Termodinamica - Cengel 7th - espanhol

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LA SEGUNDA LEY DE LA TERMODINÁMICA
TABLA 6-1
Eficiencias de operación
características de algunos
sistemas de refrigeración para
una temperatura de congelador de
18 ºC y temperatura ambiente de
32 ºC
Tipo de
Coeficiente
sistema de
de
refrigeración
desempeño
Compresión de vapor 1.3
Refrigeración
por absorción 0.4
Refrigeración
termoeléctrica 0.1
pueden mantener en la sección del refrigerador por medio de compartimientos
de aplicación específica.
Casi todos los refrigeradores de gran tamaño cuentan con una caja de
cerrado hermético para verduras cubiertas de hojas y frutas frescas, de modo
que permanezcan húmedas y estén protegidas del efecto de desecación de aire
frío que circula en el refrigerador. Un compartimiento para huevos cubierto
en la tapa prolonga la vida de éstos al disminuir la pérdida de humedad. Es
común que los refrigeradores posean en la puerta un compartimiento especial
templado para la mantequilla, con la finalidad de mantenerla a temperatura de
derretimiento. Este compartimiento también aísla la mantequilla y evita que
absorba olores y sabores de otros alimentos. Algunos modelos de lujo tienen
un compartimiento de carnes con temperatura controlada que se mantiene a
0.5 °C (31 °F), que conserva la carne a la mínima temperatura segura sin
congelarla, de este modo se prolonga su vida de almacenaje. Los modelos más
caros vienen con un productor de hielo localizado en la sección del congelador
que está conectado a la línea de agua, así como con dosificadores automáticos
de hielo y agua helada. Un productor de hielo representativo produce entre 2 y
3 kg de hielo al día y almacena entre 3 y 5 kg en un recipiente móvil.
Los refrigeradores domésticos consumen aproximadamente entre 90 y 600
W de energía eléctrica al operar y están diseñados para funcionar de modo
satisfactorio en ambientes de hasta 43 °C (110 °F). Los refrigeradores funcionan
de forma intermitente, como usted habrá notado, y operan cerca de 30
por ciento del tiempo bajo uso normal en una casa a 25 °C (77 °F).
Para dimensiones externas específicas, es deseable que un refrigerador
tenga volumen máximo de almacenaje de comida, consumo mínimo de energía
y el menor costo posible para el consumidor. El volumen total de almacenaje
de comida se ha incrementado con el paso de los años sin que esto haya
significado un incremento en las dimensiones externas, esto gracias al uso de
aislamiento más delgado pero más eficaz y por la reducción del espacio que
ocupan el compresor y el condensador. Al cambiar el aislamiento de fibra de
vidrio (conductividad térmica k 0.032-0.040 W/m · °C) por el de espuma
de uretano expandida (k 0.019 W/m · °C) se logró reducir el espesor de
la pared del refrigerador a casi la mitad, de alrededor de 90 a 48 mm para la
sección del congelador y de 70 a 40 mm para la del refrigerador. La rigidez
y la acción de unión de la espuma también proporcionan soporte estructural
adicional. Sin embargo, toda la cubierta del refrigerador se debe sellar de
forma cuidadosa para evitar alguna fuga de agua o entrada de humedad hacia
el aislamiento ya que la humedad degrada la efectividad del aislamiento.
El tamaño del compresor y otros componentes de un sistema de refrigeración
se determinan con base en la carga de calor anticipada (o carga de
refrigeración), que es la tasa de flujo de calor hacia el refrigerador. La carga
de calor consiste en la parte predecible, como la transferencia de calor a través
de las paredes y los empaques de las puertas del refrigerador, así como
de motores de ventiladores y calentadores de descongelación (Fig. 6-55); y
la parte impredecible, que depende de los hábitos del usuario, como abrir la
puerta, hacer hielos y el llenado del refrigerador. La cantidad de energía que
consume el refrigerador se reduce al poner en práctica medidas de conservación
según se explica a continuación.
1. Abrir la puerta del refrigerador las menos veces posibles durante el menor
tiempo posible. Cada vez que se abre la puerta del refrigerador, el aire
frío del interior se reemplaza por aire tibio externo que debe ser enfriado.
Mantener el refrigerador o el congelador lleno ahorrará energía al reducir
la cantidad de aire frío que pueda escapar cada vez que se abre la puerta.