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3.3.- Rendimiento energético.

En la imagen puedes ver una representación gráfica del ciclo de refrigeración por compresión en el 'Diagrama de Mollier' ya explicado para el ciclo de Carnot en el que se representan las cuatro etapas del ciclo: compresión, condensación, expansión y evaporación definidas por los puntos 1,1´,2,2´,3,4,4´,5 y 5´. Al mismo tiempo pueden observarse el el gráfico tanto el concepto de sobrecalentamiento como el de subenfriamiento existentes en todo ciclo frigorífico real.

Conoces el concepto de rendimiento y seguramente lo utilizas normalmente al hablar pero… ¿Qué es técnicamente el rendimiento?

El rendimiento de cualquier máquina se determina dividiendo lo que aprovechamos de ella entre lo que consume para producir el efecto deseado, cuantificando ambos efectos en la misma escala de unidades.

En el caso de los generadores de frío el efecto deseado es la extracción de calor de una fuente hacia otra y el consumo es normalmente la energía eléctrica que se invierte en el compresor y ventiladores entre otros.

En la práctica lo determinaremos a través del diagrama de Mollier. Debes situar todos los puntos desde el 1 al 5´en el diagrama de Mollier del refrigerante utilizado para poder dibujar el ciclo real de funcionamiento de la máquina. Para ello debes determinar el valor que toma la temperatura en cada uno de los puntos, a la entrada y a la salida, de los distintos elementos que componen el equipo y la presión a la entrada y salida del compresor.

Cuando el efecto aprovechado está en el evaporador tienes que:

Rendimiento evaporador es igual a diferencia de entalpías puntos del gráfico 1´y 5´dividida por diferencia de entalpías puntos 2´y 1´.

Cuando el efecto aprovechado está en el condensador tienes que:

Rendimiento condensador es igual a diferencia de entalpías puntos del gráfico 2´y 4´dividida por diferencia de entalpías puntos 2´y 1´.

Puedes determinar el rendimiento instantáneo por el método directo sobre el generador de frío evaluando los datos de funcionamiento del refrigerante que evoluciona en el interior de sus circuitos o bien mediante el método indirecto que consiste en evaluar los datos de funcionamiento correspondientes a los fluidos externos a la máquina, y que en general suelen ser más fáciles de medir.

Los coeficientes de eficiencia energética los puedes obtener mediante estas fórmulas:

Coeficiente de Eficiencia Energética Evaporador es igual a Potencia Absorbida Evaporador partido por Potencia Eléctrica Absorbida e igual a Caudal de Fluido por Diferencia de Entalpías en Evaporador partido por Potencia Eléctrica Absorbida.

Coeficiente de Eficiencia Energética Condensador es igual a Potencia Cedida Condensador partido por Potencia Eléctrica Absorbida e igual a Caudal de Fluido por Diferencia de Entalpías en Condensador partido por Potencia Eléctrica Absorbida.

El caudal de fluido depende de las características del compresor por lo que normalmente se obtiene de los datos técnicos del fabricante, aunque también puede obtenerse con la fórmula siguiente obteniendo la densidad del fluido frigorígeno para el punto 1 del ciclo del programa CoolPack - CoolTools:Auxiliary – Refrigerants:

El caudal de fluido desplazado por un compresor es igual al desplazamiento volumétrico del mismo multiplicado por la densidad del fluido frigorígeno.

Es necesario determinar el rendimiento estacional según la curva de demanda de la instalación, puesto que el rendimiento instantáneo siempre está referido a un estado de carga parcial de la máquina y nunca a carga nominal, y si queremos saber si la máquina funciona con eficiencia tenemos que comparar su rendimiento con el que da el fabricante en sus especificaciones que está referido a carga nominal. El rendimiento estacional para un período de tiempo lo puedes determinar mediante la siguiente fórmula:

El coeficiente de rendimiento estacional es igual al cociente entre el sumatorio de las distintas energías aprovechadas en la instalación y el sumatorio de los distintos consumos de la misma.

Producto químico líquido o gas, fácilmente licuable, que se utiliza para servir de medio transmisor de calor entre otros dos en una máquina térmica, y concretamente en aparatos de refrigeración.