Principios de Refrigeración: Ciclo de Compresión de Vapor y Máquinas de Absorción

Principios Fundamentales de Refrigeración: Ciclo de Compresión de Vapor

La refrigeración es el proceso de producir frío, extrayendo calor de un lugar para trasladarlo a otro por medio de una sustancia refrigerante. El refrigerante se encarga de transportar el calor desde la zona a refrigerar hacia el exterior.

Elementos Clave del Ciclo de Compresión de Vapor

1. Compresor

   Aspira el refrigerante en forma de gas a baja presión y baja temperatura, expulsándolo hacia el condensador como gas a alta presión y alta temperatura.

   Tubería de Descarga: Es la que une el compresor con el condensador, transportando el gas a alta presión y temperatura.

2. Condensador

   Cede la energía en forma de calor del refrigerante al medio exterior (que puede ser agua o aire), provocando que el refrigerante se condense.

3. Expansor

   El líquido que proviene del condensador a alta presión y temperatura pasa a una mezcla líquido/gas a baja presión y temperatura.

   Tubería de Líquido: Une el recipiente de líquido a la válvula de expansión, transportando el refrigerante a alta presión y media temperatura.

4. Evaporador

   Extrae la energía en forma de calor del medio a refrigerar (agua o aire), siendo el refrigerante quien absorbe el calor. Es el componente encargado de producir el frío.

Conceptos y Parámetros Importantes en Refrigeración

5. Potencia Frigorífica Másica

   Cantidad de calor a absorber del medio a refrigerar en la unidad de tiempo.

6. Producción Frigorífica Másica

   Es la potencia frigorífica extraída del recinto a refrigerar por unidad de caudal másico de refrigerante que recorre el circuito.

7. Coeficiente de Rendimiento Frigorífico (EER)

   Relación entre la energía en forma de cantidad de calor que hay que absorber del medio a refrigerar y la energía que hay que entregar para extraer ese calor.

8. Recalentamiento

   Aumento de temperatura a presión constante. Su función principal es asegurar que el refrigerante no llegue en estado líquido al compresor. Un recalentamiento adecuado es crucial, ya que un exceso puede aumentar el tamaño del compresor, la superficie de intercambio del condensador y disminuir el EER.

9. Subenfriamiento

   Disminución de la temperatura del refrigerante a presión constante. Se realiza para mejorar la eficiencia del circuito frigorífico, al conseguir que se absorba una mayor cantidad de calor en el evaporador. Podría originarse en la tubería de líquido o en la de unión del condensador y del dispositivo de expansión.

10. Pérdidas de Carga

    Son caídas de presión que se pueden dar a lo largo de los conductos o en puntos concretos del circuito, mayormente en los accesorios.

11. Ciclo de Compresión Real

    Es aquel en el que se tienen en cuenta las pérdidas de carga.

Máquina de Absorción: Principios y Componentes

La máquina de absorción se basa en la propiedad que tienen ciertas sustancias y sales (como el bromuro de litio), que cuando se encuentran en estado líquido, son capaces de disolver otras (como agua o amoniaco en estado de gas).

Componentes Principales de una Máquina de Absorción

• Evaporador

  Zona donde se pone en contacto el refrigerante con la sustancia a enfriar.

• Expansión

  Se consigue bajar la presión del líquido, obteniendo una mezcla vapor-líquido a baja presión.

• Absorbedor

  Absorbe el refrigerante en estado de vapor que se genera en el evaporador.

• Generador de Calor

  Separador del refrigerante del absorbedor.

• Condensador

  El refrigerante se convierte en líquido al ceder el calor recibido.

Relación entre Calor y Coeficiente de Rendimiento (COP) en Máquinas de Absorción

• Cuanto mayor sea q_e (calor absorbido en el evaporador), mayor será el COP.
• Cuanto menor sea q_e, menor será el COP.
• Cuanto mayor sea q_w (calor entregado en el condensador), menor será el COP.
• Cuanto menor sea q_w, mayor será el COP.