Capítulo 18

Máquinas térmicas de refrigeración

Refrigeracidn
Refrigerar suele ser sinónimo de enfriar, pero aquí se hará una clara distinción entre ambas ideas, reservando la de refrigeración para cuando el enfriamiento ocurre a temperaturas por debajo de la atmosférica (en ambos casos se trata de extraer calor del sistema, pero la refrigeración así entendida requiere el aporte de exergía del exterior, mientras que el enfriamiento podría conseguirse simplemente dejando el sistema caliente en contacto con la atmósfera (aunque muchas veces también se aporte exergía del exterior para acelerar este enfriamiento). Este capítulo sirve también para el estudio termodinámico de las bombas de calor, que no son más que equipos frigoríficos …ver más…

12 el enfriamiento por evaporación convectiva.
- Efecto Peltier, que es un flujo cruzado debido al acoplamiento de un gradiente

térmico con un gradiente de potencial eléctrico de la misma dirección. Los correspondientes flujos primarios (flujo de calor de Fourier y flujo de comente de Ohm) son disipativos, pero el flujo transversal de calor debido al acoplamiento (que si no hay discontinuidades se llama efecto Thomson y es muy pequeño, y si hay discontinuidades de propiedades del material se llama efecto Peltier y es apreciable) es reversible, esto es, cambia de sentido al cambiar el sentido de uno de los gradientes aplicados. Históricamente la refrigeración con hielo o nieve natural se practicaba desde la más remota antigüedad, en Mesopotamia, para fines lúdicos (fiestas cortesanas) y terapéuticos. En cuanto a la refrigeración artificial, en 1755 un profesor de química en Edimburgo (W. Cullen) logró producir hielo por contacto con un recipiente con éter que era aspirado con una bomba de vacío. Pero el problema era que el sistema sólo funcionaba mientras quedaba éter. Fue J. Perkins quien en 1834 patentó en Londres el primer frigorífico de compresión de vapor, funcionando también con éter. La ventaja del éter es que, siendo líquido a temperatura ambiente, tiene una presión de vapor relativamente alta (59 kPa a 20 OC, P.e. frente a 2,3 kPa para el agua a 20 OC), por lo que cuesta poco aspirarlo, aunque