El documento describe los ciclos de refrigeración por compresión de vapor, que consisten en cuatro procesos: 1) regulación del refrigerante líquido a baja presión y temperatura en el evaporador, 2) evaporación del refrigerante absorbiendo calor, 3) compresión del vapor aumentando presión y temperatura, y 4) condensación del vapor liberando calor. El ciclo real difiere del ideal debido a irreversibilidades como fricción y transferencia de calor, lo que afecta las propiedades del refrigerante.

1. Ciclos de Refrigeración
I. INTRODUCCION
La refrigeración es una de las principales áreas de aplicación de la termodinámica, es la
transferencia de calor de una región de temperatura inferior hacia una de temperatura
superior. Los dispositivos que producen refrigeración se llaman refrigeradores y los ciclos
en los que operan se llaman ciclos de refrigeración. El ciclo de refrigeración más empleado
es el ciclo por compresión de vapor, donde el refrigerante se evapora y se condensa
alternadamente para luego comprimirse en la fase de vapor.
La refrigeración por compresión consiste en forzar mecánicamente la circulación de un
fluido en un circuito cerrado creando zonas de alta y baja presión con el propósito de que el
fluido absorba calor en un lugar y lo disipe en el otro.
La refrigeración por compresión se logra evaporando un gas refrigerante en estado líquido a
través de un dispositivo de expansión dentro de un intercambiador de calor, denominado
evaporador.
Los elementos principales en un ciclo de refrigeración por compresión a vapor son el
Evaporador, el Compresor, el Condensador y la Válvula de expansión.
El proceso inicia en el Evaporador que es donde se recibe el refrigerante en estado líquido
para empezar nuevamente el ciclo.
II. DESARROLLO

2. Ciclos de Refrigeración
Ciclo real de refrigeración por compresión de vapor
Este ciclo de refrigeración difiere de uno ideal en varios aspectos, principalmente, debido a
las irreversibilidades que ocurren en varios componentes. Dos fuentes comunes de
irreversibilidad son la fricción del fluido (causa caídas de presión) y la transferencia de
calor desde los alrededores. El diagrama T-s en un ciclo real de refrigeración por
compresión de vapor se muestra a continuación.
Medio
Caliente
Condensador
Válvula de Compresor
Expansión
Evaporador
Espacio
refrigerado
En el ciclo ideal el refrigerante sale del evaporador y entra al compresor como vapor
saturado. Sin embargo, en la práctica, no es posible controlar el estado del refrigerante con

3. Ciclos de Refrigeración
tanta precisión. En lugar de eso, es fácil diseñar el sistema de modo que el refrigerante se
sobrecaliente ligeramente en la entrada del compresor. Éste ligero sobrecalentamiento
asegura que el refrigerante se evapore por completo cuando entre al compresor.
También, la línea que conecta al evaporador con el compresor suele ser muy larga; por lo
tanto, la caída de presión ocasionada por la fricción del fluido y la transferencia de calor de
los alrededores al refrigerante puede ser muy significativa. El resultado del
sobrecalentamiento, de la ganancia de calor en línea de conexión y las caídas de presión en
el evaporador y la línea de conexión, consiste en un incremento en el volumen específico y ,
por consiguiente, en un incremento en los requerimientos de entrada de potencial al
compresor puesto que el trabajo de flujo estable es proporcional al volumen específico.
El proceso de compresión en el ciclo ideal es internamente reversible y adiabático y, por
ende, isentrópico. Sin embargo, el proceso de compresión real incluirá efectos de fricción,
los cuales incrementan la entropía y la transferencia de calor, lo que puede aumentar o
disminuir la entropía, dependiendo de la dirección. Por consiguiente la entropía del
refrigerante puede incrementarse (1-2) o disminuir (proceso1-2´) durante un proceso de
compresión real, dependiendo del predominio de los efectos. El proceso de compresión 1-
2´puede ser incluso más deseable que el proceso de compresión isentrópico debido al que el
volumen específico del refrigerante y, por consiguiente, el requerimiento de entrada de
trabajo son más pequeños en éste caso. De ese modo, el refrigerante debe enfriarse durante
el proceso de compresión siempre que sea práctico y económico hacerlo.
En el caso ideal, se supone que el refrigerante sale del condensador como líquido saturado a
la presión de salida del compresor. En realidad, es inevitable tener cierta caída de presión en
el condensador, así como en las líneas que lo conectan con el compresor y la válvula de
estrangulamiento. Además, no es fácil ejecutar el proceso de condensación con tal precisión
como para que el refrigerante sea un líquido saturado al final, y es indeseable enviar el
refrigerante a la válvula de estrangulamiento antes que se condense por completo. Y en
consecuencia, el refrigerante se sub enfría un poco antes de que entre a la válvula de
estrangulamiento. A pesar de todo esto, se debe tener en mente dado que el refrigerante
entra al evaporador con una entalpia inferior y por ello puede absorber más calor del
espacio refrigerado. La válvula de estrangulamiento y el evaporador se localizar muy cerca
el uno del otro de modo que la caída de presión en la línea de conexión es pequeña.

