Máquinas frigoríficas. Bomba de calor.

Las máquinas frigoríficas son un tipo de máquinas térmicas mediante las cuales se obtiene una transferencia de calor entre dos recintos que están a distinta temperatura a costa de invertir trabajo.
El funcionamiento de este tipo de máquinas puede realizarse con dos tipos de ciclos, por absorción o cambio de fase o por compresión. De los dos, el más utilizado es el primero que consiste, básicamente, en  un ciclo de Rankine realizado en sentido contrario a la producción de potencia.
Los componentes de una máquina frigorífica deben ser, como mínimo, los cuatro siguientes:
1.  Compresor: Donde se aumenta la presión del fluido de forma adiabática. En este proceso se aumenta considerablemente la temperatura del gas.
2.  Condensador: El fluido a temperatura elevada atraviesa un conducto donde libera el calor a presión constante.
3.    Regulador o válvula de expansión: Es un estrechamiento que retiene al fluido a presión.
4.  Evaporador: Por fin, el fluido es liberado en este elemento, donde se expande a presión constante, absorbiendo calor

Dependiendo de cómo sea la transferencia buscada, tenemos dos tipos de máquinas:
1.      Un frigorífico recibe trabajo para absorber calor de un recinto a baja temperatura y expulsarlo en otro a temperatura superior.
2.      Una bomba de calor utiliza el trabajo para calentar un recinto a alta temperatura obteniendo calor de otro espacio a menor temperatura.

De las dos máquinas enunciadas, resulta más interesante la bomba de calor puesto que se trata de una máquina reversible, capaz de aportar frío en verano y calor en invierno, utilizada en climatización, y por su alto rendimiento energético (si quieres saber más sobre esto último, consulta este enlace de Ecolaboratorio). 

El principio de funcionamiento de la bomba de calor se puede estructurar en cuatro pasos:
1.    El fluido refrigerante se encuentra a baja temperatura y a baja presión y, por lo tanto, en estado líquido. El aire aspirado del ambiente pasa a través del evaporador, dónde el fluido refrigerante absorbe la temperatura del aire ambiente y cambia de estado. Al mismo tiempo, el aire es expulsado a una temperatura más baja.
2.   El fluido refrigerante llega en forma de vapor pero todavía a baja presión. El fluido atraviesa el compresor y aumenta de presión y de temperatura.
3.  Como resultado se obtiene vapor en un estado elevado de energía. Este vapor es el que circula por el condensador situado a lo largo del calderín donde va cediendo toda la energía al agua acumulada, volviendo así al estado líquido.
4.  El fluido refrigerante ya en estado líquido se hace pasar por la válvula de expansión para obtener de nuevo el fluido en sus condiciones iniciales, es decir, a baja presión y a baja temperatura. De esta forma se puede volver a iniciar el proceso.

Si lo que quieres es tener unos apuntes bien estructurados, adecuados al nivel en el que nos movemos, no lo dudes, baja el documento elaborado por el IES Villalba Hervás. Pero si lo tuyo es lo visual, te dejo aquí una sencilla animación de la UCLM:

Pero si te van las cosas, no más complicadas sino más completas, aquí tienes otra descargada desde Dimplex: