FUNDAMENTOS DE REFRIGERACIONGeneralidadesTipos de RefrigeraciónComponentes de un Sistema de RefrigeraciónCiclos de Refrigeración Importancia del Diagrama de MollierCálculo de Refrigeración

CARGA DE CALOR

Es la cantidad de calor que debe retirarse del espacio por refrigerar, para reducir la temperatura y mantenerla en valores deseados.

Los principios básicos de la refrigeración se fundamentan en dos leyes de la termodinámica. La primera ley establece que el calor se transfiere desde un objeto de mayor temperatura a otro de menor temperatura. Esto equivale a decir que, entre mayor sea la diferencia de temperatura, más rápido se transfiere el calor.

La segunda ley de la termodinámica se resume en el principio de que la energía no puede ser destruida ni creada; solamente se transfiere de una forma a otra.

El frío no puede ser manufacturado. Es una condición que se produce cuando el calor es removido.

AGENTES DE REFRIGERACION

En cualquier proceso de refrigeración, el cuerpo empleado como absorbente de calor se llama agente de refrigeración.

Los procesos de refrigeración se clasifican en sensibles y latentes. El proceso es sensible, cuando la temperatura del refrigerante varía al absorber el calor. Es latente cuando la temperatura del refrigerante, al absorber el calor, permanece constante pero en el proceso se genera un cambio de estado.

Hay un gran número de líquidos utilizados como medios refrigerantes. De amplio uso en la refrigración son el Freón 12, el Freón 22 y el Refrigerante 500.

Son de carácter no tóxico, no inflamable, sin olor y bajo punto de ebullición.

La temperauta de ebullición de estos refrigrantes a nivel del mar es realmente muy baja para acondicionamiento del aire, pero controlando la presión, puede ser incrementada a valores manejables.

El vapor refrigerante se comprime y se eleva su temperatura y luego, se condensa sin alterar su composición química.

CALOR LATENTE DE VAPORIZ PRESION CRITICA REFRIGERANTE EBULLICION F Btu/lb·OF psig

F-12 -22 71,89 596,9 F-22 -41 100,74 721,9

R-500 -28,3 64,86 641,9 R-502 -50,1 76,44 618,7 F-11 -74,8 78,31 639,5

R-134a -15.1 589.8

TABLA 1. TEMPERATURA DE EBULLICION, CALOR LATENTE DE VAPORIZACIÓN Y PRESION CRÍTICA DE REFRIGERANTES.

La ebullición o vaporización de cualquier líquido no ocurre a menos que se añada calor al líquido, o que el líquido absorba calor. Lo mismo sucede en la condensación. Es imposible para un vapor condensarse a líquido, a menos que el vapor pierda calor.

Si un tambor o recipiente de F-22 es colocado en un sitio a 70 oF, la presión en el tambor será de 122,5 psig. Si llevamos el tambor a un sitio donde la temperatura es 20 oF, la presión leída será de 43,3 psig. Si finalmente el tambor es colocado a 120 oF, la presión llegará a ser de 262,6 psig. Se observa entonces que la relación vapor-líquido cambia en cada caso. En el segundo estado, al reducirse la temperatura, parte del vapor se condensó convirtiéndose en líquido; al disminuir la cantidad de vapor, se redujo la presión. En la tercera situación, la temperatura se incrementó originando una vaporización del refrigerante, aumentando por consiguiente su presión.

Veamos lo que sucede cuando variamos las presiones con un compresor. Asumamos la temperatura del evaporador en 70 oF, temperatura ambiente antes de arrancar el compresor. Al remover el vapor con el compresor se disminuyen la presión y la temperatura en el evaporador.

El calor es absorbido y transferido continuamente hasta que el espacio alcance la temperatura del evaporador. De otra parte, el compresor eleva la presión en el condensador con un correspondiente incremento en la temperatura. El calor es transferido hasta el medio circundante (aire o agua) y el vapor condensa de nuevo a líquido. Este proceso, que se repite continuamente, es en esencia el ciclo o sistema de refrigeración.

