FRIO INDUSTRIAL: METODOS DE PRODUCCION

I. HISTORIA DEL FRÍO ARTIFICIAL.- 1. Evolución histórica.- 2. Métodos de producción. Clasificación y estado del arte.

II. MÁQUINAS DE COMPRESIÓN SIMPLE.- 1. Base termodinámica.- Producción de frío.- Máquina frigorífica.- Bomba de calor.- Termofrigobomba.- 2. Ciclo frigorífico de CARNOT.- 3. Ciclo de una máquina de compresión perfecta.- 4. Ciclo en una máquina real de compresión.- En intercambiadores.- Para el condensador.- Para el evaporador.- Presencia de subenfriamiento de líquido y recalentamiento de vapor Subenfriamiento de líquido Recalentamiento del vapor.- Subenfriamiento y recalentamiento combinados.- Comportamiento real en compresor.- Función de aspiración.- Rendimiento volumétrico.- Efectos en válvulas.- Adición de calor al vapor de admisión.- Transmisión de calor a través de las paredes del cilindro.- Efecto de las fugas.- Presencia de incondensables y lubricante.- Valores reales de rendimiento volumétrico.- Función de compresión.- Rendimiento interno o isoentrópico.- Presencia de pérdidas de carga.- Trazado del ciclo real de compresión simple.- 5. Balance para sistemas abiertos en régimen estacionario.- Intercambiadores de calor.- Compresores adiabáticos.- Válvulas de expansión.- 6. Magnitudes de cálculo.- Potencia frigorífica.- Producción frigorífica específica.- Caudal másico circulante.- Caudal volumétrico desplazado por el compresor.- Producción frigorífica volumétrica.- Trabajo exterior suministrado por unidad de masa en el compresor.- Potencia mecánica.- Producción calorífica en condensador.- Potencia frigorífica específica y COP.- 7. Incidencia de los parámetros sobre el funcionamiento.- Incidencia de las presiones de funcionamiento.- Presión o temperatura de condensación.- Presión o temperatura de evaporación - Incidencia del grado de subenfriamiento del liquido.- Incidencia del grado de recalentamiento del vapor.- Recalentamiento útil.- Recalentamiento "menos útil".- Incidencia de las pérdidas de carga.

III. FLUIDOS FRIGORÍGENOS.- 1. Evolución y nomenclatura.- 2. Elección del fluido frigorígeno.Criterios.- Criterios térmicos.- Criterios técnicos.- Criterios de seguridad.- Criterios medioambientales.-El ozono atmosférico.- El efecto invernadero.- 3. Los fluidos frigorígenos.- Los fluidos antes del protocolo de Montreal.- Los fluidos alternativos.- Campos de aplicación.- Refrigerantes naturales.- El dióxido de carbono.- Los hidrocarburos.- El amoníaco. ANEXO 3.1. TABLAS Y DIAGRAMAS DE FLUIDOS FRIGORÍGENOS.- Diagramas de Refrigerantes.- R22.- R134a .- R600a – (Isobutano).- R290 – (Propano).- R507A.- R422A.- R404A.- R407C.- R410A.- R718 – (H2O, Agua).- R717 – (NH3, Amoníaco).- R744 – CO2.

IV. MÁQUINAS DE COMPRESIÓN MÚLTIPLE.- 1. Introducción.- 2. Compresión múltiple directa.- Rendimiento volumétrico.- Desrecalentamiento entre etapas.- Desrecalentamiento mediante un agente interno.- Elección de la presión intermedia.- Igualdad de relaciones de compresión.- Temperatura intermedia como media aritmetica entre las de evaporacion y condensación.- Igualdad de temperaturas de descarga.- Obtención del mínimo de potencia Instalaciones con varias temperaturas de evaporación.- Compresores "COMPOUND".- 3. Sistemas de compresión múltiple indirecta.- Refrigeración en cascada.- Análisis teórico.- Caudales másicos.- Potencias necesarias.- Análisis real.- Las instalaciones en cascada con fluidos naturales.- La cascada incorporada o "AUTO-CASCADA".- 4. Elección entre un sistema de ciclo simple y un sistema de ciclo doble.

