Refrigeración activa y pasiva

Hydren Refrigeración industrial, industrial refrigeration, chiller, intercambiador de calor, heat exchangerEn todo sistema industrial podríamos encontrar dos maneras de enfriar los
fRefrigeración industrial, industrial refrigeration, chiller, intercambiador de calor, heat exchangerluidos: por refrigeración activa y pasiva.

La refrigeración pasiva comprende aquellos sistemas de enfriamiento que no incorporan ningún elemento activo en la refrigeración y a los cuales podríamos definir como “unidades de intercambio de calor”. Esta solución se puede proponer si el usuario dispone de un suministro propio de agua.

Tal es el caso de torres de refrigeración o depósitos de gran volumen que permiten una disipación pasiva (espontánea) del calor por las paredes del mismo. En este caso solo se instala un intercambiador de calor que podría ser tubular o de placas. Se dice que es pasivo porque la disipación de calor, tanto en el intercambiador como en el depósito, ocurre sin efectuar ningún trabajo.

La refrigeración activa requiere efectuar un trabajo para extraer la energía en forma de calor del sistema y por ello es necesaria la instalación de refrigeradores o Chillers.

Todo sistema de refrigeración activa consiste en un circuito cerrado de gas refrigerante (normalmente R407c o R134a) con los siguientes componentes indispensables:Hydren Refrigeración industrial, industrial refrigeration, chiller, intercambiador de calor, heat exchanger(1) Compresor:  Permite elevar la presión del refrigerante hasta alcanzar una presión sobre los 12 Bar y una temperatura sobre 70ºC.

(2) Condensador: Encargado de disminuir la temperatura del gas a alta presión y enfriarlo mediante aire o agua hasta licuarlo parcialmente a presión constante.

(3) Dispositivo de expansión: Podría ser un tubo capilar o una válvula de expansión: el líquido a mediana temperatura se expande drásticamente bajando su presión y por lo tanto su temperatura. A su vez inyecta el gas licuado y enfriado hacia el evaporador.

(4) Evaporador: Donde se produce el intercambio térmico entre el fluido caliente (medio) que se quiere refrigerar y el gas licuado y frio a baja temperatura que circula por su interior.

Una vez que el fluido a refrigerar ha cedido sus calorías al evaporador, es impulsado por el circuito hidráulico del chiller, que normalmente comprende un depósito (7) y una bomba de impulsión (5) para finalmente refrigerar la máquina del cliente, al que normalmente se le denomina  “consumidor“ (6)

Refrigeración activa y pasiva en la práctica:

El siguiente diagrama muestra un sistema de refrigeración activa y pasiva en una misma aplicación de agua para un centro de mecanizado de una máquina herramienta.

En este caso la bomba dHydren Refrigeración industrial, industrial refrigeration, chiller, intercambiador de calor, heat exchangerel chiller envía una parte del agua refrigerada desde su depósito hacia el cabezal de la máquina herramienta para evitar su recalentamiento, y la otra parte del agua circula por un intercambiador de calor para refrigerar de forma pasiva el depósito del aceite de corte.

El fluido de corte debe mantener una temperatura controlada en su ida hacia el lugar del mecanizado para que el trabajo se realice sin variaciones fuertes de temperatura, minimizando de esta manera las tolerancias de especificación de las piezas que mecaniza.

Normalmente se utiliza taladrina o aceites específicos de corte. Su función, aparte de refrigerar, es la de remover de forma constante la escoria producto del mecanizado. El fluido caliente es filtrado y dirigido de vuelta al depósito por gravedad.

Existen muchos otros recursos para hacer que las variaciones de temperatura se minimicen y se traduzcan un mayor control del proceso, como la válvula by-pass de gas caliente (descrito en otro artículo de este blog), instalar una termo válvula reguladora de caudal, o refrigerar con un set-point dinámico o en función de la temperatura ambiente (ambiente tracking)

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