Termodinamica

1. DIAGRAMA MOLLIER
1.2. CICLO DE REFRIGERACION POR COMPRESION

2. CICLO REFRIGERACION SIMPLE
Entalpia
Compresor
Condensador
Recipiente
Presión
Evaporador
1.2. CICLO DE REFRIGERACION POR COMPRESION

3. CICLO REFRIGERACION SIMPLE
1.2. CICLO DE REFRIGERACION POR COMPRESION

4. CICLO REFRIGERACION SIMPLE
1.2. CICLO DE REFRIGERACION POR COMPRESION

5. CICLO REFRIGERACION SIMPLE
1.2. CICLO DE REFRIGERACION POR COMPRESION

6. RECALENTAMIENTO DE VAPOR Y SUBENFRIAMIENTO DE
LIQUIDO
1.2. CICLO DE REFRIGERACION POR COMPRESION
Recalentamiento
Recalentar es aumentar la Tª del refrigerante por encima de su punto de ebullición a una presión
determinada. Cuando todo el refrigerante que circula por el evaporador se ha evaporado, este comienza a
recalentarse. Es necesario que todo el refrigerante se evapore completamente antes de ser aspirado por el
compresor, el cual no puede comprimir líquido. Por ello, recalentar un poco el gas antes de que llegue al
compresor ayuda a que no se produzcan averías en el mismo.
Recalentamiento útil: Diferencia entre la Tª del fluido a la salida del evaporador y la Tª de evaporación. Este
recalentamiento aumenta un poco la potencia frigorífica ya que el calor extra es extraído en el evaporador.
Valores de referencia: 5 - 7 K
Recalentamiento total: Diferencia entre la Tª del fluido a la entrada del compresor y la Tª de evaporación.
Este recalentamiento es la suma del que se produce en el evaporador (útil) y en la tubería de aspiración (no
útil).
Valores de referencia: 10 - 15 K

7. RECALENTAMIENTO DE VAPOR Y SUBENFRIAMIENTO DE
LIQUIDO
1.2. CICLO DE REFRIGERACION POR COMPRESION
El recalentamiento es necesario para salvaguardar el compresor, pero es negativo para el rendimiento del
ciclo frigorífico:
- Aumenta ligeramente el trabajo de compresión específico (la curva isentrópica de referencia está más
inclinada): COP ↓
- El compresor aspira menos caudal másico (el refrigerante más caliente es menos denso), por lo que la
potencia frigorífica que da el mismo compresor es menor: Compresor más grande.
- La Tª de descarga del compresor es mayor (posibles problemas con degradación de aceite): Menor
durabilidad del compresor y de la instalación.
- Se emplea mayor parte del condensador para desrecalentar el gas de descarga, con los que perdemos
espacio para condensar: Condensador más grande.

8. RECALENTAMIENTO DE VAPOR Y SUBENFRIAMIENTO DE
LIQUIDO
1.2. CICLO DE REFRIGERACION POR COMPRESION
Subenfriamiento
Subenfriar es disminuir la Tª del refrigerante por debajo de su punto de condensación a una presión
determinada. Cuando todo el refrigerante que circula por el condensador se ha licuado, este comienza a
subenfriarse. Dicho subenfriamiento siempre es beneficioso para el rendimiento del ciclo:
- El porcentaje de vapor obtenido tras la expansión disminuye, con lo que tenemos más cantidad de líquido
disponible para evaporar, con el consiguiente aumento del efecto frigorífico sin incrementar el trabajo del
compresor: COP ↑
- Se contribuye a evitar el “flash-gas” o re-vaporización del líquido condensado antes de llegar a la válvula
de expansión, lo que implicaría un mal funcionamiento de la válvula: Funcionamiento óptimo de la
instalación.

9. RECALENTAMIENTO DE VAPOR Y SUBENFRIAMIENTO DE
LIQUIDO
1.2. CICLO DE REFRIGERACION POR COMPRESION

10. Tª DE EVAPORACION Y EFICIENCIA DEL CICLO
1.2. CICLO DE REFRIGERACION POR COMPRESION
A igualdad del resto de condiciones, una Tª de evaporación más alta conlleva un mejor rendimiento del
ciclo:
- Disminuye el trabajo de compresión específico: COP ↑
- La relación de compresión es menor, por lo que la zona muerta del compresor se reduce, aspirándose
más caudal másico por ciclo: Compresor más pequeño.
- El compresor aspira más caudal másico (el refrigerante a más presión es más denso), por lo que la
potencia frigorífica que da el mismo compresor es mayor: Compresor más pequeño.
- La Tª de descarga del compresor es menor: Mayor durabilidad del compresor y de la instalación.
El porcentaje de vapor obtenido tras la expansión disminuye, con lo que tenemos más cantidad de líquido
disponible para evaporar, con el consiguiente aumento del efecto frigorífico sin incrementar el trabajo del
compresor: COP ↑
Valores orientativos:

11. Tª DE CONDENSACION Y EFICIENCIA DEL CICLO
1.2. CICLO DE REFRIGERACION POR COMPRESION
A igualdad del resto de condiciones, una Tª de condensación más baja conlleva un mejor rendimiento del
ciclo:
- Disminuye el trabajo de compresión: COP ↑
- La relación de compresión es menor, por lo que la zona muerta del compresor se reduce, aspirándose
más caudal másico por ciclo: Compresor más pequeño.
- La Tª de descarga del compresor es menor: Mayor durabilidad del compresor y de la instalación.
- El porcentaje de vapor obtenido tras la expansión disminuye, con lo que tenemos más cantidad de líquido
disponible para evaporar, con el consiguiente aumento del efecto frigorífico sin incrementar el trabajo del
compresor: COP ↑
Valores orientativos:

12. CICLO DE REFRIGERACION SIMPLE REAL
1.2. CICLO DE REFRIGERACION POR COMPRESION
En una máquina frigorífica real, existen pérdidas de
presión en las tuberías y en las válvulas, debido al
rozamiento. La compresión, además, no es
isentrópica. Esto da lugar a unas pequeñas
variaciones respecto al ciclo frigorífico teórico.

13. CICLO DE REFRIGERACION SIMPLE REAL
1.2. CICLO DE REFRIGERACION POR COMPRESION
Efecto de las pérdidas de presión sobre la eficiencia del ciclo
- Las presión y Tª de evaporación y condensación no son constantes, sino que sufren una cierta caída de
presión, de manera que la relación de compresión real es mayor que la teórica: COP ↓
- El compresor aspira menos caudal másico (el refrigerante a menos presión es menos denso y además
tenemos mayor RC = mayor espacio muerto), por lo que la potencia frigorífica que da el mismo compresor
es menor: Compresor más grande.
Valores orientativos recomendados:
Caída de presión en evaporador:
< 0,1 bar ≈ 1K (Alta Tª evap, 5ºC / -10ºC)
< 0,05 bar ≈ 1K (Baja Tª evap, -10ºC / -40ºC)
Caída de presión en condensador:
< 0,3 bar ≈ 1K (Alta Tª cond, 50ºC / 40ºC)
< 0,2 bar ≈ 1K (Baja Tª cond, 40ºC / 20ºC)
Caída de presión en línea aspiración:
< 0,1 bar ≈ 1K (Alta Tª evap, 5ºC / -10ºC)
< 0,05 bar ≈ 1K (Baja Tª evap, -10ºC / -40ºC)
Caída de presión en línea líquido:
< 0,3 bar ≈ 1K (Alta Tª cond, 50ºC / 40ºC)
< 0,2 bar ≈ 1K (Baja Tª cond, 40ºC / 20ºC)