V. LAS MÁQUINAS DE ABSORCIÓN.- 1. Sistemas tritérmicos. Principios básicos.- 2. Modos de funcionamiento de los sistemas de absorción.- 3. Fluidos empleados. Las mezclas frigorígenas.- Requerimientos del refrigerante.- Requerimientos del absorbente.- Requerimientos de la solución refrigerante/absorbente.- La mezcla agua/bromuro de litio.- La mezcla amoniaco-agua. Rectificación.- 4. Las máquinas frigoríficas de absorción.- Influencia cualitativa de los niveles térmicos.- Variación de la temperatura degenerador.- Variación en temperatura de condensador.- Variación en temperatura de evaporador.- Comparación de las variaciones.- Funcionamiento básico de una instalación frigorífica de absorción.- Caracterización de una instalación frigorífica de absorción.- Concentraciones.- Estados de la corriente de refrigerante.- Cálculo de los caudales másicos.- Evolución de la mezcla refrigeranteabsorbente.- Balances energéticos.- Imperfecciones en el funcionamiento de la maquina BrLi-H2O.- Cristalización.- Pérdidas de carga.- Presión hidrostática.- Alejamiento de las condiciones de equilibrio.- Corrosión.- 5. Otras maquinas de absorción simple.- Las máquinas de absorción monopresión.- Maquinas de absorcion BrLi-H2O condensadas por aire.- Ciclos GAX de AMONÍACO/AGUA.- 6. Sistemas multietapa.- Caracterización energética de una instalación de climatizacion por absorción de doble etapa con llama directa con ciclo invertido.- Máquinas de triple efecto.- 7. El transformador de calor.- Análisis termodinámico.- Estructura y funcionamiento de un transformador de calor.- Sistemática de cálculo.- 8. Campos de aplicación. ANEXO 5.1. MÁQUINAS DE ABSORCIÓN. ECUACIONES Y DIAGRAMAS

VIII. MÁQUINAS BASADAS EN LA EXPANSION DE UNA CORRIENTE DE AIRE.- 1. Introducción. El efecto JOULE-THOMSON.- 2. La máquina de aire.- Antecedentes.- Bases de funcionamiento. La maquina de simple etapa.- La máquina perfecta.- La máquina real.- Disposiciones avanzadas. Análisis energético.- Doble etapa de compresión.- Doble expansión.- Sistemas regenerativos.- Comparación entre sistemas.- Campos de aplicación.- 3. Refrigeración VORTEX.- Evolución histórica.- Base de funcionamiento.- Utilización industria.

IX. LOS EFECTOS TERMOELÉCTRICO Y TERMOIÓNICO.- 1. El efecto Peltier.- Los fenómenos termoeléctricos.- Balance energético de un módulo ideal.- El dispositivo frigorífico termoeléctrico.- Eficiencia máxima.- Potencia frigorífica máxima.- Disposición en cascada.- Bomba de calor.- Imperfecciones derivadas del funcionamiento real.- Resistencias de contacto.- Resistencias térmicas entre uniones y zonas de utilización.- Propiedades físicas variable con la temperatura.- 2. Refrigeración termoiónica.- Introducción.- Fundamentos básicos.

X. LAS MÁQUINAS BASADAS EN EL CICLO STIRLING.- 1. Introducción.- 2. Máquinas Stirling. Base de funcionamiento.- El pistón de desplazamiento.- Papel del regenerador.- 3. Máquinas Stirling. Rendimiento como maquina generadora.- 4. Máquinas Stirling. Producción de frío.- 5. La máquina Vuilleumier.- Base de funcionamiento.- 6. Refrigeración MALONE.- Refrigeración Malone. Propiedades termofísicas de los líquidos.- Producto “b*T”.- Compresibilidad.- Calor específico volumétrico.- Número de Prandtl.- Variación de temperaturas durante la compresión isoentrópica.- Ciclo frigorífico base.- 7. La refrigeración termoacústica.- Introducción.- Bases de funcionamiento.- Eficiencia de un dispositivo termoacústico.- Fluidos de trabajo. ANEXO 10.I. TEORÍA DE SCHMIDT PARA LAS MÁQUINAS STIRLING

XI. LA REFRIGERACIÓN MAGNÉTICA.- 1. Introducción.- 2. Comportamiento frente al campo magnético externo.- 3. Base termodinámica.- 4. Procesos termodinámicos. Ciclos.- 5. Dispositivos termomagnéticos.- 6. Comparación con el sistema de compresión.