4. Ciclos de Refrigeración
Sistema de refrigeración por compresión
El sistema convencional de refrigeración y el más utilizado en el aire acondicionado, es el
sistema derefrigeración por compresión. Mediante energía mecánica se comprime un gas
refrigerante. Al condensar, este gas emite el calor latente que antes, al evaporarse, había
absorbido el mismo refrigerante a un nivel de temperatura inferior. Para mantener este ciclo
se emplea energía mecánica, generalmente mediante energía eléctrica. Dependiendo de los
costos de la electricidad, este proceso de refrigeración es muy costoso. Por otro lado,
tomando en cuenta la eficiencia de las plantas termoeléctricas, solamente una tercera parte
de la energía primaria es utilizada en el proceso. Además, los refrigerantes empleados hoy
en día pertenecen al grupo de los fluoroclorocarbonos, que por un lado dañan la capa de
ozono y por otro lado contribuyen al efecto invernadero.
Un ciclo simple frigorífico comprende cuatro procesos fundamentales:
1. La regulación
2. La evaporación
3. La compresión
4. La condensación

5. Ciclos de Refrigeración
1. La regulación
El ciclo de regulación ocurre entre el condensador y el evaporador, en efecto, el refrigerante
líquido entra en el condensador a alta presión y a alta temperatura, y se dirige al evaporador
a través del regulador.
La presión del líquido se reduce a la presión de evaporación cuando el líquido cruza el
regulador, entonces la temperatura de saturación del refrigerante entra en el evaporador y
será en este lugar donde se enfría.
Una parte del líquido se evapora cuando cruza el regulador con el objetivo de bajar la
temperatura del refrigerante a la temperatura de evaporación.
2. La evaporación
En el evaporador, el líquido se vaporiza a presión y temperatura constantes gracias al calor
latente suministrado por el refrigerante que cruza el espacio del evaporador. Todo el
refrigerante se vaporizada completamente en el evaporador, y se recalienta al final del
evaporador.
Aunque la temperatura del vapor aumenta un poco al final del evaporador debido al
sobrecalentamiento, la presión se mantiene constante.
Aunque el vapor absorbe el calor del aire alrededor de la línea de aspiración, aumentando su
temperatura y disminuyendo ligeramente su presión debido a las pérdidas de cargas a
consecuencia de la fricción en la línea de aspiración, estos detalles no se tiene en cuenta
cuando uno explica el funcionamiento de un ciclo de refrigeración normal.
3. La compresión
Por la acción del compresor, el vapor resultante de la evaporación es aspirado por el
evaporador por la línea de aspiración hasta la entrada del compresor. En el compresor, la
presión y la temperatura del vapor aumenta considerablemente gracias a la compresión,
entonces al vapor a alta temperatura y a alta presión es devuelto por la línea de expulsión.

6. Ciclos de Refrigeración
4. La condensación
El vapor atraviesa la línea de expulsión hacia el condensador donde libera el calor hacia el
aire exterior. Una vez que el vapor ha prescindido de su calor adicional, su temperatura se
reduce a su nueva temperatura de saturación que corresponde a su nueva presión. En la
liberación de su calor, el vapor se condensa completamente y entonces es enfriado.
El líquido enfriado llega al regulador y está listo para un nuevo ciclo.
III. PROCESOS
3.1 En el compresor:
Proceso adiabático
3.2 En el condensador-enfriador:
Proceso isobárico

7. Ciclos de Refrigeración
3.3 En la válvula de expansión:
Proceso isoentálpico
3.4 En el evaporador:
Proceso isobárico

8. Ciclos de Refrigeración
IV. BIBLIOGRAFIA
http://es.wikipedia.org/wiki/Refrigeraci%C3%B3n_por_compresi%C3%B3n
http://www.unet.edu.ve/~fenomeno/F_DE_T-152.htm
http://www.caloryfrio.com/200712282796/aire-acondicionado/bomba-de-calor-
reversible/sistemas-de-refrigeracion.html