La relación entre la temperatura y la presión de saturación de los refrigerantes, se observa en la Tabla 2

TABLA DE PRESION-TEMPERATURA DE CLOROFLUOROCARBONOS

TEMP. °C

TEMP. °F 11 114 12 500 502 13 503

-101.1 -95.5 -90.0 -84.4 -78.8 -73.3 -67.7 -62.2 -56.6 -51.1 -45.5 -40.0 -37.2 -34.4 -31.6 -28.8 -26.1 -23.3 -20.5 -17.7 -15.0 -12.2 -9.4 -6.6 -3.8 -1.1 1.6 4.4 7.2

10.0 12.7 15.5 18.3 21.1 23.8 26.6 29.4 32.2 35.0 37.7 40.5 43.3 46.1 48.8 51.6 54.4 57.2 60.0 62.7 65.5

-150.0 -140.0 -130.0 -120.0 -110.0 -100.0 -90.0 -80.0 -70.0 -60.0 -50.0 -40.0 -35.0 -30.0 -25.0 -20.0 -15.0 -10.0 -

5.0 0.0 5.0

10.0 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0 40.0 45.0 50.0 55.0 60.0 65.0 70.0 75.0 80.0 85.0 90.0 95.0

100.0 105.0 110.0 115.0 120.0 125.0 130.0 135.0 140.0 145.0 150.0

29.729.629.529.429.128.828.328.027.727.426.926.525.925.324.623.923.022.121.019.818.517.115.513.812.09.97.75.32.70.11.63.24.96.88.8

10.913.215.718.321.124.027.130.534.037.7

29.7 29.5 29.3 29.0 28.6 28.0 27.1 26.1 25.4 24.7 23.8 22.9 21.8 20.6 19.3 17.8 16.2 14.4 12.4 10.2 7.8 5.1 2.20.4 2.1 3.9 5.9

8 10.3 12.7 15.3 18.2 21.2 24.4 27.8

31.14 35.3 39.4 43.8 48.4 53.3 58.4 63.9 69.6 75.6 82.0

29.629.4 29.1 28.6 27.9 27.0 25.8 24.1 21.9 19.0 15.4 11.0 8.45.52.30.62.54.56.79.2

11.8 14.7 17.7 21.1 24.6 28.5 32.6 37.0 41.7 46.7 52.1 57.8 63.8 70.2 77.0 84.2 91.7 99.7

108.2 117.0 126.4 136.2 146.5 157.3 168.6 180.5 192.9 205.9 219.5 233.7

29.529.2 28.8 28.3 27.5 26.9 24.9 22.9 20.3 17.0 12.87.64.6 1.21.23.25.47.8

10.4 13.3 16.4 19.7 23.3 27.2 31.4 36.0 40.8 46.0 51.6 57.5 63.8 70.6 77.7 85.3 93.4

101.9 110.9 120.5 130.5 141.1 152.2 163.9 176.3 189.2 202.7 216.9 231.8 247.4 263.7 280.7

29.1 28.5 27.8 26.7 25.3 23.3 20.6 17.2 12.77.2 0.24.16.59.2

12.1 15.3 18.8 22.6 26.7 31.1 35.9 41.0 46.5 52.5 58.8 65.6 72.8 80.5 88.7 97.4

106.6 116.4 126.7 137.6 149.1 161.2 174.0 187.4 201.4 216.2 231.7 247.9 264.9 282.7 301.3 320.6 341.2 362.6 384.9 408.4

20.9 16.8 11.5 4.52.1 7.6

14.3 22.5 32.3 43.9 57.6 73.3 82.2 91.6

101.7 112.5 123.9 136.1 149.1 162.9 177.4 192.8 209.1 226.3 244.4 263.5 283.6 304.8 327.1 350.4 375.0 400.9 428.1 456.8 487.2 519.4

16.9 11.1 3.5 3.1 9.3

16.9 26.3 37.7 51.3 67.3 86.1

107.8 119.9 132.8 146.7 161.4 177.1 193.9 211.6 230.5 250.5 271.7 294.1 317.8 342.8 369.3 397.2 426.6 457.5 490.2 524.5 560.7 598.7

TABLA 2. REFRIGERANTE 22 - PROPIEDADES DE LIQUIDO Y VAPOR SATURADO.

TIPOS DE REFRIGERACION

Se conocen cinco sistemas diferentes de refrigeración:

1. Doméstica 2. Comercial 3. Aire acondicionado 4. Marina 5. Industrial.

La refrigeración comercial involucra equipos de supermercado, restaurantes, hospitales y floristerías entre otros. Se destacan dos rangos de temperatura: el primero por encima de la temperatura de congelamiento (32 oF), para la conservación de carnes, quesos y bebidas principalmente. Puesto que estos productos contienen agua, una temperatura por debajo de 32 oF, los congelaría. El segundo rango comprende trabajos a baja temperatura. Las pistas de patinaje sobre hielo y alimentos congelados son ejemplos de esta aplicación. Estas temperaturas varían entre 0 y 15 oF.

