Manual de refrigeracion Juan Franco Lijo

Vista previa del material en texto

Manual de refrigeración 
Copyright © Juan Manuel Franco Lijó. 
Edición en e-book: 
© Editorial Reverté. S.A., 2012 
ISBN: 978-84-291-9211-7 
Edición en papel: 
© Editorial Reverté. S.A., 2006 
ISBN: 978-84-291-8011-4 
Propiedad de: 
EDITORIAL REVERTÉ, S. A. 
Loreto, 13-15, Local B 
08029 Barcelona 
Tel: (34) 93 419 33 36 
Fax: (34) 93 419 51 89 
reverte@reverte.com 
www.reverte.com 
Reservados todos los derechos. La reproducción total o parcial de esta obra, 
por cualquier medio o procedimiento, comprendidos la reprografía y el tra-
tamiento informático, y la distribución de ejemplares de ella mediante alqui-
ler o préstamo públicos, queda rigurosamente prohibida sin la autorización 
escrita de los titulares del copyright, bajo las sanciones establecidas por las 
leyes.
reverte@reverte.com
www.reverte.com
 
v
 
Prólogo
Cuando tuve la ocasión de leer este libro, que en ese momento aún era un borra-
dor, entendí perfectamente la influencia, en todo su desarrollo, que tuvieron estu-
diantes, profesionales del sector y profesores a los que el autor impartió cursos de
la especialidad, ya que fueron ellos los que le animaron a recopilar en un libro los
temas impartidos en las clases.
Su experiencia docente y profesional han sido determinantes para compaginar
estas dos actividades en el libro, ya que de una parte el contenido se adapta a los
programas oficiales de enseñanza (media y superior), y por otra, es un libro de
apoyo y consulta para los profesionales del sector.
Por ello, creo que en el intento de encontrar ese equilibrio entre ambas activi-
dades en todos los temas, está este resultado de tratar de una manera práctica los
sistemas de refrigeración.
No es necesario tener conocimientos en la materia, ya que todos los temas se
tratan desde un nivel de iniciación con un lenguaje sencillo y práctico, y profun-
dizando en su estudio a medida que se desarrollan. Además hay que destacar el
constante recurso del autor a los gráficos y esquemas, así como a los numerosos
ejemplos de aplicaciones en todos los temas para facilitar su comprensión.
Se puede decir que el libro está constituido por tres partes perfectamente
definidas:
Una primera, que abarca hasta el capítulo siete, donde se estudian los elemen-
tos fundamentales, los complementarios, así como los de seguridad y control de
una instalación. Todo ello se trata, a modo de introducción, desde sus conceptos
más básicos, como su funcionamiento, principales características, montaje, pará-
 
vi
 
Prólogo
metros de actuación, cálculo y proceso de selección. Aquí se expone también la
importancia del conocimiento y manejo del diagrama de Mollier, y su aplicación
en las instalaciones.
La segunda parte es totalmente práctica y está dedicada al manejo de las ins-
talaciones, recogida en el capítulo octavo y que trata, entre otros, de la interpreta-
ción de los manómetros, ya que a través de los mismos obtenemos una
información muy importante del estado de las instalaciones, los útiles más em-
pleados, su funcionamiento y aplicaciones (bombas de vacío, dosificadores, ana-
lizadores, etc.). También se abordan las operaciones más frecuentes que se
realizan, tales como meter refrigerante en estado de gas o líquido, carga de aceite,
comprobación de la hermeticidad del circuito o la realización del vacío, así como
el estudio y manejo de las válvulas de servicio, de gran importancia para el co-
rrecto funcionamiento de las instalaciones.
Finalmente, una tercera parte, que comprende los tres últimos capítulos. El
primero de ellos, el capítulo 9, está dedicado principalmente al mantenimiento de
las instalaciones, cuya aplicación es cada día más importante. Aquí se estudian los
objetivos, los distintos tipos que se pueden aplicar, la elaboración de un plan de
mantenimiento y los medios para recabar la información necesaria con objeto de
controlar su ejecución y establecer las mejoras necesarias. El capítulo 10 trata de
los fluidos refrigerantes alternativos, definitivos, y su ámbito de aplicación en las
instalaciones. Por último, el capítulo 11 hace referencia a la conducción de las ins-
talaciones, donde se recogen las averías más frecuentes y comunes a los distintos
sistemas, los motivos que las originan y sus soluciones.
En definitiva, con este libro se ha conseguido recopilar conceptos y aplicacio-
nes prácticas muy importantes de los sistemas de refrigeración, que pueden ayu-
dar a ver “alguna luz en el túnel, y no solamente el referido al de congelación”, y
además de tal manera que su lectura se hace cómoda y agradable.
Ramón Gómez Rodríguez
Profesor Numerario del Área de Conocimiento
de Máquinas y Motores Térmicos
Departamento de Energía y Propulsión Marina
Universidad de La Coruña
 
