En la explicación del ciclo real has visto como afectan a la eficiencia energética dos de las variables del ciclo, el sobrecalentamiento y el subenfriamiento. Has visto que debemos mantener el sobrecalentamiento lo menor posible ya que va en contra de la eficiencia energética y que debemos tener un subenfriamiento que va a favorecer un aumento del rendimiento del ciclo. Las otras dos variables sobre las que en alguna medida podemos actuar son la temperatura de vaporización y la temperatura de condensación.
Te habrás dado cuenta de que a veces decimos temperatura de vaporización y otras veces presión de vaporización. Realmente estamos hablando de lo mismo. Recuerda que cada compuesto tiene una temperatura única de ebullición para cada presión.
La eficiencia de un ciclo de refrigeración varía considerablemente con la temperatura de vaporización. Observa la siguiente figura en la que se representan dos ciclos simples con distintas temperaturas de vaporización.
Comparando ambos ciclos, vemos que el efecto refrigerante es mayor para el ciclo que tiene la temperatura de vaporización mas alta, ya que, h4 - h3 > h4' - h3'. Al ser mayor el efecto refrigerante la cantidad de fluido frigorígeno que ha de circular es menor para la misma potencia frigorífica. Por otro lado, como la diferencia entre las presiones de vaporización y condensación es menor, el trabajo de compresión también ha de ser menor, lo que implica que la potencia teórica requerida en el compresor será inferior.
El volumen de vapor movido por el compresor varía mucho con los cambios de temperatura de vaporización, disminuyendo a medida que esta aumenta. Este es probablemente el factor más importante de todos los que afectan a la capacidad y eficiencia del ciclo. Debido a la menor potencia del compresor, el calor eliminado en el condensador ha de ser menor, ya que h1 - h2 < h1' - h2. El efecto de la temperatura de condensación es inverso al que presenta la temperatura de vaporización. Manteniendo la temperatura de vaporización constante, la eficacia del ciclo disminuye si la temperatura de condensación aumenta. Observa la siguiente figura.
A una presión de condensación mayor el efecto refrigerante disminuye, ya que h4 - h3' < h4 - h3. Al reducirse el efecto refrigerante, el peso (caudal) de refrigerante que debe circular es mayor, aumentando por eso el volumen de vapor que debe ser comprimido. El trabajo de compresión necesario para aumentar la presión del vapor es mayor a medida que aumenta la temperatura de condensación, h1' - h4 > h1 - h4. Aunque la cantidad de calor eliminado en el condensador por Kg de fluido varía muy poco, debido a que el aumento de calor de compresión es compensado por la disminución del efecto frigorífico, el rendimiento baja considerablemente: absorbemos menos calor de la cámara frigorífica y, sin embargo, consumimos más energía con el compresor. Ello lo podemos explicar de otra manera más simple, cuando la temperatura del condensador es más alta, es como si una bomba debiera subir agua a más altura: gastará más y disminuirá el caudal de agua que bombeemos.
Como se ha visto, para que el ciclo funcione de una forma eficiente lo conveniente es que la presión de evaporación y la de condensación estén lo más próximas posible.
Recordar que las presiones son absolutas, es decir, las que indican los diagramas de Mollier, no los manómetros.