Las aplicaciones de aire acondicionado se consideran de alta temperatura. La temperatura del refrigerante en el evaporador es alrededor de 40 oF (4,4 ºC). Es decir, que si hay congelamiento en el serpentín, es un signo de mal funcionamiento del equipo, serpentines sucios o bajo suministro de refrigerante, originan el congelamiento de los serpentines.

COMPONENTES DE UN SISTEMA DE REFRIGERACION

Compresor

Válvula de Expansión

Evaporador

Condensador

En el sistema de refrigeración, por compresión de vapor, existen cuatro elementos básicos:

• El compresor • El condensador • El dispositivo de expansión • El evaporador

Cada uno de estos cuatro componentes tiene una forma particular de funcionamiento, que está influenciado por los demás. Por ejemplo, un cambio en la temperatura del agua de condensación, puede variar el caudal de refrigerante que el compresor impulsa, lo cual a su vez, puede obligar a un ajuste de la válvula de expansión y al cambio en la presión del evaporador

COMPRESOR

Es una máquina que tiene como función tomar vapor refrigerante, a baja presión (10 psig con F-22) y temperatura y llevarlo a valores más altos.

Como resultado de esto:

• La presión y la temperatura del refrigerante en el evaporador, son disminuidos, permitiéndole absorber calor del espacio refrigerado.

• La temperatura y la presión del refrigerante en el condensador se incrementan lo suficiente para permitir transferir el calor al medio de condensación: aire exterior o agua, a temperaturas más bajas que la del refrigerante. P normal = 260 psi para R-22.

VALVULA DE EXPANSION

Es un elemento de control, que automáticamente regula el flujo de líquido refrigerante hacia el evaporador. Su principal propósito es mantener el evaporador tan lleno de líquido como sea posible, sin permitir que el líquido entre a la línea de succión y luego al compresor. El compresor no puede comprimir líquido, así que la válvula sólo debe permitir la salida de vapor del evaporador.

La operación de la válvula de expansión termostática está basada en mantener un grado de recalentamiento constante a la salida del evaporador. También existen válvulas de expansión automáticas que mantienen una presión constante en el evaporador.

Estas últimas, suelen utilizarse en sistemas pequeños de cargas constantes, en sistemas con un solo evaporador y como Válvulas de Control de Baja Presión, para by-pasear el vapor de descarga del compresor hacia el acumulador cuando el evaporador (por ejemplo fan coils en multizonas) no tiene la capacidad suficiente para evaporar todo el refrigerante enviado por el condensador.

Los sistemas de refrigeración contienen un lado de alta presión y un lado de baja presión. El mecanismo regulador también divide estas dos presiones.

Las centrífugas usan un restrictor (plato de orificios) como elemento de expansión. El plato tiene un orificio central. El evaporador en centrífugas es inundado y el nivel de líquido sube o baja según carga.

En centrífugas viejas, puede verse en lugar del plato, una válvula de flotador en el lado de "alta".

El lado de "alta", comienza en la válvula de descarga del compresor y finaliza en la válvula de expansión o mecanismo regulador. El lado de "baja", inicia en el orificio de salida de la válvula y termina en la succión del compresor.

La baja presión resulta de la expansión del líquido al pasar a través del pequeño orificio de la válvula y entrar en el evaporador. También es el resultado de la succión del gas refrigerante desde el evaporador y realizada por el compresor.</

Tipos de Válvulas

• Capilar: Se usa en equipos hasta de 20 toneladas de capacidad. • Manuales. • Termostáticas: Vienen ajustados entre 6 ºF a 10 ºF de superheat. Entre mas alto superheat, mas se reduce la capacidad del evaporador. • Flotador en Alta. • Flotador en Baja.

• Accurator ó de Pistón: Aguja y pistón que regula el paso de refrigerante; se usa en algunos compresores CARRIER hasta de 5 T.R

EVAPORADOR

Provee la superficie de calefacción necesaria para transferir al refrigerante, el calor del espacio por refrigerar.

En un sistema de aire acondicionado de expansión directa, el evaporador está diseñado junto con el compresor de tal manera que el refrigerante hierve a 40 oF en el evaporador. El refrigerante debería salir del evaporador super calentado 10 F (5 ºC).

La temperatura del refrigerante es asumida para seleccionar el serpentín. Ejemplo: 40 oF - 45 oF Succión DX (normal en Cúcuta 45 oF) R-22. 45 oF Agua Fría.

