Ciclo de refrigeración por compresión y refrigerantes R-134a, R-407C y R-410A

Resumen

El documento explica el funcionamiento de la válvula de expansión termostática y las cuatro fases del ciclo de refrigeración por compresión de vapor: evaporación, compresión, condensación y expansión. Además, compara las características y aplicaciones habituales de los refrigerantes R-134a, R-407C y R-410A. Es útil para repasar los fundamentos del ciclo y entender por qué se elige cada refrigerante.

Puntos clave

La válvula de expansión reduce la presión del líquido refrigerante que entra en el evaporador y controla el caudal de refrigerante.
El ciclo consta de cuatro fases: evaporación, compresión, condensación y expansión.
En la evaporación, el líquido a baja presión absorbe calor latente de las paredes del evaporador y se evapora a temperatura y presión constantes.
En la compresión, el compresor eleva la presión y la temperatura del vapor antes de enviarlo al condensador.
En la condensación, el vapor cede calor al aire que circula por el condensador y vuelve al estado líquido.
El R-134a se usa en grandes equipos de enfriamiento de aire; el R-407C en enfriadoras de agua de mediana y pequeña potencia y equipos splits; el R-410A en equipos splits.

Ponte a prueba

Funcionamiento de la Válvula de Expansión Termostática (VET)

La VÁLVULA DE EXPANSIÓN tiene la función de disminuir la presión del líquido refrigerante que entra en el evaporador. Además, controla la cantidad adecuada de refrigerante que fluye hacia el sistema.

El Ciclo de Refrigeración por Compresión de Vapor

El ciclo de refrigeración se compone de cuatro fases fundamentales:

1. Evaporación

El ciclo inicia con el fluido en forma de líquido a baja presión. Justo antes de entrar en el evaporador, el líquido se evapora a una temperatura y presión constantes. El calor necesario para el suministro de calor latente de evaporación pasa de las paredes del evaporador hacia el líquido que se evapora.

2. Compresión

En modo de vapor, el fluido accede al compresor, donde es elevado a altas presiones mediante la compresión que le provoca el elemento mecánico. Por la acción del compresor, el vapor que resulta de la evaporación se lleva por la línea de aspiración desde el evaporador hacia la entrada de aspiración del compresor. La temperatura y la presión del vapor aumentan debido a la compresión.

3. Condensación

El vapor fluye por la línea de descarga hacia el condensador, donde evacúa calor hacia el aire relativamente frío que el ventilador del condensador hace circular a través de él. Cuando el vapor caliente evacúa calor hacia el aire más frío, su temperatura disminuye, lo que corresponderá a la nueva presión, y el vapor se condensa, volviendo así al estado líquido.

4. Expansión

Se tiene el líquido a elevada presión. Para volver al estado inicial, solo resta hacer descender la presión del líquido mediante la expansión, descendiendo también la temperatura del fluido.

Refrigerantes Comunes y sus Aplicaciones

R-134a

Se utiliza normalmente en grandes equipos de enfriamiento de aire. Sus características son:

Presión más baja.
Densidad de vapor más baja.
Menor capacidad para el mismo desplazamiento de compresor.
Transferencia de calor inferior.
Eficiencia del compresor inferior.
Fluido puro.

R-407C

Se utiliza normalmente en enfriadoras de agua de mediana y pequeña potencia, además de equipos splits. Sus características son:

Presión igual (comparado con R-22, implícito).
Igual densidad de vapor.
Igual capacidad para el mismo desplazamiento de compresor.
Igual transferencia de calor.
Igual eficiencia de compresor.
Comportamiento zeotrópico.

R-410A

Se utiliza actualmente en equipos splits (partidos). Sus características son:

Mayor presión.
Mayor densidad de vapor.
Mayor capacidad para el mismo desplazamiento del compresor.
Transferencia de calor superior.

Preguntas frecuentes

¿Qué función cumple la válvula de expansión?

La válvula de expansión disminuye la presión del líquido refrigerante que entra en el evaporador y controla la cantidad de refrigerante que fluye hacia el sistema.

¿Cuáles son las fases del ciclo de refrigeración por compresión de vapor?

El ciclo se compone de evaporación, compresión, condensación y expansión. En cada fase el refrigerante cambia de presión, temperatura o estado.

¿Para qué se usa el refrigerante R-410A?

El R-410A se utiliza actualmente en equipos splits (partidos). Presenta mayor presión, mayor densidad de vapor y mayor transferencia de calor que el R-134a.