{"id":13766,"date":"2020-01-27T11:10:39","date_gmt":"2020-01-27T10:10:39","guid":{"rendered":"http:\/\/blogsaverroes.juntadeandalucia.es\/amrandado\/?p=13766"},"modified":"2026-02-01T19:37:23","modified_gmt":"2026-02-01T18:37:23","slug":"fundamentos-de-refrigeracion","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blogsaverroes.juntadeandalucia.es\/amrandado\/fundamentos-de-refrigeracion\/","title":{"rendered":"Fundamentos de Refrigeraci\u00f3n. COMPRESI\u00d3N MEC\u00c1NICA"},"content":{"rendered":"

El calor circula de manera natural desde donde hay una mayor temperatura hacia donde hay una menor temperatura. <\/p>\n

\"Resultado<\/p><\/blockquote>\n

El trabajo de una planta de refrigeraci\u00f3n<\/strong> es enfriar art\u00edculos o productos y mantenerlos a una temperatura m\u00e1s baja que la temperatura ambiente. La refrigeraci\u00f3n se puede definir como un proceso que saca y transporta el calor.<\/p>\n

El proceso de enfriamiento  o refrigeraci\u00f3n<\/strong> tiene como fin extraer calor<\/strong> de una sustancia que llamaremos foco fr\u00edo que se encuentra a baja temperatura siendo generalmente aire o agua, cedi\u00e9ndola posteriormente a otra sustancia que llamamos foco caliente con temperatura m\u00e1s alta que el foco fr\u00edo, generalmente tambi\u00e9n aire o agua.<\/p>\n

PRINCIPIO DE REFRIGERACI\u00d3N<\/h2>\n

Cuando hervimos agua en un recipiente absorbemos calor de una fuente de energ\u00eda. \u00bfPor qu\u00e9 no utilizar este procedimiento para enfriar, por ejemplo, el aire de una habitaci\u00f3n? Evidentemente no podr\u00edamos utilizar agua porque el agua hierve a 100 \u00b0C y el aire se encuentra a, supongamos, 25 \u00b0C. Si en vez de utilizar agua emple\u00e1ramos otro l\u00edquido que pueda hervir a una temperatura igual o inferior a 25 \u00b0C, \u00e9ste absorber\u00eda calor del aire y, por lo tanto, lo enfriar\u00eda.<\/p>\n

Lo primero que debemos tener claro es que las m\u00e1quinas frigor\u00edficas, al contrario que una caldera o un calentador del tipo que sea, no son capaces de dar fr\u00edo.<\/p>\n

El fr\u00edo como tal no existe, sino que se trata de la ausencia de calor<\/strong>.<\/p>\n

No existen equipos para producir fr\u00edo, sino que se trata de elementos que consiguen restar calor a los ambientes donde los instalamos.<\/p><\/blockquote>\n

Siempre que hablemos de maquinaria frigor\u00edfica debemos tener muy claro que las m\u00e1quinas frigor\u00edficas no producen el fr\u00edo, sino que lo que van a hacer es cambiar el calor de sitio, siendo el modo correcto de entender los equipos frigor\u00edficos como cambiadores de calor. Solamente lo cambian de sitio y su m\u00e9rito principal consiste en conseguir restar calor en una zona en la que hay poco calor (foco fr\u00edo) y cederlo a otra en la que hay m\u00e1s calor (foco caliente).<\/p>\n

Ejemplo: El circuito frigor\u00edfico al que m\u00e1s acostumbrados estamos es una simple nevera dom\u00e9stica. En este caso es sencillo entender que el circuito frigor\u00edfico no hace otra cosa que extraer el calor de los alimentos que introduzcamos en su interior y expulsarlo a nuestra cocina, raz\u00f3n \u00e9sta de que en las cocinas siempre tengamos algo m\u00e1s de calor que en el resto de la casa.<\/p>\n

Si queremos podemos hacer una prueba con nuestra nevera. Consiste en introducir un alimento caliente en el interior de la nevera. \u00c9sta se pondr\u00e1 en marcha y se mantendr\u00e1 funcionando durante un largo periodo de tiempo. El circuito frigor\u00edfico tiene una capacidad de enfriamiento constante y le llevar\u00e1 un rato conseguir sacar del interior de la nevera todo el calor que hemos introducido con el alimento caliente, pero si nosotros introducimos el mismo alimento fr\u00edo la nevera tardar\u00e1 muy poco en dejar de funcionar porque s\u00f3lo debe bajar la temperatura del aire que entr\u00f3 en el interior de la nevera.<\/p>\n