El término super calentado o recalentado se refiere al incremento de la temperatura del vapor por encima de la temperatura de ebullición como un líquido.

Los 10 oF, anteriormente mencionados, son calibrados en la válvula o mecanismo regulador, y se producen hacia el final del evaporador. También, existe recalentamiento en la tubería antes de llegar al compresor, ya que el vapor saturado frío continúa absorbiendo calor.

En evaporadores inundados (chillers, unidades centrífugas), ocurrirá un enfriamiento del refrigerante secundario (agua), que a su vez producirá el enfriamiento del aire de suministro. Las temperaturas esperadas del agua son 43 F (6 ºC) saliendo y 55 F (13 ºC) retornando al chiller. En el refrigerante, son de esperarse temperaturas de evaporación y condensación de 36 oF y 105 oF respectivamente.

Refrigeradores (neveras): Pbaja 10 - 12 psig. F-12. Palta 140 - 155 psig. F-12.

Se cargan con una lata de refrigerante (12 Onzas) y se debe cargar hasta que el amperaje sea aproximadamente igual al 80% del amperaje de marcha.

CONDENSADOR

Provee la superficie de calefacción necesaria para que el calor fluya del refrigerante al medio de condensación.

Los condensadores enfriados por aire son diseñados para temperaturas de condensación aproximadamente de 30 ºF (17 ºC) por encima de la temperatura ambiente, siendo 120 ºF el valor máximo recomendado. Se pueden seleccionar para capacidades hasta de 50 toneladas de refrigeración.

Los condensadores enfriados por agua son más eficientes, pero requieren en general de una torre de enfriamiento. Un valor típico del diferencial de temperatura del agua a la entrada y salida del condensador enfriado por agua es de 10 ºF (por ejemplo 90 y 100 ºF), con 105 ºF temperatura de condensación del líquido refrigerante y 85 ºF temperatura del agua a la salida de la torre.

Comúnmente una torre enfriará el agua a una temperatura 7 ºF (+/- 1º F) por encima de la temperatura de bulbo húmedo del lugar. Para un diferencial de 10 ºF en la temperatura del agua de condensación se requiere un flujo de agua de 3 gpm por tonelada de refrigeración.

El vapor condensado (líquido a alta presión y alta temperatura) deja al condensador y entra al tanque recibidor a través de la línea de líquido. En esta línea, o en el recibidor, el refrigerante líquido sufre un subenfriamiento, al entregar calor al medio circundante. Algunos sistemas establecen contacto entre las líneas de succión y de líquido, en un intercambiador de calor, logrando con esto un recalentamiento en la línea de succión y el subenfriamiento en la línea de líquido, simultáneamente.

El líquido subenfriado garantiza que no se formen burbujas de vapor en la válvula de expansión. Sin embargo, es necesario observar que el intercambiador causará caida de presión en la línea de succión.

Al extrangular succión, se dispara por baja. Al detener el ventilador del condensador, se dispara por alta.

DISPOSITIVOS ADICIONALES

El Tanque Recibidor es un depósito de almacenamiento de líquido refrigerante en exceso, situado entre el condensador y la válvula de expansión. Su tamaño depende de la carga inicial de refrigerante y de la rata de vaporización en el evaporador. Entre mayor sea la carga de calor, más rápida será la rata de evaporación y la cantidad de líquido circulando en el sistema.

Se logra con esto que sólo liquido llegue a la válvula de expansión. No se usa en sistemas con tubos capilares.

El Acumulador, instalado entre el evaporador y el compresor retiene adicionalmente trazas de líquido, dejando circular sólo el refrigerante gaseoso.

Otros elementos son las Válvulas Solenoides (válvulas on-off de accionamiento eléctrico) que ubicadas antes de la válvula de expansión, interrumpen automáticamente el flujo de refrigerante en un circuito, por ejemplo en multizonas; pueden usarse para detener el compresor cuando éste es controlado por la presión de succión (pump down-control); también se emplean para detener el flujo de aceite y refrigerante en las líneas de succión cuando se para el compresor.

Los Termostatos, que controlan la operación de las válvulas solenoides, de las válvulas reguladoras de flujo de agua en fancoils, ó de las válvulas de tres vías en serpentines de agua fría; también pueden controlar directamente el pare y arranque del compresor. Interruptores de alta, baja y de presión diferencial de aceite. Visores de Líquido. Indicadores de humedad. Separadores de aceite. Válvulas Cheque. Silenciadores. Filtros y secadores, entre otros.

