Recalentamiento y Subenfriamiento en Refrigeración: Conceptos, Ventajas y Desventajas

Recalentamiento en Sistemas de Refrigeración

Definición y Teoría

El recalentamiento es un fenómeno que ocurre en los sistemas de refrigeración. Se puede dividir en dos tipos principales:

• Recalentamiento útil: Ocurre en el espacio refrigerado. Absorbe calor, contribuyendo al enfriamiento útil y al efecto frigorífico.
• Recalentamiento no económico/excesivo: Ocurre fuera del espacio refrigerado. No produce enfriamiento útil y afecta negativamente al ciclo y su eficiencia.

Subenfriamiento en Sistemas de Refrigeración

Definición y Efecto Frigorífico

El subenfriamiento también produce un efecto frigorífico. Las modificaciones que introduce en el ciclo de refrigeración son:

• El caudal másico del fluido frigorígeno por capacidad unitaria de refrigeración es menor para el ciclo subenfriado que para el saturado.
• El volumen específico del vapor que llega al compresor es el mismo para ambos ciclos. Por lo tanto, el volumen de vapor desplazado por el compresor será menor para el ciclo subenfriado.
• El trabajo de compresión es igual para ambos ciclos. El aumento de refrigerante debido al subenfriamiento se produce sin aumentar la energía del compresor.

Ventajas y Desventajas del Recalentamiento

Ventajas

• Evita el arrastre de cantidades de fluido líquido al compresor.
• Elimina la posibilidad de vapor húmedo en el compresor, previniendo daños mecánicos.
• Eleva la temperatura de la tubería de aspiración, evitando la formación de escarcha.
• Si el calor para recalentar el vapor se toma del espacio refrigerado, se produce enfriamiento útil y aumenta el efecto frigorífico.

Inconvenientes

• Puede requerir mayor potencia, obteniendo menor rendimiento.
• El recalentamiento de vapor más allá de lo necesario no es económico.
• El caudal volumétrico que debe manejar por capacidad unitaria es mayor.
• Cuando la tubería de aspiración está fuera del espacio refrigerado, el calor absorbido por el vapor proviene del ambiente y no produce enfriamiento útil.

Control de Calor Sensible por Aire

Bulbo Seco

Se puede controlar desconectando ventiladores o disminuyendo la superficie de condensación efectiva.

En Estabilizador

Cuando la temperatura del aire es elevada, la temperatura de condensación es mayor que la de regulación de la válvula, abriéndose completamente. Cuando la temperatura del aire es baja, la temperatura de condensación será menor que la de regulación de la válvula, por lo que la válvula estará abierta parcialmente y no pasará fluido por el intercambiador de calor.

Evaporativo

Se controla ciclando ventiladores o con deflectores. En invierno, se pueden tomar medidas correctivas como usar un termostato o aislar el condensador.

Válvulas Solenoide

Componentes: bobinado de cobre, núcleo de hierro o armadura, vástago y pasador. Pueden ser de acción directa o piloto.

Amoníaco (NH3)

Se debe considerar la incompatibilidad del amoníaco con algunos materiales.

Propiedades de los Fluidos Frigorígenos

Propiedades Químicas

El refrigerante no debe sufrir transformaciones químicas en las condiciones de utilización del sistema. Debe ser inerte frente al aceite, materiales y a la presencia de agua en el circuito.

Propiedades Físicas

• Relación de compresión: Debe ser pequeña, ya que la eficiencia volumétrica varía inversamente con esta.
• Calor específico del refrigerante: El calor específico del líquido debe ser bajo y el del vapor, alto, para aumentar el rendimiento del refrigerante.