Instrumentación de un refrigerador doméstico para el análisis del comportamiento de las variables de presión y temperatura de operación

Instrumentation of a household refrigerator for behavior analysis for the variables pressure and temperature of operation

Por el alto consumo de energía eléctrica que representa el uso de un refrigerador doméstico en los hogares, debido fundamentalmente a una de sus partes principales como es el compresor, se estableció la necesidad de analizar el comportamiento termodinámico a fin de conocer sus condiciones de operación, por lo que en este artículo se presentan los resultados del comportamiento de la presión a la salida del compresor y de la temperatura del compartimiento de congelación de un sistema de refrigeración doméstico, obtenidos en base a la medición minutal de dichas variables durante un periodo de operación de 6 horas. Esto se ha conseguido a través de la instrumentación de un refrigerador/congelador de 234 litros de volumen total que trabaja con refrigerante R134a. Además se ha analizado la influencia de la condición on/off del compresor en las variables de presión y temperatura medidas. Se ha verificado que una vez que el compresor se enciende, la temperatura del congelador desciende hasta un mínimo de -20.7°C en 90 minutos, temperatura a la que el compresor se apaga. El tiempo promedio para un nuevo encendido del compresor es de 7 min. En cuanto a los valores de presión a la salida del compresor se observa una variación entre 0.9 y 14.67 bar, los cuales están influenciados por el estado on/off del compresor. Concluyendo que el consumo energético del refrigerador está en función directa del de los rangos de temperatura de operación, carga térmica y la frecuencia de apertura y cierre de las puertas del refrigerador.

1. Introducción

Para conservar los alimentos en condiciones óptimas para el consumo humano, se debe considerar   principalmente   dos   factores,   el   primero   hace   relación   al   tiempo   de almacenamiento,  mismo  que  podría  ser  motivo  de  investigación  para  países  como  el Ecuador  a  fin  de  elaborar  normas  generales  que  podrían  utilizarse  tanto  para  el almacenamiento  como  para  la  congelación  de  alimentos  de  acuerdo  a  las  condiciones ambientales  que  posea  y  el  producto  a  conservar [1] y el  segundo  se  refiere  a  la temperatura   adecuada,   por   lo   que   analizar   datos   sobre   las   temperaturas   de   los refrigeradores  domésticos  en  cada  uno  de  sus  compartimentos  es  esencial,  valores  que pueden ser determinados mediante una medición directa en cada uno de los espacios del refrigerador a través de una instrumentación, que permita establecer la distribución real de temperaturas del refrigerador doméstico.Por  otro  lado  el  refrigerador  doméstico  al  ser  un equipo  de  uso  continuo  representa  un alto consumo a nivel domiciliario, por lo que ha sido preocupación de varios países en implementar  planes  y  programas  que  lleven  a  la  población  a  utilizar  equipos  más eficientes [2]. En la literatura se puede encontrar muchos estudios en torno a la mejora de la eficiencia energética de los sistemas de refrigeración doméstica, en donde se plantean propuestas que   perfeccionan   su   funcionalidad,   llevándolosa   presentar   disminuciones   en   el consumo  de  energía  eléctrica  a  través  de  la  optimización  de  sus  componentes  y  la utilización  de  refrigerantes  amigables  con  el  medio  ambiente  principalmente [3].  Con respecto a la optimización de los componentes, uno de los estudios analizados presenta un nuevo ciclo de refrigeración que utiliza un eyector, con  el que se ha podido reducir las  pérdidas  termodinámicas  consiguiendo  una  reducción  del  consumo  energético  del 5,45%