vii
 
Índice analítico
Prólogo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . v
Índice analítico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . vii
 
CAPÍTULO 1 Sistemas de refrigeración por compresión . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.1 Elementos fundamentales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.1.1 Funciones principales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1.1.2 Fluido refrigerante . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.2 Alta y baja presión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.3 Elementos de seguridad y control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.3.1 Presostatos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.3.2 Termostato . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1.3.3 Válvula de solenoide (o electroválvula) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1.3.4 Presostato diferencial de aceite. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
1.4 Funcionamiento de la instalación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.5 Elementos complementarios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
1.5.1 Resistencia calefactora (del cárter) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
1.5.2 Separador de aceite . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
1.5.3 Recipiente de líquido . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
����
����
��������
 
viii
 
Índice analítico
1.5.4 Filtros de humedad. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
1.5.5 Visor. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
1.5.6 Acumulador de aspiración . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
1.5.7 Intercambiador de calor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
 
CAPÍTULO 2 Diagrama de Mollier . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
2.1 Estudio del diagrama . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
2.1.1 Proceso de realización del ciclo estándar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
2.2 Ciclo práctico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
2.3 Ciclo real . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
 
CAPÍTULO 3 Compresor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . 33
3.1 Estudio de los compresores alternativos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
3.1.1 Elementos del compresor. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
3.1.2 Terminología . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
3.1.3 Funcionamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
3.1.4 Lubricación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
3.1.5 Valores fundamentales. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
3.1.6 Despiece de un compresor alternativo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
3.2 Compresores herméticos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
3.2.1 Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
3.2.2 Características del funcionamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
3.2.3 Conclusiones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
3.2.4 Dispositivos de seguridad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
3.2.5 Conceptos eléctricos fundamentales 
de los compresores herméticos48
3.3 Compresores semiherméticos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
3.3.1 Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
3.3.2 Ácidos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
3.3.3 Filtro de aspiración . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
3.4 Compresores abiertos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
3.4.1 Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
3.4.2 Características de funcionamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
3.4.3 Compresores de doble etapa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
3.5 Unidades condensadoras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
3.6 Compresores rotativos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
3.6.1 De excéntrica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
3.6.2 De paletas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
3.7 Compresores helicoidales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
3.7.1 Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
����
����
 
Índice analítico
 
ix
3.7.2 Importancia del aceite . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
3.7.3 Valores de la relación de compresión. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
3.8 Determinación de la temperatura de descarga . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
3.9 Potencia frigorífica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
3.10 Regulación de la potencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
3.10.1 Sistemas de regulación. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
3.11 Variaciones de las presiones y su repercusión en las potencias . . . . . . . . 71
3.12 Funcionamiento en régimen seco y en régimen húmedo . . . . . . . . . . . . . 74
 
CAPÍTULO 4 Condensador . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
4.1 Introducción y conceptos genéricos de su funcionamiento . . . . . . . . . . . . 77
4.2 Capacidad de un condensador. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
4.3 Tipos de condensadores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
4.3.1 Por agua . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
4.3.2 Por aire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
4.3.3 Mixtos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
4.4 Torres de refrigeración . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
4.4.1 Bomba de circulación del agua . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
4.5 Diferencias en el montaje de una torre o un condensador evaporativo . . . 95
4.6 Importancia y efectos del subenfriamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
4.7 Cálculo de la capacidad de un condensador . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
4.8 Selección del condensador . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
4.9 Determinación del caudal de agua . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
 
