
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

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


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


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:

- 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.
- 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.
- 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.
- Evaporador: son compartimientos cerrados de paredes metálicas donde se hace la transferencia de calor del elemento a refrigerar hacia al refrigerante.
- 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.

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