Circuito Frigorífico, bomba de calor

Los circuitos frigoríficos tienen como misión transportar calor de una forma cíclica desde un cuerpo que se enfría (foco frío a temperatura T₂) hasta otro cuerpo que se encuentra a temperatura más elevada (foco caliente a temperatura T₁). Este proceso, no espontáneo, se verifica con disminución de entropía; por ello, resulta necesario efectuar un trabajo desde el exterior, lo que se lleva a cabo por medio de un compresor (máquinas frigoríficas de compresión mecánica), o bien mediante el transporte de calor desde una fuente auxiliar a la temperatura T₃ (> T₁) hasta T₁ (instalaciones frigoríficas de absorción).Cuando el fluido frigorífico intercambia calor con el ambiente a través de otro fluido intermediario al cual enfría, se le denomina refrigerante o fluido frigorígeno; mientras que el fluido intermediario recibe el nombre de frigorífero. Fluidos refrigerantes o frigorígenos: Elevado calor latente de vaporización, presión de vaporización superior a la atmosférica, baja presión de condensación, elevada conductividad térmica, baja viscosidad, inercia química, ha de ser inmiscible o totalmente miscible en el aceite del compresor.Fluidos frigoríferos: Impiden en caso de fugas que el refriferante contamine el recinto que se desea enfriar, actúan como agentes de inercia frigorífica frente a posibles averías, como entran en contacto con la sustancia a enfriar y su conductividad térmica es mayor que la del aire, permiten conseguir un enfriamiento más rápdo (esp. util en congelación alimentos), para temp. sup a 0º se usa agua y para temp hasta -20º salmuera de cloruro de sodio.

Máquina frigorífica de Carnot: consta de un condensador y de un evaporador. 1er principio: Q1= W+Q2 // 2º principio: Q1/T1=Q2/T2 // W= Q1-Q2 // ?=Q2/W = Q2/(Q1-Q2). Rendimiento mayor que la unidad. a ? se le denomina eficiencia, efecto frigorífico o coeficiente de ampliación frigorífica.En la máquina frigorífica de Carnot A= Compresor, B= Condensador, C= Expansor, y D= Evaporador.Una máquina refrigeradora reversible poseerá la máxima eficiencia, siendo su valor el mismo para todas aquellas que funcionan reversiblemente entre las mismas temperaturas.Máquinas frigoríficas de compresión mecánica: Los ciclos de refrigeración que se verifican en la práctica se diferencian del de Carnot en que la compresión se suele verificar en la región de sobrecalentamiento y que el líquido condensado se somete a un subenfriamiento antes de sufrir la correspondiente expansión. ? = Q₂/W = Q₂/(Q₁-Q₂) pero ? < T₂/(T₁ – T₂). Bomba de calor:?= Q₂/W = Q₂/(Q₁-Q₂).La bomba de Calor o Termobomba cede la máxima cantidad posible de calor Q₁ a un sistema que actúa como foco caliente, a la temperatura T₁, absorbiendo calor de ambiente que se encuentra a una temperatura inferior T₂.Q₁ = Q₂+ W .   Coeficiente de amplificación calorífica ?’ : ?’ = 1/? = Q₁/W= Q₁/Q₁-Q₂ Bomba de calor reversible:Si queremos mantener un espacio acondicionado a la temperatura de 20ºC, con independencia de la estación del año de que se trate, dicha temperatura ha de ser la del serpentín del evaporador durante el verano, y la del serpentín del condensador en el invierno. 1 kWh=860kcal=3.6·10^6 J. En las instalaciones frigoríficas de absorción los sistmeas más utilizados suelen ser amoníaco-agua y agua-bromuro de litio acuoso.