CAPÍTULO 5 Evaporador . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
5.1 Capacidad del evaporador. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
5.2 Clasificación de los evaporadores. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
5.2.1 Evaporadores según el estado del fluido refrigerante 
en su interior . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
5.2.2 Evaporadores según su construcción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
5.3 Expansión directa e indirecta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
5.3.1 Expansión directa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
5.3.2 Expansión indirecta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
5.4 Salto térmico en los evaporadores (Dt). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
5.5 Determinación de la capacidad de un evaporador . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
5.6 Selección de un evaporador . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
5.7 Desescarche. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
5.7.1 Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
5.7.2 Tipos de desescarche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
5.8 Efectos de la presión de aspiración en el evaporador . . . . . . . . . . . . . . . . 124
5.9 Influencia del aceite en el evaporador . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
����
����
 
x
 
Índice analítico
 
CAPÍTULO 6 Dispositivos de expansión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
6.1 Tubos capilares . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
6.1.1 Sustitución del tubo capilar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
6.2 Válvulas de expansión termostáticas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
6.2.1 Funcionamiento de la válvula . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130
6.2.2 Recalentamiento. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
6.2.3 Colocación del bulbo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137
6.2.4 Carga del bulbo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139
6.3 Válvulas de expansión termostáticas con igualador externo de presión . . . . . 139
6.3.1 Montaje del igualador externo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
6.3.2 Caídas de presión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
6.3.3 Filtro y tobera . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
6.4 Boquillas distribuidoras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143
6.5 Válvulas de expansión termostáticas con MOP. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144
6.6 Selección de La válvula de expansión termostática. . . . . . . . . . . . . . . . . . 145
6.7 Conceptos genéricos de las válvulas de expansión termostáticas . . . . . . . 147
6.8 Válvulas de expansión de flotador . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148
6.8.1 Válvula de baja presión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148
6.8.2 Válvula de alta presión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149
6.8.3 Conclusiones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150
 
CAPÍTULO 7 Reguladores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151
Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151
7.1 Regulador de presión de evaporación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151
7.2 Regulador de presión de aspiración . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154
7.3 Regulador de presión de condensación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155
7.4 Regulador de capacidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156
7.5 Válvulas para control de agua . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157
 
CAPÍTULO 8 Manejo de las instalaciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159
Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159
8.1 Manómetros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159
8.2 Analizador . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161
8.3 Botellas de refrigerante . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162
8.4 Dosificador. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163
8.5 Bomba de vacío . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164
8.6 Válvulas de intervención . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165
8.7 Detectores de fugas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166
8.8 Válvulas de servicio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167
8.8.1 Válvulas de servicio de aspiración . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168
����
����
����
 
Índice analítico
 
xi
8.9 Comprobación de la hermeticidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176
8.9.1 Realización de la prueba de vacío . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177
8.9.2 Prueba de presión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178
 
CAPÍTULO 9 Mantenimiento de las instalaciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185
Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185
9.1 Mantenimiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186
9.1.1 Objetivos del mantenimiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186
9.1.2 Tipos de mantenimiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186
9.1.3 Diferencias entre los mantenimientos preventivo y predictivo . . . 189
9.1.4 Ejemplo de aplicación del mantenimiento preventivo . . . . . . . . . . 189
9.2 Estadillos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194
 
CAPÍTULO 10 Fluidos refrigerantes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197
Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197
10.1 Gases refrigerantes alternativos al R-12 y el R-502 . . . . . . . . . . . . . . . . 198
10.2 Gases refrigerantes definitivos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199
10.3 Codificación de los fluidos refrigerantes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199
10.3.1 Mezclas azeotrópicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201
10.3.2 Fluidos refrigerantes inorgánicos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201
 
CAPÍTULO 11 Averías y soluciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203
Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203
11.1 Averías más comunes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203
11.1.1 Aumento excesivo de la presión de descarga . . . . . . . . . . . . . . . . 204
11.1.2 Presión de descarga muy baja . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204
11.1.3 Presión de aspiración muy alta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205
11.1.4 Presión de aspiración muy baja . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205
11.1.5 Presión de aceite muy alta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206
11.1.6 Presión de aceite muy baja . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206
11.1.7 El compresor carga y descarga intermitentemente . . . . . . . . . . . . 206
Apéndice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207
Bibliografía . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219
Agradecimientos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221
Índice alfabético . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223
����
����
����
����
����
����
����
 
