Fundamentos del Ciclo de Refrigeración: Procesos Termodinámicos Ideales vs. Reales

Compresión en Sistemas de Refrigeración

Compresión Teórica (Ideal)

No existe sobrecalentamiento a lo largo de la tubería de aspiración hacia el compresor y tampoco hay cambio de presión entre la salida del evaporador y la entrada del compresor. En el compresor se produce una compresión rápida que lleva el refrigerante a una nueva condición. El proceso es adiabático pero sin cambio de entropía. Esta nueva condición se puede localizar sobre la curva de entropía constante. El refrigerante sobrecalentado fluye a continuación a lo largo de la tubería de descarga, perdiendo algo de calor a través de la tubería.

Compresión Real

Conforme fluye el refrigerante a lo largo de la tubería de aspiración hacia el compresor, tiene lugar un sobrecalentamiento, lo que provoca un aumento de temperatura. El compresor lleva el refrigerante a una nueva condición donde se produce un enfriamiento, perdiendo simultáneamente presión.

Nota: El estado del fluido en este proceso es vapor.

Expansión

Expansión Teórica (Ideal)

El refrigerante fluye a lo largo de la tubería de líquido hacia la válvula de expansión. La temperatura se supone que permanece constante. Cuando el líquido pasa a través de la válvula, se expande rápidamente hacia el evaporador y se vaporiza.

• La temperatura disminuye hasta -10ºC.
• Con una expansión adiabática de este tipo no hay cambio de entalpía.
• Como en toda expansión adiabática, sí hay una caída de temperatura.

En este punto de T: -10ºC, el refrigerante está principalmente como líquido (66%) con algo de vapor (34%). La entalpía permanece constante.

Expansión Real

En la tubería del líquido hacia la válvula de expansión existe una caída de temperatura y de presión por rozamiento.

Condensación

Diferencias entre Ciclo Ideal y Real

El proceso de condensación tiene lugar en la parte principal del condensador. El refrigerante fluye desde la tubería de descarga hasta la parte superior del condensador, cayendo la temperatura pero sin cambio de presión.

Sin embargo, en el ciclo real (del punto 6r al 7) sí se considera que pierde presión entre la tubería de descarga y el condensador. La cantidad de calor eliminado por kg (qc2) es igual al cambio de entalpía. A la finalización de la condensación, el refrigerante ha recorrido un ciclo completo, encontrándose ahora en el mismo estado que al principio.

Estado del Fluido: Es vapor al principio de la condensación y líquido al final de la misma.