1. Universidad Fermín Toro
Decanato de ingeniera
Escuela de Mantenimiento Mecánico
Cabudare. Edo Lara
Ciclo de Refrigeración por
Compresión de Vapor
ESTUDIANTE. José Bullones
Ci 24397328
Refrigeración y Aire Acondicionado, Saia A
2. CICLO DE REFRIGERACIÓN
Los dispositivos que producen la refrigeración se llaman refrigeradores, y los ciclos en lo que
operan se denominan ciclos de refrigeración por compresión de vapor, donde el refrigerante se
evapora y condensa alternadamente, para luego comprimirse en la fase de vapor
CICLO DE REFRIGERACIÓN POR COMPRESIÓN DE VAPOR
En el proceso de compresión de vapor se realizan modificaciones al ciclo de Carnot basados
en las siguientes consideraciones:
• En el proceso de compresión, el fluido de trabajo solo debe estar en la fase de vapor.
• Para expansionar el refrigerante es recomendable utilizar un dispositivo más económico y con cero
mantenimientos (válvula de estrangulamiento o tubo capilar).
• La temperatura de condensación no debe limitarse a la zona de saturación.
Muchos aspectos imprácticos asociados con el ciclo invertido de Carnot, se eliminan al
evaporar el refrigerante completamente antes de que se comprima y al sustituir la turbina con un
dispositivo de estrangulamiento, tal como una válvula de expansión o tubo capilar.
A) ¿CÓMO ES EL PROCESO, FLUIDOS QUE INTERVIENEN, COMO CAMBIAN
LAS VARIABLES DE TEMPERATURA Y PRESIÓN ENTRE LOS DIFERENTES
COMPONENTES?
Principio de funcionamiento de los principales dispositivos del sistema de
refrigeración.
Evaporador: Se transfiere calor se absorbe de la región fría al refrigerante, que
experimenta un cambio de fase a temperatura constante. Para que la transferencia de calor sea
efectiva, la temperatura de saturación del refrigerante debe ser menor que la temperatura de la
región fría.
3. Condensador: El refrigerante se condensa al ceder calor a una corriente externa al ciclo.
El agua y el aire atmosférico son las sustanciales habituales utilizadas para extraer calor del
condensador. Para conseguir que se transfiera calor, la temperatura de saturación del refrigerante
debe ser mayor que las temperaturas de las corrientes atmosféricas.
Compresor: Para alcanzar las condiciones requeridas en el condensador logrando la
liberación del calor desde el sistema al ambiente, es necesario comprimir el refrigerante de manera
de aumentar su presión y en consecuencia su temperatura (generalmente temperaturas de
sobrecalentamiento), el requerimiento de potencia de entrada depende de las necesidades de
enfriamiento.
Válvula de estrangulamiento: Liberado el calor en el condensador es necesario
revertir el proceso del compresor de manera de obtener bajas temperaturas al disminuir la presión
(estrangular), logrando las condiciones requeridas en el evaporador.
b) Diagrama de equipos
4. c) Diagrama Temperatura vs. Entropía, ciclo básico
Se muestra el esquema del equipo para el ciclo de refrigeración por compresión de vapor,
junto al diagrama Ts del ciclo ideal. El vapor saturado en el estado 1 se comprime isoentrópicamente
a vapor sobrecalentado en el estado 2. El vapor refrigerante entra a un condensador, de donde se
extrae calor a presión constante hasta que el fluido se convierte en líquido saturado en el estado 3.
Para que el fluido regrese a presión más baja, se expande adiabáticamente en una válvula o un tubo
capilar hasta el estado 4. En el estado 4, el refrigerante es una mezcla húmeda de baja calidad.
Finalmente, pasa por el evaporador a presión constante. De la fuente de baja temperatura entra
calor al evaporador, convirtiendo el fluido en vapor saturado y se completa el ciclo. Gran parte del
proceso 2-3 ocurren a temperatura constante.
La capacidad de los sistemas de refrigeración se expresa con base a las toneladas de
refrigeración que proporciona la unidad al operarla en las condiciones de diseño. Una tonelada de
refrigeración se define como la rapidez de extracción de calor de la región fría o la rapidez de
absorción de calor por el fluido que pasa por el evaporador de 211 kJ/min o 200 Btu/min. Otra
5. cantidad frecuentemente citada para una máquina frigorífica es el flujo volumétrico de refrigerante a
la entrada del compresor, que es el desplazamiento efectivo del compresor.