1
 
C A P I T U L O
 
1
 
S
 
istemas de refrigeración 
por compresión
 
Introducción
Los sistemas de refrigeración por compresión son los más empleados en la in-
dustria de la refrigeración y, por lo tanto, el objeto de este libro. Empezaremos su
estudio por los elementos fundamentales que los constituyen, a los que iremos
añadiendo los de regulación y control y, posteriormente los complementarios
para ver, paso a paso, sus principales características, la relación entre ellos y, en-
tender cómo se realizan los procesos de arranque y paro de la instalación.
Este capítulo servirá de base para desarrollar los posteriores en los que es-
tudiaremos en profundidad los principales elementos.
 
1.1
 
ELEMENTOS FUNDAMENTALES 
Los sistemas de refrigeración por compresión constan, básicamente, de cuatro
elementos que consideramos fundamentales a través de los cuales circula un flui-
do refrigerante.
Por lo tanto, vamos a ver de una parte los elementos fundamentales y sus prin-
cipales funciones y, por otra, cómo circula el fluido refrigerante a través de ellos.
����
 
2
 
Capítulo 
 
1
 
Sistemas de refrigeración por compresión
Estos elementos son (Fig. 1.1):
a. Compresor 
b. Condensador 
c. Dispositivo de expansión 
d. Evaporador 
 
1.1.1
 
Funciones principales 
La función principal de cada uno de ellos es la siguiente:
Compresor: Aspira el fluido refrigerante a la presión de baja establecida y lo
comprime elevando su presión y temperatura hasta unos valores tales que se pue-
da efectuar la condensación. La descarga la efectúa al condensador
Condensador: Es el elemento de la instalación que seencarga de pasar el estado
de vapor del fluido refrigerante a estado líquido. El fluido refrigerante entra en el
condensador en estado de gas (vapor recalentado) y sale en estado líquido a la
temperatura que se condensó o incluso a una temperatura menor si se produce su-
benfriamiento.
El fluido refrigerante cede su calor al agente condensante (aire o agua).
Dispositivo de expansión: Hace que el fluido, que entra en estado líquido, sufra
una caída de presión (y temperatura) hasta la necesaria en el evaporador. También
controla la cantidad de fluido refrigerante que debe entrar en el evaporador.
Evaporador: Se encarga de enfriar o acondicionar la cámara. Puede estar den-
tro o fuera de la misma. Su misión es que el fluido refrigerante, que entra a baja
presión y temperatura, efectúe el enfriamiento de la cámara.
 
Figura 1.1 Elementos fundamentales de un sistema de refrigeración.
Condensador
Compresor
Alta
presión
Baja
presión
Dispositivo de expansión
Evaporador
��������
 
1.2 Alta y baja presión
 
3
Es el elemento de la instalación donde el fluido refrigerante se evapora, ro-
bando calor del exterior del evaporador debido a la diferencia de temperaturas
(entre la que tiene el fluido refrigerante a baja presión y temperatura, y la que ro-
dea al evaporador).
Dada la importancia que tienen estos cuatro elementos, en los siguientes capítulos
los trataremos con mayor profundidad. 
 
1.1.2
 
Fluido refrigerante
El fluido refrigerante está sometido a cambios de estado a lo largo del circuito:
 
� En el compresor entra en estado de gas, a baja presión y temperatura, y sale
con presión y temperatura más altas (recalentado), que es como entra en el
condensador.
 
� Del condensador sale en estado líquido y entra en el dispositivo de expansión.
 