Por otro lado, es sabido que si se suministra calor a una cierta cantidad de agua que se encuentre a la presi\u00f3n de 1 atm\u00f3sfera, \u00e9sta aumentar\u00e1 su temperatura hasta alcanzar los 100\u00ba C, momento en el que comenzar\u00e1 a hervir. Durante la ebullici\u00f3n el agua absorber\u00e1 calor, pero su temperatura permanecer\u00e1 constante a 100\u00ba C hasta la completa vaporizaci\u00f3n del l\u00edquido.
\nLas distintas fases por las que pasa el agua al ser calentada son:<\/p>\n

a. L\u00edquido subenfriado. La temperatura del l\u00edquido es inferior a la de ebullici\u00f3n.
\nb. L\u00edquido saturado. Aparece la primera burbuja de vapor. El agua est\u00e1 a la temperatura de ebullici\u00f3n.
\nc. Vapor h\u00famedo. Coexisten el estado l\u00edquido y el de vapor. El agua se mantiene a la temperatura de ebullici\u00f3n.
\nd. Vapor saturado. Se evapora la \u00faltima gota de l\u00edquido. La temperatura sigue siendo la de ebullici\u00f3n.
\ne. Vapor recalentado. La temperatura del vapor es superior a la de ebullici\u00f3n.<\/p>\n

\"\"<\/a><\/p>\n

SISTEMAS  DE REFRIGERACI\u00d3N<\/h2>\n

Entendemos por refrigeraci\u00f3n el proceso de reducir y mantener la temperatura de un espacio o material por debajo de la temperatura del entorno. A veces se habla indistintamente de refrigerar y climatizar, pero son conceptos diferentes.<\/p>\n

Se entiende por refrigeraci\u00f3n a aquel proceso mediante el cual se busca bajar o reducir la temperatura del ambiente, de un objeto o de un espacio cerrado a partir del enfriamiento de las part\u00edculas<\/strong><\/p>\n

Se entiende por climatizaci\u00f3n<\/strong> aquel proceso que crea o mantiene en un recinto determinadas condiciones de temperatura, humedad, aire, etc \u2026 , necesarias para la vida o la comodidad de los seres vivos que lo ocupan.<\/p>\n

La refrigeraci\u00f3n puede utilizarse para tres fines, principalmente:<\/p>\n

    \n
  1. Refrigeraci\u00f3n para CONSERVACI\u00d3N.<\/li>\n
  2. Refrigeraci\u00f3n para CONGELACI\u00d3N.<\/li>\n
  3. Refrigeraci\u00f3n para CLIMATIZACI\u00d3N.<\/li>\n<\/ol>\n

    Las dos primeras se aplican generalmente a alimentos, mientras que la \u00faltima se refiere a la refrigeraci\u00f3n de locales o veh\u00edculos para animales, personas o plantas.<\/p>\n

    Existen dos formas b\u00e1sicas de producir fr\u00edo, una es a trav\u00e9s del ciclo de absorci\u00f3n (el cual no vamos a estudiar), y a trav\u00e9s del ciclo frigor\u00edfico de compresi\u00f3n<\/strong> mec\u00e1nica de vapor<\/strong>, que es el m\u00e1s utilizado y sobre el que vamos a trabajar. Tambi\u00e9n debemos saber que existe la refrigeraci\u00f3n magn\u00e9tica, pero tampoco entraremos en detalle en este momento.<\/p>\n

    SISTEMA DE REFRIGERACI\u00d3N POR COMPRESI\u00d3N MEC\u00c1NICA<\/h3>\n

    Un espacio aislado se puede refrigerar adecuadamente permitiendo que se evapore un<\/em> refrigerante en un recipiente con salida al exterior, solucionando as\u00ed el problema de la continuidad del elemento enfriador.<\/em><\/p>\n

    Tomando como refrigerante el R-449A, podr\u00edamos tener un sistema en el que hay un recipiente que contiene R-449A (un refrigerante) en estado l\u00edquido, y que se encuentra en un espacio cerrado cuya temperatura es de 25\u00b0C. Este refrigerante presenta la propiedad de que la temperatura de evaporaci\u00f3n es de -40,4 \u00b0C a la presi\u00f3n atmosf\u00e9rica. Esto quiere decir que, a 25\u00b0C, este l\u00edquido se va a transformar en vapor, absorbiendo calor del espacio que se quiere enfriar en el proceso. Como la temperatura del l\u00edquido sigue constante durante el proceso de evaporaci\u00f3n, la refrigeraci\u00f3n contin\u00faa hasta que se evapora todo el l\u00edquido. En principio, si no almacenamos este vapor, se cede a la atm\u00f3sfera.<\/p>\n

    Desde el punto de vista industrial no es posible dejar que el refrigerante se escape a la atm\u00f3sfera. Por eso, los circuitos de refrigeraci\u00f3n son cerrados, precisamente para impedir que el vapor escape a la atm\u00f3sfera y se pierda.<\/p>\n

