Procesos de Refrigeración y Bombas de Calor: Ciclos de Refrigeración por Vapor y Absorción

Procesos de Refrigeración y Bombas de Calor

1. Refrigeración por Vapor

1.1 Ciclo de Refrigeración por Vapor de Carnot y COP (Coeficiente de Rendimiento) Máximo

2. Refrigeración por Compresión de Vapor

2.1 Ciclos Utilizados y Diferencias con el Ciclo de Carnot

• Sin Turbina: Utilizan una válvula de expansión. La expansión no es reversible, incluso en el caso ideal.
• Vapor Supercalentado en el Estado 1.

3. Sistemas de Bombas de Calor

Los sistemas de bombas de calor se pueden analizar de manera similar a los ciclos de compresión de vapor vistos anteriormente, con la energía saliendo del condensador y entrando en el evaporador, como en el ciclo de refrigeración.

4. Refrigeración por Gas

Refrigeración por Absorción

1. Tipos de Refrigeración

• Compresión: • Compresión mecánica del vapor del refrigerante aspirado del evaporador.
• Absorción: • Compresión térmica del vapor del refrigerante, se absorbe y disuelve mediante un líquido apropiado.

2. Ciclos de Absorción, Clasificación

2.1 Según el Ciclo de Absorción

• De Simple Efecto: Con una sola etapa de generación o de separación de refrigerante y sustancia absorbente.
• De Doble Efecto: Con dos etapas de generación, tiene una eficiencia superior al de simple efecto. En la primera etapa, o de alta temperatura, la solución recibe calor directamente del quemador. En la segunda, o de baja temperatura, la solución recibe una aportación de calor procedente del vapor del refrigerante antes de pasar al condensador mediante un intercambiador.

2.2 Según la Sustancia que Componga la Solución

• Bromuro de Litio - Agua: Equipos que utilizan una solución compuesta de bromuro de litio, como sustancia absorbente, y agua como refrigerante. Estos equipos se caracterizan porque el enfriamiento en absorbedor y condensador es por agua.
• Amoniaco - Agua: Equipos que utilizan una solución compuesta de amoniaco y agua. Se utilizan para refrigeración de alimentos y como equipos de climatización de hasta 20 kW de potencia. En estos equipos, el solvente (agua) se evapora también con el refrigerante (amoniaco) y el enfriamiento en el absorbedor y en el condensador es, generalmente, por aire.

2.3 Ciclo de Refrigeración por Absorción

El vapor refrigerante, separado de la solución diluida, es enfriado en un compartimento separado (condensador) hasta pasar a fase líquida; a continuación, se introduce en forma de gotas en el recipiente, donde existe prácticamente un vacío, repitiéndose el ciclo. De esta manera, el agua de refrigeración, en el condensador, enfría el vapor refrigerante hasta convertirlo en agua, mientras que, en el absorbedor, recoge el calor cedido por el vapor refrigerante al ser absorbido por la solución de bromuro de litio.