� Del dispositivo de expansión sale en forma de mezcla de líquido y gas
(expansión), a baja presión y temperatura, y entra en el evaporador.
� Del evaporador sale en estado de gas, a baja presión y temperatura, de donde
es aspirado por el compresor, y se inicia un nuevo ciclo.
Como sabemos, al aumentar la presión de un fluido se eleva su punto de ebulli-
ción, y al disminuir la presión, también disminuye su punto de ebullición. Esta es
una de las claves de la refrigeración.
Para una mejor comprensión de lo que esto representa, supongamos que el
fluido que circula por estos elementos es el R-134 a, que a la presión atmosférica
hierve a –27º C.
� Si se somete a una presión de 1 kg/cm2, hierve a –10 ºC
� Si se somete a una presión de 0,2 kg/cm2, hierve a –23 ºC
� Si la presión es de 9 kg/cm2, hierve a 39 ºC
Recordemos que el agua a la presión atmosférica hierve a los 100 ºC.
1.2 ALTA Y BAJA PRESIÓN
Anteriormente hemos comentado que el fluido está sometido a cambios de pre-
sión. Por lo tanto, debemos diferenciar la parte del circuito que está sometida a
una presión alta, y la que se encuentra a baja presión (Fig. 1.1).
La parte correspondiente a la alta presión está comprendida entre la descar-
ga del compresor y la entrada del dispositivo de expansión.
��������
����
4 Capítulo 1 Sistemas de refrigeración por compresión
Hay que resaltar que la temperatura del fluido refrigerante no es la misma en
todo ese tramo:
� Entre la salida del compresor y la entrada del condensador el fluido está en
estado de gas (vapor recalentado).
� Se condensa a una temperatura menor y sale del condensador a esa misma
temperatura o menor si se subenfría, con lo cual, la temperatura del fluido a
la entrada del dispositivo de expansión puede ser igual o menor que la de con-
densación.
La instalación dispone de un manómetro para saber en cada momento la presión.
La parte que corresponde a la baja presión, es la comprendida entre la salida
del dispositivo de expansión y la entrada del compresor. La instalación dispone
del manómetro de baja presión para conocer su valor en cada momento.
En este tramo, también la temperatura varía (aumenta) desde el evapo-
rador hasta la entrada del compresor, tal como estudiaremos en capítulos
posteriores.
1.3 ELEMENTOS DE SEGURIDAD Y CONTROL
La figura 1.2 representa los cuatro elementos fundamentales para el estudio de
sus principales características a los que se añaden los elementos de seguridad y
control.
Figura 1.2 Elementos fundamentales de un circuito frigorífico en los que se 
añaden los dispositivos de seguridad y control.
����
Manómetro de
baja presión
Manómetro de
alta presión
Presostato de baja presión Presostato de alta presión
Compresor
Evaporador
Dispositivo 
de expansión
Válvula
de solenoide
Condensador
Termostato
Cámara
1.3 Elementos de seguridad y control 5
Hemos comentado que en un circuito frigorífico existen dos zonas bien dife-
renciadas, que están sometidas a distintas presiones. Pero puede ocurrir que du-
rante el funcionamiento normal de la instalación esas presiones alcancen valores
que afecten al rendimiento de la misma o, incluso, a la propia seguridad de las per-
sonas.
Para evitar que estos hechos se produzcan, la instalación dispone de pre-
sostatos.
1.3.1 Presostatos 
Son unos aparatos que, activados por presión, tienen la función de abrir o cerrar
un circuito mediante uno o varios contactos normalmente ya sean abiertos o ce-
rrados. De manera práctica, se puede decir que son unos interruptores eléctricos
que funcionan por presión.
Pueden ser:
a. Presostatos de alta presión
Se conectan a la descarga del compresor, y su función es impedir que en la
zona de alta presión, se alcancen valores que afecten al rendimiento de la ins-
talación o a la propia seguridad de las personas. Se regulan a una determinada
presión, y cuando la instalación alcanza ese valor, entonces el presostato para
el compresor.
b. Presostatos de baja presión
Se conectan a la aspiración del compresor, y su función es evitar que la presión,
en la zona de baja, pueda “caer” por debajo de la presión atmosférica y evitar tam-
bién que la presión descienda por debajo de la normal de funcionamiento, ya que