CICLOS DE REFRIGERACION

Limitaciones del Ciclo Real

El ciclo normal de refrigeración (Figura 4) consta de cuatro procesos básicos:

1. Evaporación del líquido refrigerante. Se produce en el serpentín evaporador y es asumida a presión constante (Compresión adiabática).

2. Compresión de vapor. Este proceso se asume a entropía constante. La entropía está relacionada con la disponibilidad de energía. La entropía permanece constante en un proceso de trabajo reversible. El cambio en la entropía está definido como la relación entre la cantidad de calor añadido o sustraído a la temperatura absoluta a la cual este calor fluye, Btu/lb·oF.

3. Condensación de vapor a líquido refrigerante. Antes que la condensación pueda comenzar, el vapor es llevado a condiciones de saturación por remoción de todo supercalentamiento. El proceso tiene lugar a presión constante.

4. Expansión del líquido refrigerante. Se produce desde un nivel de alta presión a una mezcla de líquido y vapor a presiones inferiores. Esto ocurre sin ninguna transferencia de energía dentro o fuera del refrigerante. La entalpía permanece constante.

Cada uno de estos procesos mantiene constante una propiedad del refrigerante, pudiendo ser representado por una línea en los diagramas presión-entalpía (MOLLIER) diseñados para tal fin.

Los procesos a presión constante (evaporación y condensación) son representados por líneas horizontales. La expansión, a entalpía constante, es representada por una línea de pendiente

La Figura 3 corresponde al diagrama de Mollier para Freón 22. Se anexa la Tabla 2 de propiedades equivalentes.

LIMITACIONES DEL CICLO REAL

El ciclo antes mencionado es un ciclo típico ideal. Está basado en un buen número de simplificaciones.

No considera el vapor supercalentado, ni el líquido subenfriado; tampoco pérdidas de presión excepto en el mecanismo de expansión; no existe flujo de calor en partes diferentes al condensador y evaporador. La compresión es termodinámicamente reversible.

El concepto de ciclo ideal es valioso porque representa la aproximación práctica más cercana que pueda ser hecha para cualquier refrigerante al ciclo teórico ideal de Carnot.

Las diferencias del ciclo real con respecto al ideal se observan en la Figura 3. Son en resumen:

1. El supercalentamiento del gas de succión es normal en el ciclo real. La cantidad varía ampliamente. Las líneas de succión sin aislamiento y los motores herméticos son los dos mayores recursos de supercalentamiento. Su efecto es el de mejorar la capacidad del evaporador (efecto refrigerante). Sin embargo, un supercalentamiento por encima de 10 F puede producir recalentamiento en el compresor.

2. Es normal cierto subenfriamiento del líquido refrigerante. Algunas veces se usan subenfriadores especialmente para este propósito. Al llegar mayor líquido, la capacidad del condensador se va a incrementar ligeramente.

3. Las pérdidas de presión, aunque pequeñas, son inevitables en el flujo de fluidos.

4. Hay flujo de calor entre la tubería y los alrededores. Esto puede ser significativo a bajas temperaturas del evaporador o en tramos largos de tubería.

5. La compresión sólo se aproxima al proceso reversible. 6. Los equipos no son 100% eficientes. Los compresores no bombean el total de

su volumen. La potencia consumida por el compresor será mayor que la requerida en el ciclo ideal, debido a la irreversibilidad y pérdidas friccionales en las partes mecánicas y en los vapores refrigerantes. Para superar estas pérdidas internas, el compresor debe bombear a presiones ligeramente por encima de la presión en el condensador y por debajo de la presión en el evaporador.

FIGURA 4. CICLO DE REFRIGERACION.

FIGURA 3. COMPARACION DE LOS CICLOS DE COMPRESION DE VAPOR REAL Y ESTANDAR.

TABLA 2. REFRIGERANTE 22 - PROPIEDADES DE LIQUIDO Y VAPOR SATURADO.

IMPORTANCIA DEL DIAGRAMA DE MOLLIER

Este es una representación gráfica de los datos contenidos en las Tablas termodinámicas. Tiene tres zonas que corresponden a diferentes estados físicos del refrigerante. La zona de la izquierda representa el refrigerante líquido subenfriado. La zona derecha, el vapor en estado recalentado. La central, mezcla de líquido y vapor.

La línea de separación a la izquierda, es la línea del líquido saturado (líquido a su temperatura de ebullición pero sin ninguna traza de vapor). Cualquier punto sobre la línea de la derecha representa vapor saturado (vapor a su temperatura de ebullición, pero sin trazas de líquido).

