Recalentamiento y Subenfriamiento en el Ciclo de Refrigeración

El ciclo de refrigeración teórico da por supuesto que el vapor entra en el compresor en forma de vapor saturado. No obstante, esto no suele suceder realmente, ya que en muchas ocasiones el vapor obtenido en el evaporador está en forma de vapor sobrecalentado cuando llega al compresor. Esto es debido a que este vapor continúa absorbiendo calor en el tramo de la tubería de aspiración. Como consecuencia, el trabajo de compresión puede variar respecto a lo previsto inicialmente.

Recalentamiento

El recalentamiento tiene repercusiones también en el condensador. Éste deberá eliminar más calor, ya que el vapor entra a mayor temperatura y deberá bajarla hasta convertirlo en líquido saturado después de eliminar el calor latente.

Inconvenientes del Recalentamiento

• Para conseguir la misma potencia frigorífica se necesita un caudal mayor de refrigerante.
• El compresor y el condensador deben ser mayores.

Ventaja del Recalentamiento

• Evita daños en el compresor por posible llegada de líquido.

Subenfriamiento

El subenfriamiento necesita sobredimensionar convenientemente el condensador para que el refrigerante salga de él con unos grados menos que la temperatura de saturación. La ganancia conseguida al enfriar el refrigerante repercute directamente en las ganancias frigoríficas en el evaporador.

Ventajas del Subenfriamiento

• Son notorias, ya que para una misma capacidad frigorífica se reduce el caudal de refrigerante necesario.
• Además, con un subenfriamiento se obtiene una mayor capacidad frigorífica con el mismo trabajo del compresor.
• El resultado es un coeficiente de rendimiento del ciclo mayor.

Ciclo Real de Refrigeración

El ciclo real siempre suele tener un pequeño recalentamiento y, además, es muy aconsejable que esto suceda para proteger al compresor. También se recomienda que haya subenfriamiento para incrementar el rendimiento del ciclo y, en muchos casos, esta ganancia justifica el gasto de añadir un intercambiador de calor. En este análisis simplificado, no se han tenido en cuenta las pérdidas de carga que experimenta el refrigerante en su circulación a través de las tuberías, las válvulas, el condensador y el evaporador.

Climatización y Cargas Térmicas

El conjunto de técnicas y procesos destinados a crear y mantener un clima artificial en el interior de un local se conoce como climatización. Para conseguir este propósito se deben controlar algunas propiedades termodinámicas del aire, como la temperatura, la humedad, la velocidad, las partículas en suspensión, el olor, el ruido, etc. Sin embargo, de todas esas propiedades, las que son fundamentales en la realización de un proyecto son la temperatura y la humedad.

Tipos de Climatización

• Refrigeración: Consiste en suavizar la temperatura del aire y disminuir la humedad del interior del local cuando estos valores en el exterior son altos.
• Calefacción: Es necesaria cuando las condiciones de temperatura y humedad absoluta exteriores son bajas y se desea crear en el interior un ambiente más cálido.

Carga Térmica

Se llama carga térmica a la cantidad de calor por unidad de tiempo que entra o sale de un local. Distinguiremos entre:

• Carga de refrigeración: Flujo de calor que entra desde el exterior del local hacia el interior. Esto sucede cuando la temperatura exterior es mayor que la interior. Para vencer estas cargas se usarán aparatos de refrigeración.
• Carga de calefacción: Flujo de calor que sale del interior del local hacia el exterior. Esto se produce cuando la temperatura interior es mayor que la exterior. En este caso, se superarán estas pérdidas con aparatos de calefacción.

Fases de un Proyecto de Climatización

Para realizar un proyecto de climatización, es aconsejable seguir los siguientes pasos:

1. Describir el local que se tiene que climatizar.
2. Calcular las cargas térmicas.
3. Determinar las máquinas necesarias para obtener el clima deseado.
4. Distribuir el fluido que transporta el frío o el calor.
5. Establecer los sistemas de control del conjunto.

Descripción del Local

Es fundamental conocer a la perfección el local que se tiene que climatizar. Para ello, se deben obtener los planos acotados de planta y alzado, los detalles de las características constructivas y la localización geográfica.

Localización Geográfica

Se deben recopilar datos sobre la situación geográfica: la temperatura, la humedad, los vientos, etc., de la localidad. Es aconsejable conocer la situación geográfica (longitud, latitud y altitud del lugar), los vientos dominantes y su velocidad, así como otras influencias externas que pudiera haber.

Condiciones Exteriores de Diseño

La temperatura y la humedad exterior de proyecto se obtendrán a partir de los datos meteorológicos tabulados de la temperatura seca y húmeda.

Para el verano, se establecen tres escenarios según se tenga en cuenta el percentil del 1%, del 2,5% y del 5%, que corresponde al tanto por ciento de horas en que las temperaturas son superiores a las máximas diarias en los meses de junio, julio, agosto y septiembre. También se ofrecen las temperaturas para invierno con los percentiles del 99% y 97,5% de las temperaturas inferiores a la media de todo el año.

Temperatura Exterior en Invierno (Según RITE)

• Tº exterior 99%: Para hospitales y residencias.
• Tº exterior 97,5%: Para el resto de los locales.

Condiciones Interiores de Diseño

El RITE (Reglamento de Instalaciones Térmicas en los Edificios) establece los márgenes de temperatura y humedad en los que tienen que situarse las condiciones interiores de diseño.

Hora Solar del Proyecto

Se suele elegir las 15:00 horas solares y, si es necesario, se repite el cálculo en otras horas de posibles cargas térmicas máximas. Con el uso de programas de cálculo, este problema está resuelto, ya que mediante una simulación nos proporcionan la hora e incluso el día más desfavorable del año para el cálculo de la carga térmica máxima.

Etiquetas: carga térmica, ciclo frigorífico, climatización, compresor, recalentamiento, Refrigeración, subenfriamiento