    \"\"<\/a><\/p>\n

     <\/p>\n

    En un circuito de refrigeraci\u00f3n, el recipiente en el que se evapora el refrigerante<\/strong>, se llama evaporador. <\/strong><\/p>\n

    La temperatura a la que se evapora el refrigerante l\u00edquido en el interior del evaporador puede controlarse actuando sobre la presi\u00f3n en la que se produce el cambio de estado. A menor presi\u00f3n, menor ser\u00e1 la temperatura de evaporaci\u00f3n.<\/p>\n

    No es pr\u00e1ctico ni barato, adem\u00e1s de estar prohibido, dejar escapar el refrigerante a la atm\u00f3sfera, por eso hemos de reutilizarlo de nuevo. Para volver a utilizar el refrigerante en el evaporador es necesario que entre en estado l\u00edquido, y puesto que dicho equipo libera el refrigerante en forma de vapor, obviamente debemos convertirlo en l\u00edquido antes de entrar.<\/p>\n

    El proceso de conversi\u00f3n de vapor a l\u00edquido se denomina condensaci\u00f3n, como ya sabemos. Durante este proceso, necesitamos un medio de enfriamiento sobre el que ceder calor, y para ello es necesario que el refrigerante en estado de vapor se encuentre a una temperatura superior a la del medio de enfriamiento. Recordemos que el calor se transmite desde el cuerpo m\u00e1s caliente al cuerpo m\u00e1s fr\u00edo.<\/p>\n

    Para conseguir realizar este proceso debemos aumentar previamente la presi\u00f3n del refrigerante en estado de vapor hasta un valor tal que la temperatura de condensaci\u00f3n sea superior a la del medio de enfriamiento (por ejemplo, en un condensador de aire suele utilizarse una diferencia de unos 15 K, es decir, que para una temperatura ambiente de 20 \u00b0C, la temperatura de condensaci\u00f3n ser\u00e1 de 35 \u00b0C).<\/p>\n

    El proceso que aumenta la presi\u00f3n y la temperatura del refrigerante, aport\u00e1ndole calor, se denomina compresi\u00f3n, y tiene lugar en el compresor.<\/strong><\/p>\n

    Una vez que hemos conseguido llevar el refrigerante en estado de vapor a una temperatura superior a la del medio de enfriamiento, tiene lugar el proceso de condensaci\u00f3n, durante el cual el refrigerante cede calor al medio de enfriamiento.<\/p>\n

    El equipo donde tiene lugar el proceso de condensaci\u00f3n del refrigerante se denomina condensador.<\/strong><\/p>\n

    El refrigerante que fluye del condensador est\u00e1 listo para volver al evaporador, previo paso por un tramo en el que se baja su presi\u00f3n y temperatura, que se realiza en la v\u00e1lvula de expansi\u00f3n. As\u00ed hemos completado del ciclo de refrigeraci\u00f3n.<\/p>\n

     E<\/strong>l equipo donde tiene lugar el proceso de expansi\u00f3n del refrigerante se denomina expansor (por capilar o v\u00e1lvula de expansi\u00f3n).<\/strong><\/p>\n

    LA M\u00c1QUINA FRIGOR\u00cdFICA DE COMPRESI\u00d3N<\/h2>\n

    La figura siguiente muestra un esquema de una m\u00e1quina frigor\u00edfica donde se puede ver el funcionamiento de un circuito completo de refrigeraci\u00f3n mec\u00e1nica.<\/p>\n

    \"Resultado<\/p>\n

    En el esquema puede verse c\u00f3mo el refrigerante l\u00edquido se dirige hacia el evaporador en cuyo interior se transforma en vapor a expensas de absorber calor del aire exterior. De este modo se consigue enfriar el recinto, que es lo que se pretende. El caudal de refrigerante a dicho evaporador se controla en la v\u00e1lvula de expansi\u00f3n en funci\u00f3n de la temperatura de salida del aparato.<\/p>\n

    El vapor pasa seguidamente por el compresor donde se eleva su presi\u00f3n hasta el punto en que la temperatura de condensaci\u00f3n sea tal que permita ceder calor al medio de refrigeraci\u00f3n (en este caso aire), cediendo calor a \u00e9ste y condens\u00e1ndose as\u00ed durante su paso por el condensador.<\/p>\n

    Una m\u00e1quina frigor\u00edfica con los cuatro elementos mencionados anteriormente podr\u00eda funcionar, pero en la pr\u00e1ctica incorporan otros dispositivos con el fin de mejorar su funcionamiento. Los veremos posteriormente.<\/p>\n

    Las tuber\u00edas que conectan estos dispositivos son:<\/p>\n