Diferencia entre revisiones de «Máquina frigorífica»

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[[File:FocoFrioCaliente.png|thumb|Máquina térmica-Máquina frigorífica]]
 
Una '''máquina frigorífica''' es un dispositivo cíclico que transfiere energía térmica desde una región de baja temperatura hasta otra de alta temperatura, gracias al trabajo aportado desde el exterior,<ref>Yunus A. Çengel & Michael A. Boles. ''Termodinámica''. página 583. McGraw-Hill. isbn 970-10-0911-8</ref>, generalmente por un [[motor eléctrico]]. Los ciclos en los cuales operan se llaman ciclos de [[refrigeración]], de los cuales el empleado con más frecuencia es el ciclo de [[refrigeración por compresión]] de vapor. Otro ciclo muy empleado es el ciclo de ''refrigeración de gas'' y también el de [[refrigeración por absorción]]
 
Los fluidos de trabajo utilizados en estos ciclos se llaman [[refrigerante]] o fluidos frigorígenos, que en distintas partes de la máquina sufren transformaciones de [[presión]], [[temperatura]] y fase (líquida o gaseosa) y mediante las cuales se realiza la transferencia de energía.
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=== CoP máximo teórico ===
Se absorbe calor en una cantidad <math>Q_2</math> del foco frío y se deposita en la cantidad <math>Q_1</math> en el foco caliente, para lo que se aporta un trabajo <math>W</math>. Los principios enunciados por Carnot <ref>Yunus A. Çengel & Michael A. Boles. Termodinámica. página .</ref> se pueden expresar aquí del modo siguiente:
:::1.- '' La eficienca de una máquina frigorífica irreversible, siempre es menor que la eficiencia de una reversible que opera entre los mismos focos.''
:::2.- ''Las eficiencias de todas las máquinas frigoríficas reversibles que operan entre los dos mismos focos son iguales.''
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Esta es la eficiencia o el '''''CoP<ref> CoP es el acrónimo de Coefficient of Performance. Tampoco hay unanimidad en cuanto a este término. En muchos textos se denomina al coeficiente de eficiencia de la máquina frigorífica CEE(Coeficiente de Eficiencia Energética) y CoP solo al de la bomba de calor. Sin embargo en las máquinas reversibles, es decir, que tienen las dos funciones, se habla de CoP de invierno y CoP de verano.</ref> máximo teórico''''' de una máquina frigorífica o una bomba de calor que operan entre dos focos con temperaturas <math>T_1</math> y <math>T_2</math>, lo cual permite comparar máquinas reales con máquinas reversibles que trabajen entre las mismas temperaturas;
**Si <math>CoP_{real }= CoP_{reversible} </math> Se trata de una máquina ideal reversible
**Si <math>CoP_{real} < CoP_{reversible}</math> Se trata de una máquina real <ref> Si el CoP es muy cercano al máximo teórico, la máquina podría existir, aunque sea dudoso que se pueda alcanzar tal eficiencia</ref>
**Si <math>CoP_{real} >CoP_{reversible}</math> Es imposible que exista tal máquina
 
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[[File:SectoresMaquinaFrio.png|thumb|left| 350 px|Pérdidas de eficiencia de una máquina frigorífica de compresión]]
=== CoP real ===
Si se llevan al diagrama los valores de la presión y temperatura del [[refrigerante]] tal como evolucionan en el funcionamiento de una máquina real, el ciclo teórico queda distorsionado.<ref> L.T.Zamaro.''Técnica de las instalaciones frigoríficas industriales''.Ediciones Gustavo Gili</ref>. Por una parte, las presiones o temperaturas al paso por evaporador y condensador no se mantienen constantes, sino que sufren una caída correspondiente a las pérdidas de presión por fricción en los serpentines de ambos intercambiadores. En el punto 3, se produce una pequeña pero brusca caída adicional de presión, debida al paso del refrigerante por la restricción de la válvula de admisión. Lo mismo ocurre en el punto 4 con la válvula de escape. La presión alcanzada por el compresor, debe ser superior a la teórica para compensar estas pérdidas de carga.
 
Tampoco la adiabática real de compresión es exactamente isentrópica, sino que corresponde a una transformación politrópica con exponente inferior a la [[Proceso adiabático|adiabática]] y lo mismo ocurre con la expansión adiabática en la válvula, que se desvía de la vertical dependiendo del estado del vapor que queda en el espacio nocivo del [[compresor]] al finalizar la carrera de descarga. El funcionamiento del ciclo en régimen húmedo o seco, tiene una gran influencia en la desviación de estas líneas respecto a las teóricas.