Estas líneas convergen en un punto llamado crítico que corresponde a la máxima temperatura a la cual el refrigerante existe como líquido.

CALCULO DE REFRIGERACION

Capacidad del sistema (Qs). La capacidad de cualquier sistema de refrigeración es la rata a la cual el calor es removido del espacio refrigerado. Se expresa normalmente en Btu/hr o en toneladas de refrigeración.

,

G = Peso del refrigerante circulado por hora, lb/h.

Q = Efecto de refrigeración por lb de refrigerante, Btu/lb.

El peso del refrigerante circulado por hora puede calcularse multiplicando el desplazamiento real del compresor por la densidad del vapor a la succión del compresor. También,

,

Dr = Desplazamiento real del compresor, pies3/h.

v = Volumen específico a la succión, pies3/lb.

Efecto refrigerante (ER). Es la cantidad de calor extraída en el evaporador por unidad de masa de refrigerante. Equivale a la diferencia de entalpías a la entrada y salida del evaporador.

,

Equivalente calorífico del compresor (ECC). Es el calor ganado en el compresor por unidad de masa.

,

Flujo de refrigerante (W). Es la cantidad de refrigerante circulante.

,

Potencia teórica del compresor. Es el trabajo que debe suministrar el compresor al refrigerante.

,

,

Siendo, HP = 2545 Btu/lb.

Potencia real del compresor. La potencia real del compresor deberá tener en cuenta que existen pérdidas por fricción en las partes mecánicas. Se introduce el concepto de eficiencia mecánica y se tiene:

Siendo η, la eficiencia mecánica del compresor, %.

La siguiente Tabla sirve como referencia en el cálculo de la potencia del compresor:

CAPACIDAD Toneladas de Refrigeración

COMPRESORES Producción Hielo

COMPRESORES REFR. Sin Producción Hielo

COMPRESORES Aire Acondicionado

1,5 – 5 3,5 1,5 1,25 5 – 50 3,5 1,4 1,1

50 – 200 3,25 1,3 1,0 200 3,1 1,3 1,0

Desplazamiento volumétrico teórico del pistón. Es el caudal transferido por el compresor suponiendo eficiencia del 100%. Es el flujo de refrigerante correspondiente al volumen específico en succión.

,

Para un compresor reciprocante de acción sencilla, el desplazamiento del pistón es el volumen total del cilindro barrido por el pistón en un minuto.

,

C = número de cilindros

d = diámetro del cilindro, pulgadas.

S = carrera del cilindro, pulgadas.

N = rpm

1728 = pies3/pulgadas3.

Desplazamiento volumétrico real del compresor. Debido a la compresibilidad del vapor refrigerante, al superheat del cilindro, al escape en las válvulas y a la holgura al final de la carrera, el volumen real del vapor introducido al cilindro es menor que el desplazamiento del pistón del compresor. No todo el refrigerante es barrido durante la compresión del pistón.

La relación entre el desplazamiento real de un compresor y el desplazamiento de su pistón, se conoce con el nombre de eficiencia volumétrica.

Siendo,

nv = Eficiencia volumétrica

∆r = Volumen real del vapor comprimido, pies3/h.

∆t = Desplazamiento del pistón del compresor, pies3/h.

La eficiencia volumétrica está dada entonces por la relación entre el caudal de gas que entra al compresor y el desplazamiento del pistón ó volumen barrido por el pistón de su carrera de admisión.

Relación de compresión. La eficiencia volumétrica es función de la relación de compresión en el compresor.

Calor de condensación. Es el calor cedido por el refrigerante en el condensador.

,

siendo,

calor de condensación,

Observe que

Coeficiente de rendimiento (COP). Es la relación entre el calor extraído en el evaporador y el trabajo que se introduce para producir el efecto refrigerante.

El valor máximo de C.O.P. se obtiene del ciclo ideal:

Siendo,

T = Temperatura absoluta, oR.

= oF + 460

Ejemplo. Halle las toneladas producidas por HP gastados en un ciclo de amoníaco. h1 = 129 Btu. h3 = 616 Btu. h4 = 721 Btu.

Caballos por Tonelada (HP/tonelada). Son los caballos de potencia entregados al compresor por cada tonelada de refrigeración en el evaporador.

Relación de eficiencia energética. Es el calor que la unidad transfiere por hora y por Watt de potencia consumido.

En un equipo este valor no deberá estar, en ningún caso, por debajo de 7