de refrigeración de mediana y baja capacidad

Abstract

El presente trabajo especial de grado tiene como objetivo establecer una propuesta para obtener una mejora del efecto frigorífico en circuitos de mediana y baja capacidad, al modificar dicho sistema y obtener subenfriamiento en la línea de líquido. El sistema para realizar la modificación fue un intercambiador de calor de doble tubo debido a que proporciona superficies de transferencia de calor a bajo costo. Para su diseño se tomó en cuenta que el fluido frío solo podía sobrecalentarse hasta 3 grados centígrados, debido a que si se sobrecalienta más, el compresor tendría que trabajar más, y por lo tanto saldría más costoso. El fluido frío, que es el mismo refrigerante pero en estado gaseoso, se ubicó por la zona anular del intercambiador de calor, ya que es por esa zona donde hay menores caídas de presión. Debido a que en el país no se venden tuberías de cobre, el material seleccionado para el diseño, de los diámetros estandarizados para intercambiadores de calor de doble tubo, se seleccionaron los que si son comerciales, pero tomando en cuenta que el área de la zona anular debía ser mayor que el área por el que provenía el fluido frío, especificado en el catálogo del equipo seleccionado, para de esta manera prevenir nuevamente las caídas de presión. Para evitar intercambio térmico con el ambiente, se utilizó un aislante en la parte externa del intercambiador de calor, poliuretano expandible, que es muy recomendado por su estructura sólida, uniforme y resistente. Finalmente se realiza un estudio económico, basado en la disminución de energía consumida, expresada en porcentaje, mostrando una gráfica con su variación, respecto a los distintos grados de subenfriamiento