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Nombre del equipo: Evaporador de refrigeración

Descripción del funcionamiento:
Un evaporador es un componente clave en sistemas de refrigeración. Su función es absorber calor del entorno mediante la evaporación de un refrigerante. Este cambio de fase de líquido a vapor ocurre a baja presión y temperatura, lo cual permite extraer calor del ambiente o del producto que se desea enfriar. El calor absorbido se usa para transformar el refrigerante líquido en gas.

Uso del cambio de fase: Cambio de líquido a vapor (evaporación) del refrigerante para absorber energía térmica.

Fuente de consulta:
Stoecker, W. F., & Jones, J. W. (1982). Refrigeration and air conditioning (2nd ed.). McGraw-Hill.

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Nombre del equipo: Caldera de vapor (boiler industrial)

Descripción del funcionamiento:
Una caldera convierte agua líquida en vapor utilizando una fuente de calor (combustión de gas, electricidad, etc.). Este vapor se utiliza para procesos industriales que requieren alta temperatura o energía mecánica.

Uso del cambio de fase: Cambio de líquido a vapor del agua para generar vapor de proceso.

Fuente de consulta:
Moran, M. J., & Shapiro, H. N. (2010). Fundamentals of engineering thermodynamics (7th ed.). Wiley.

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Nombre del equipo: Máquina de hielo

Descripción del funcionamiento:
Este equipo produce hielo al hacer circular un refrigerante en evaporadores que enfrían placas metálicas o moldes con agua. El cambio de fase del refrigerante (de líquido a vapor) absorbe el calor del agua hasta congelarla.

Uso del cambio de fase: Evaporación del refrigerante para congelar agua (líquido a sólido).

Fuente de consulta (APA):
Stoecker, W. F., & Jones, J. W. (1982). Refrigeration and air conditioning (2nd ed.). McGraw-Hill.

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Unidad de condensador o compresor instalado en el lateral del edificio

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Condensador en plantas termoeléctricas o sistemas HVAC

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Condensador en plantas termoeléctricas o sistemas HVAC

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El condensador es un intercambiador de calor donde un vapor caliente (como vapor de agua o refrigerante) cede calor a un medio más frío (aire o agua), provocando su condensación (paso de vapor a líquido).

Funcionamiento:

-El vapor de agua a alta presión y temperatura sale de la turbina de vapor, después de haber hecho trabajo mecánico.

-Este vapor entra al condensador, donde fluye a través de un conjunto de tubos.

-En el exterior de estos tubos, circula agua fría (de un río, torre de enfriamiento o sistema cerrado).

-El vapor cede calor al agua fría y se condensa, es decir, cambia de vapor a líquido.

-El agua condensada (condensado) se recicla y vuelve a la caldera para reiniciar el ciclo.

Uso del cambio de fase:

-Liberación del calor latente de condensación permite remover grandes cantidades de energía sin cambio de temperatura.

-Permite mantener baja presión al final del ciclo, aumentando la eficiencia térmica de la planta (ciclo Rankine).

En sistemas HVAC (aire acondicionado o refrigeración)

Funcionamiento:

-El refrigerante entra al condensador en forma de vapor caliente y a alta presión, luego de haber pasado por el compresor.

-En el condensador (que puede ser enfriado por aire o agua), el refrigerante cede calor al medio ambiente (aire exterior o agua de enfriamiento).

-Al ceder calor, el refrigerante se condensa, pasando de vapor a líquido.

-Este líquido se dirige luego a la válvula de expansión, cerrando el ciclo de refrigeración.

Uso del cambio de fase:

-El cambio de fase permite expulsar calor absorbido en el evaporador, manteniendo el ciclo de refrigeración cerrado y continuo.