afectaría al rendimiento. De hecho, su regulación debe estar siempre por encima
de la presión atmosférica.
Cuando la presión descienda hasta la correspondiente al valor de regulación,
el presostato parará el compresor.
Si actúa el presostato de alta presión, antes de pulsar el botón de rearme,
se debe detectar la causa de ese aumento anormal de presión y solucionar la
anomalía.
Los presostatos de alta y baja presión no tienen que instalarse necesaria-
mente por separado, ya que también se pueden instalar los dos formando un
solo elemento, llamado presostato combinado, tal como se representa en la
figura 1.3.
Tal como se observa en dicha figura, además de las escalas respectivas de
alta y baja presión hay una tercera escala llamada diferencial de presiones. En
esta se fija la diferencia entre la presión de arranque y la de paro.
En el siguiente ejemplo, veremos cómo se realiza el ajuste.
��������
6 Capítulo 1 Sistemas de refrigeración por compresión
Ejemplo de aplicación
¿Cuál será el valor del diferencial del presostato combinado de una instalación, si quere-
mos que el presostato corte a –23 ºC y arranque a –18 ºC? El fluido refrigerante es R-22.
Mediante las tablas del mismo fluido o en los manómetros correspondientes, ve-
mos que:
� A la temperatura de –23 ºC, le corresponde una presión de 1,22 kg/cm2 (que es la pre-
sión de paro).
� A la temperatura de –18 ºC, le corresponde una presión de 1,7 kg/cm2 (que es la pre-
sión de arranque).
Diferencial = 1,7 kg/cm2 – 1,22 kg/cm2 = 0,48 kg/cm2
Figura 1.3 Presostato combinado.
Figura 1.4 Conexionado de un presostato combinado al circuito.
Tornillo de regulación 
de baja presión
Rearme manual
de alta presión
Escala de 
baja presión
Escala de
alta presión
Escala
diferencial
de presión
Conexión de 
baja presión
Conexión 
eléctrica Conexión 
de alta presión
Tornillo de regulación 
del diferencial
Tornillo de regulación 
de alta presión
��������
��������
DescargaAspiración
Compresor
1.3 Elementos de seguridad ycontrol 7
1.3.2 Termostato
Es el elemento que controla la temperatura de la cáma-
ra (Fig. 1.5).
Abre o cierra un contacto conectado a un circuito
eléctrico cuando alcanza la temperatura de regulación. Se
puede decir que es un interruptor o conmutador eléctrico
que funciona por temperatura. Dentro de los distintos ti-
pos existentes, para mejor comprensión de su funciona-
miento, comentaremos los de “depósito de gas”.
El termostato con depósito de gas, se basa en que éste
sufre variaciones de presión en relación a la temperatura
que rodea al depósito que lo contiene. Si una de las pare-
des del depósito es de membrana, sufrirá deformaciones
a consecuencia de esos cambios de temperatura. Si ade-
más actúa sobre unos contactos, bien sea directa o indi-
rectamente, los abrirá o cerrará de acuerdo a la regulación establecida.
Como los presostatos, disponen de un diferencial (diferencia entre las tempe-
raturas de arranque y de paro) que puede ser fijo o variable. Por lo general suele
ser de ±3.
Ejemplo de aplicación
Queremos mantener una temperatura de –20 ºC en la cámara y el diferencial establecido
es de ±3 ºC.
Ello quiere decir que la instalación se parará cuando la temperatura alcance los –23 ºC,
pues el termostato, en ese momento, cerrará la válvula de solenoide.
Debido a la transmisión de calor, la temperatura en el interior de la cámara aumentará
hasta alcanzar los –17 ºC y entonces el termostato abrirá la válvula de solenoide, y se pon-
drá de nuevo en funcionamiento el compresor.
En el circuito de la figura 1.2, que hemos puesto como ejemplo para facilitar la com-
prensión en este capítulo, el termostato actúa sobre la válvula de solenoide (Fig. 1.6).
1.3.3 Válvula de solenoide (o electroválvula) 
Aunque no es un elemento de regulación ni de control, debe-
mos comentar sus principales características para poder en-
tender mejor el siguiente apartado.
Se coloca antes del dispositivo de expansión (Fig 1.2). Tal
como se aprecia en la figura 1.6, es una válvula que contiene en
su parte superior una bobina, dentro de la cual se desliza el vás-
tago de la válvula. 
