Calor Latente vs. Calor Sensible
El calor sensible es calor que causa un cambio medible de temperatura -- se puede sentir y medir con un termómetro. El calor latente es calor absorbido o liberado durante un cambio de fase (líquido a gas, o gas a líquido) sin ningún cambio de temperatura. En un sistema de refrigeración, el verdadero trabajo de enfriamiento ocurre a través del calor latente: el refrigerante absorbe grandes cantidades de calor mientras hierve en el evaporador, todo sin cambiar de temperatura durante el cambio de fase en sí.
El calor latente impulsa la refrigeración: el calor se absorbe durante el cambio de fase sin cambio de temperatura. El calor sensible causa un cambio medible de temperatura.
Estado del Refrigerante en Cada Punto
Al salir del compresor, el refrigerante es un vapor sobrecalentado de alta presión (más caliente que su temperatura de saturación a esa presión). Al pasar por el condensador, primero se desobrecalienta (pérdida de calor sensible), luego se condensa de gas a líquido (rechazo de calor latente) y finalmente se subenfría por debajo de su temperatura de saturación. Después del dispositivo de medición, el refrigerante es una mezcla bifásica fría de baja presión de líquido y vapor. En el evaporador, absorbe calor y hierve completamente convirtiéndose en un vapor saturado o ligeramente sobrecalentado antes de regresar al compresor.
El refrigerante pasa por cuatro estados: vapor sobrecalentado después del compresor, líquido subenfriado saliendo del condensador, mezcla bifásica después del dispositivo de medición y vapor saturado saliendo del evaporador.
Sobrecalentamiento y Subenfriamiento Definidos
El sobrecalentamiento es la temperatura de un vapor por encima de su temperatura de saturación (ebullición) a una presión dada. Se mide en la salida del evaporador y confirma que todo el líquido se ha evaporado, protegiendo al compresor de golpes de líquido. El subenfriamiento es la temperatura de un líquido por debajo de su temperatura de saturación (condensación) a una presión dada. Se mide en la salida del condensador y confirma que el refrigerante es completamente líquido antes de llegar al dispositivo de medición, asegurando una operación eficiente del sistema.
El sobrecalentamiento (medido en la salida del evaporador) protege al compresor del líquido. El subenfriamiento (medido en la salida del condensador) asegura que líquido sólido llegue al dispositivo de medición.
Cambios de Fase en el Ciclo
El Filtro Secador en el Ciclo
El filtro secador se instala en la línea de líquido entre el condensador y el dispositivo de medición. Su función es remover humedad, ácido y contaminantes particulados del refrigerante antes de que llegue al dispositivo de medición. La humedad en el sistema puede congelarse en el orificio del dispositivo de medición, causando un bloqueo. El desecante dentro del filtro secador (como la malla molecular) atrapa las moléculas de agua y previene la formación de ácidos que corroerían los componentes del sistema.
El filtro secador se ubica en la línea de líquido y remueve humedad, ácido y partículas. La humedad puede congelarse en el dispositivo de medición y bloquear el flujo de refrigerante.
Repaso del Ciclo de Compresión de Vapor
- El calor latente se absorbe o libera durante el cambio de fase sin cambio de temperatura; el calor sensible causa un cambio medible de temperatura.
- Después del compresor: vapor sobrecalentado de alta presión. Después del condensador: líquido subenfriado de alta presión.
- Después del dispositivo de medición: mezcla bifásica fría de baja presión. Después del evaporador: vapor saturado o sobrecalentado de baja presión.
- El sobrecalentamiento en la salida del evaporador protege al compresor de golpes de líquido.
- El subenfriamiento en la salida del condensador asegura que líquido sólido llegue al dispositivo de medición para una operación eficiente.
- El filtro secador está en la línea de líquido y remueve humedad, ácido y contaminantes antes del dispositivo de medición.