-El calor latente liberado es mucho mayor que lo que se lograría sin cambio de fase, mejorando la eficiencia térmica del sistema.

fuente de consulta

Hernandez, A. (2024, 8 abril). Análisis termodinámico y rediseño del condensador principal de la Central Termoeléctrica Valle de México Unidad 2/3 - CIBIM 2024. CIBIM 2024 - CONGRESO IBEROAMERICANO DE INGENIERÍA MECÁNICA. https://www.cibim.cl/communications/analisis-termodinamico-y-rediseno-del-condensador-principal-de-la-central-termoelectrica-valle-de-mexico-unidad-2-3/

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Una torre de enfriamiento es un equipo utilizado para rechazar calor residual de sistemas industriales o de climatización (HVAC) al ambiente atmosférico. Su función principal es enfriar agua caliente, que proviene de procesos industriales o intercambiadores de calor.

Proceso básico:

1. Entrada de agua caliente:
El agua caliente que ha absorbido calor en un sistema (como un condensador de planta eléctrica o de aire acondicionado) entra en la parte superior de la torre.

2. Distribución del agua:
Se rocía o gotea sobre un sistema de relleno (relleno plástico o de madera) que aumenta la superficie de contacto entre el agua y el aire.

3. Entrada de aire frío:
Un ventilador axial o centrífugo introduce aire desde la parte inferior (tiro inducido o natural).

4. Intercambio de calor y cambio de fase:

Al contacto con el aire:

-Parte del agua se evapora.

-Este proceso absorbe calor del resto del agua, enfriándola.

-El aire se humedece y calienta, y luego se expulsa por la parte superior.

5. Salida de agua fría:
El agua que no se evaporó (pero sí se enfrió) se recolecta en la parte inferior y vuelve al proceso industrial o al sistema HVAC.

Uso del cambio de fase

Líquido → Vapor (Evaporación)

El cambio de fase clave es la evaporación de una fracción del agua (generalmente entre un 1% y 2% del caudal).

Esta evaporación ocurre a presión atmosférica y temperatura constante, absorbiendo una gran cantidad de calor latente de vaporización (~2257 kJ/kg para el agua).

Esa energía extraída del agua líquida restante provoca su enfriamiento eficaz.

El proceso es mucho más eficiente que el simple enfriamiento por convección.

fuente de consulta

¿Qué es una torre de enfriamiento y cómo funciona? (s. f.). https://www.andely.mx/post/que-es-una-torre-de-enfriamiento-y-como-funciona

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SOLUCIONES de ENFRIAMIENTO clases de refrigeracion

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Tetera Eléctrica Hervidor De Agua Jarra Calentador 2.0 Lt Plateada

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Tetera eléctrica (o hervidor industrial)

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Tetera eléctrica (o hervidor industrial)

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Una tetera eléctrica o un hervidor industrial es un equipo diseñado para calentar agua hasta su punto de ebullición y, en algunos casos, generar vapor para usos industriales, alimentarios o domésticos.

Funcionamiento básico:

1. Llenado del recipiente:
Se introduce agua líquida en el tanque o cámara del hervidor.

2. Activación del sistema de calentamiento:

En teteras eléctricas comunes, se usa una resistencia eléctrica.

En hervidores industriales, puede ser una resistencia, quemador de gas, o vapor indirecto.

3. Transferencia de calor al agua:
El calor generado por la resistencia se transfiere al agua por conducción y convección, aumentando su temperatura.

4. Ebullición del agua:
Al alcanzar los 100 °C (a presión atmosférica), el agua comienza a evaporarse, formando burbujas de vapor en el líquido.

5. Generación de vapor (si aplica):
En modelos industriales, el vapor generado puede ser: Dirigido a procesos de cocción o esterilización.

Uso del cambio de fase

El proceso clave es la transformación del agua líquida en vapor cuando se alcanza su punto de ebullición.

Este cambio de fase ocurre a temperatura constante y requiere una gran cantidad de energía, conocida como calor latente de vaporización (~2257 kJ/kg).

Este calor no aumenta la temperatura, sino que se usa para romper los enlaces moleculares del agua, pasando al estado gaseoso.

En hervidores industriales, esta energía de vapor se puede aprovechar como fuente térmica en otros procesos.

fuente consultada

ConoceComoFunciona, & ConoceComoFunciona. (2023, 17 julio). Cómo funciona un Hervidor de Agua Eléctrico: Guía Completa. Conoce Como Funciona. https://conocecomofunciona.es/hogar/como-funciona-hervidor-de-agua-electrico/