Refrigeración

Como todos sabéis, si juntamos dos cuerpos a distinta temperatura se produce una transferencia de calor del cuerpo mas caliente al mas frío. Pero... ¿Cómo es posible que el aire acondicionado de una casa(fría) coja el calor de dentro y lo expulse a la calle(caliente)?

Esto se debe a una propiedad que tienen todos los gases. Al comprimirlos se calientan, y al expandirlos se enfrían. ¿Alguna vez habeis notado caliente un desodorante o insecticida envasado a presión? Al expandirse están fríos.

Bien, pues con esto es con lo que jugamos para crear una máquina frigorífica.
Os lo explico con un ejemplo y con unos valores orientativos:

Supongamos que el interior de una casa está a 25ºC, y el exterior a 40ºC.
Cogemos un gas y lo metemos en una tubería cerrada a una atmosfera de presión.

Esquema de sistema de refrigeración

El gas llega a un compresor(1) en el cual, gracias a un trabajo (energia electrica), se comprime hasta 15 atmósferas de presión elevándose su temperatura hasta 75ºC.
Este gas a alta temperatura y presión es llevado a un intercambiador de calor(3). Allí se enfría hasta 45º (recordemos que en la calle hacen 40º).
Nuevamente es conducido (4) a una válvula de expansión(5). Aquí se expande bajando su presión considerablemente así como su temperatura (-4ºC) . Es curioso ver como en el exterior de este tramo de tubería (6) se forma una capa blanca de hielo.

En un nuevo intercambiador, el gas se calienta enfriando el aire de la habitación. Luego continúa hasta llegar al compresor repitiéndose el ciclo.


Una bomba de calor funciona igualmente. La diferencia es que hay una valvula que hace circular el gas en sentido inverso (ahora el foco frío es la calle y el caliente la casa).

Decir también que el rendimiento de una instalación frigorífica disminuye cuanto mayor es la diferencia de temperatura. Si entre el exterior y el interior la diferencia de temperaturas es de 10ºC habrá un consumo eléctrico. Pero si esa diferencia es de 20ºC el consumo no será el doble, sino mucho más.