Capítulo 3. Sistema básico de refrigeración

Dentro de la clasificación de los tipos de sistemas de refrigeración, en este curso haremos un  estudio al  sistema de refrigeración por compresión de  vapor, el  cual es aplicado en sistemas domésticos, comerciales e industriales.

SISTEMA DE REFRIGERACIÓN POR COMPRESIÓN

El sistema de refrigeración por compresión de vapor, consiste en forzar mecánicamente la circulación del  refrigerante en un  circuito cerrado, siendo sometido a un  ciclo termodinámico de compresión, condensación, expansión y evaporación, creando zonas de baja y alta presión con el propósito de que este fluido absorba calor en un lugar y lo disipe en otro.

FUNCIONAMIENTO DEL SISTEMA BÁSICO

Figura 1. Funcionamiento del sistema de refrigeración por comprensión

El  Compresor recibe refrigerante en  forma de  vapor saturado a  baja presión y  lo comprime mecánicamente para que este salga con alta presión y temperatura hacía el condensador en forma de vapor sobrecalentado.

El condensador recibe el refrigerante a alta presión y temperatura. Durante el recorrido el refrigerante en  fase de  vapor es  condensado pasando de a fase líquido de alta presión, entregando al ambiente externo energía en forma de calor.

Posteriormente la  válvula de  expansión recibe líquido refrigerante a  alta presión. La válvula de expansión es una tubería de menor diámetro a través del  cual pasa el líquido refrigerante  haciendo  que  disminuya  su   presión  y  temperatura  para  enviarlo  al evaporador.

Finalmente en el evaporador el refrigerante extraerá calor del  elemento a refrigerar para pasar de  nuevo al  estado de  vapor saturado a baja presión, el  cual pasa al  compresor cerrando el ciclo.

Ciclo ideal

Figura 2. Ciclo ideal

En condiciones ideales el calor que es absorbido por el refrigerante en el evaporador es igual al  calor expulsado en  el  condensador. En este caso, se considera que todo el calor que se extrae a los cuerpos es liberado al ambiente sin pérdidas en el sistema.

Ciclo real

Figura 3. Ciclo Real

Todo ciclo de  refrigeración real presenta variaciones respecto del  ciclo ideal entre ellas está la caída de presión que experimenta el fluido al pasar por las tuberías y los  equipos, un    sobrecalentamiento   del refrigerante  que  sale  del     evaporador, que  afecta negativamente el  COP (Coeficiente de  prestación) del  sistema, y el  subenfriamiento del líquido en el condensador.

Para compensar los  efectos del   sobrecalentamiento del   vapor, se  puede instalar un intercambiador de calor que subenfríe el condensado con el vapor, con esto se logra un aumento en el efecto refrigerante, aunque el COP del  sistema no mejore en comparación con un sistema ideal.

Diagrama función global

En  el  siguiente actigrama se  ilustra, cómo aumentar la  eficiencia en  un  sistema de refrigeración con pérdidas, utilizando los elementos complementarios.

COMPONENTES DEL SISTEMA

El sistema básico de refrigeración está compuesto por los siguientes elementos:

Figura 4. Componentes del sistema básico de refrigeración
  1. Compresor: es el corazón del  sistema de refrigeración por compresión,  él recibe el refrigerante en  fase de  vapor a baja presión y lo  comprime a través de  pistones aumentando su presión y temperatura, para enviarlo al condensador.
  2. Condensador:  es   el   componente  donde  el   refrigerante  en   forma  de   vapor proveniente del  compresor se enfría y se condensa transfiriendo el  calor hacia el medio externo que puede ser  el aire o agua. De esta forma el calor es retirado del sistema.
  3. Tubo  capilar:  reduce  la   presión  del    líquido  refrigerante  disminuyendo  su temperatura, además controla su flujo hacia el evaporador. Este efecto lo consigue gracias a que es un tubo de diámetro menor al del condensador.
  4. Evaporador: son compartimientos cerrados de paredes metálicas donde se hace la transferencia de calor del elemento a refrigerar hacia al refrigerante.
  5. Refrigerante: material usado en  un  sistema de  refrigeración para producir “frío” absorbiendo el  calor de  un  cuerpo en  el  evaporador, a través de  su evaporación, para liberarlo  luego  al   ambiente.  Con respecto al   ciclo compresión-vapor,  el refrigerante es el fluido de trabajo del  ciclo el cuál alternativamente se vaporiza y se condensa absorbiendo y cediendo calor, respectivamente.

En el siguiente esquema se ilustran los elementos de un sistema básico de refrigeración.

Figura 5. Sistema de refrigeración por compresión de vapor

Visita nuestra página de ventilación industrial: https://smrindustriales.co/

Deja una respuesta

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *