Refrigeracin por compresin de vapor.Como hemos estudiado anteriormente existe un extenso campo de aplicacin para la refrigeracin y aire acondicionado tales como la produccin y distribucin de alimentos, aplicaciones en procesos industriales e industrias qumicas, aplicaciones especiales de la refrigeracin, y aire acondicionado para la industria y el confort.El sistema de refrigeracin ms generalizado y ms importante desde el punto de vista comercial, es la produccin de fro por compresin de vapor (el ms utilizado en refrigeradores, sistemas de acondicionamiento de aire y bombas de calor). En tal sistema un fluido se evapora y se condensa alternadamente para luego comprimirse en la fase de vapor.

Ciclo ideal de refrigeracin por compresin de vapor.Muchos de los aspectos imprcticos asociados con el ciclo invertido de Carnot pueden ser eliminados al evaporar el refrigerante por completo antes de que se comprima, y al sustituir la turbina con un dispositivo de estrangulamiento que es mucho ms barato y prcticamente no requiere mantenimiento, tal como una vlvula de expansin o un tubo capilar. El ciclo que resulta se denomina ciclo ideal de refrigeracin por compresin de vapor (se muestra de manera esquemtica y en un diagrama T-s en la figura 1).Es un ciclo reversible el cual en la prctica no existe ya que no se pueden eliminar las irreversibilidades relacionadas con cada proceso. Sin embargo estos ciclos sirven como modelo para realizar un comparativo con los ciclos reales adems sirven como punto de partida en el desarrollo de ciclos reales y se modifican segn sea necesario para satisfacer ciertos requerimientos.

Figura 2. Esquema y diagrama T-s para el ciclo ideal de refrigeracin.

1-2 Compresin isentrpica en un compresor2-3 Rechazo de calor a presin constante en un condensador3-4 Estrangulamiento en un dispositivo de expansin4-1 Absorcin de calor a presin constante en un evaporador

En un ciclo ideal de refrigeracin por compresin de vapor, el refrigerante entra al compresor en el estado 1 como vapor saturado y se comprime isentrpicamente hasta la presin del condensador. La temperatura del refrigerante aumenta durante el proceso de compresin isentrpica, hasta un valor bastante superior al de la temperatura del medio circundante.

Despus el refrigerante entra en el condensador como vapor sobrecalentado en el estado 2 y sale como lquido saturado en el estado 3, como resultado del rechazo de calor hacia los alrededores. La temperatura del refrigerante en este estado se mantendr por encima de la temperatura de los alrededores.

El refrigerante lquido saturado en el estado 3 se estrangula hasta la presin del evaporador al pasarlo por una vlvula de expansin o por un tubo capilar. La temperatura del refrigerante desciende por debajo de la temperatura del espacio refrigerado durante este proceso.

El refrigerante entra al evaporador en el estado 4 como un vapor hmedo de baja calidad, y se evapora por completo absorbiendo calor del espacio refrigerado. El refrigerante sale del evaporador como vapor saturado y vuelve a entrar al compresor, completando el ciclo.

Ciclo real de refrigeracin por compresin de vapor.Un ciclo real de refrigeracin por compresin de vapor difiere de uno ideal en varios aspectos, principalmente, debido a las irreversibilidades que ocurren en varios componentes. Dos fuentes comunes de irreversibilidad son la friccin del fluido (causa cadas de presin) y la transferencia de calor hacia o desde los alrededores.El ciclo real de refrigeracin por compresin de vapor no es exactamente igual al ciclo ideal, si no que en este se hacen en la prctica ciertos cambios, bien de forma inevitable o intencionadamente. Pueden compararse ambos ciclos en el diagrama P-h superponiendo al ciclo real sobre el ciclo ideal.