Si se hace pasar una corriente eléctrica a través de un hilo
conductor enrollado en un núcleo de hierro, se forma un elec-
��������
Figura 1.5 Termostato.
��������
��������
��������
Figura 1.6 Válvu-
la de solenoide.
8 Capítulo 1 Sistemas de refrigeración por compresión
troimán. El núcleo puede ser atraído por el campo magnético creado al conectar
la bobina y desplazado por un resorte alojado en un extremo del núcleo de hierro.
Su funcionamiento es de todo o nada, no es de regulación proporcional. Cuan-
do está activada por el campo magnético, levanta el vástago de la válvula y deja
pasar el fluido. Cuando se desactiva, cesa la imanación (no hay campo magnéti-
co), el vástago de la válvula cae y corta el paso del fluido refrigerante.
Va conectada en serie con el termostato, por decirlo de una manera práctica;
el termostato deja pasar o corta la corriente eléctrica a la bobina, con lo cual la
válvula se abre o cierra, según las necesidades térmicas.
1.3.4 Presostato diferencial de aceite
Es un elemento de seguridad; de hecho es un interruptor de seguridad (Fig. 1.9).
Protege al compresor contra una presión de aceite demasiado baja. Se conecta a
la aspiración y a la descarga de la bomba de lubricación (Fig. 1.8). 
La presión de aceite de lubricación, es la diferencia entre la presión de impul-
sión del aceite y la de aspiración, que es la del cárter. El presostato actúa según
esta diferencia, que como dato orientativo no suele ser menor que 1 bar. 
Lleva incorporado un relé temporizador, de modo que si en un intervalo de
60, 90 ó 120 segundos la presión del aceite no alcanza el valor de regulación,
para el compresor. Por ejemplo en el arranque, como ese valor no se alcanza de
manera instantánea, el compresor se pararía al momento. 
Figura 1.7 A: Válvula de solenoide. B: Termómetro-termostato electrónico. Es 
decir, mide la temperatura en el interior del local y además controla la tempe-
ratura necesaria.
A B
��������
1.4 Funcionamiento de la instalación 9
Otro tipo de control de presión diferencial de aceite, muy empleado con los
nuevos fluidos refrigerantes, es el mostrado en la siguiente figura 1.10. 
El sensor de control se enrosca directamente en la carcasa de la bomba del
compresor. Unos canales internos enlazan el control a los puertos de aspiración y
descarga de la bomba de aceite. Este tipo de controles, se puede sustituir sin ne-
cesidad de intervenir en el circuito frigorífico. También dispone de un tiempo de
retardo para su actuación. 
1.4 FUNCIONAMIENTO DE LA INSTALACIÓN
Relacionando los elementos citados, el funcionamiento de la instalación es como
sigue:
1. Cuando la instalación entra en funcionamiento, la temperatura en el interior
de la cámara empieza a disminuir hasta que alcanza la que queremos obtener.
Figura 1.8 Conexionado de un presostato diferen-
cial de aceite al compresor.
Figura 1.9 Presostato diferencial 
de aceite.
Figura 1.10 Control de presión diferen-
cial de aceite montado en un compresor.
����
10 Capítulo 1 Sistemas de refrigeración por compresión
2. En ese momento el termostato, que ya la detectó, corta la corriente a la válvula
solenoide y ésta cierra. Como ya no pasa fluido, el compresor en su funciona-
miento, cada vez tiene menos fluido que aspirar, con lo que su presión de as-
piración empieza a “caer” hasta que alcanza el valor fijado en el presostato de
baja y éste para el compresor.
3. Debido a la entrada de calor del exterior (transmisión por paredes, techo, sue-
lo, puertas), la temperatura en el interior de la cámara empieza a subir. Cabe
resaltar, que la mayor parte de las horas que trabaja un compresor, lo hace
para eliminar el calor que entra por transmisión.
4. El termostato detecta ese aumento de temperatura y al cerrar sus contactos da paso
de corriente a la válvula solenoide y ésta se abre. El fluido, que se encuentra a la
entrada de la misma a alta presión, pasa al dispositivo de expansión (está abierto)
y entra en el evaporador. A medida que va entrando, roba calor del interior de la
cámara y su presión y temperatura aumentan hasta alcanzar un valor tal que co-
rresponda al fijado en el diferencial del presostato y arranca el compresor. 
1.5 ELEMENTOS COMPLEMENTARIOS
Una instalación podría trabajar con los elementos anteriormente citados, pero,
evidentemente, necesita de otros elementos complementarios para que el ciclo de
trabajo se pueda efectuar con el mayor rendimiento posible. 
En el siguiente esquema (Fig. 1.11) se representan los más importantes y su
disposición en las instalaciones. 
Figura 1.11 Instalación de los elementos fundamentales, de seguridad y control, 
y complementarios.
����
Compresor
Manómetro de baja presión Manómetro de alta presión
Separador de aceite
Presostato de baja presión Presostato de alta presión
Válvula de
paso recto
Recipiente de líquido
Visor
de líquido
Válvula de 
paso recto
Filtro
deshidratador
Válvula
de carga
Válvula de
solenoideTermostato
(de la cámara)
Válvula de
expansión
Evaporador
Condensador
Acumulador de aspiración
1.5 Elementos complementarios 11
1.5.1 Resistencia calefactora (del cárter) 
Cuando las temperaturas que rodean al compresor (temperatura ambiente) son muy
bajas, en los tiempos de parada del compresor puede ocurrir que el fluido refrige-
rante depositado en el cárter se condense, por lo que en el momento del arranque se
produce una vaporización rápida del fluido que conlleva un arrastre de aceite.
También la baja temperatura ambiente afecta a la viscosidad del aceite, ya que
si es muy baja, ésta aumenta las resistencias a vencer en el arranque. Para evitar
estas circunstancias se instalan en el cárter unas pequeñas resistencias eléctricas
que lo mantienen a cierta temperatura, de tal manera que cuando para el compre-
sor, entran en funcionamiento. 
1.5.2 Separador de aceite 
Se instala en la tubería de descarga, después del compresor.
El fluido refrigerantesale del compresor mezclado con el
aceite de lubricación y éste debe retornar al cárter principal-
mente por dos razones: 
1. porque el nivel de aceite del cárter iría disminuyendo y
2. porque el aceite, cuando llegue al circuito de baja pre-
sión, podría tener problemas de retorno (deja de ser mis-
cible y crea problemas en los evaporadores, por ejemplo
de transmisión o taponamientos).
Los hay de varios tipos. Por ejemplo los que aprovechan la
fuerza centrífuga de la descarga del compresor para efectuar
la separación (Fig. 1.13) o bien la caída de velocidad a la en-
trada del separador para efectuar la separación. 
Figura 1.12 Bloque de un compresor con resistencia eléctrica en el cárter.
��������
Resistencia
Conexión eléctrica
��������
Figura 1.13 Separa-
dor de aceite.
Salida
Entrada
Retorno
12 Capítulo 1 Sistemas de refrigeración por compresión
El aceite se va decantando en el fondo del separador hasta alcanzar un nivel
tal que el regulador, por ejemplo un flotador de nivel, lo detecta y abre el paso de
retorno hacia el cárter.
Una representación del retorno de aceite (Fig. 1.14) es la siguiente: 
Cuando el nivel del aceite en el interior del separador alcanza el nivel estipu-
lado, el regulador de nivel abre la electroválvula y el aceite retorna al cárter. El
aceite retorna porque la presión en el interior del separador (presión de alta) es
superior a la presión reinante en el cárter.
No tienen una eficacia del 100%, pero es bueno que una pequeña cantidad de
aceite circule por la instalación ya que mantiene engrasados elementos como
válvulas, electroválvulas, etc.
El fabricante indica grabado en la envolvente cuáles son las conexiones de en-
trada y salida. 
1.5.3 Recipiente de líquido
Conocido también como acumulador de líquido (Figs. 1.15 y 1.17). Puede ser
vertical u horizontal. Se coloca a la salida del condensador, aunque los hay del
tipo condensador-recipiente que forman un solo elemento.
El líquido que sale del condensador no va directamente al evaporador, salvo
como veremos más adelante si se usan tubos capilares, sino que se “almacena” en
el recipiente. Mantiene una reserva de líquido para restituirlo según la demanda.
Su capacidad varía con las características de la instalación; si se trata de una
con varios evaporadores, su capacidad será por lo menos 1,25 veces la capacidad
del evaporador mayor.
Al ser un recipiente de alta presión, debe llevar sus dispositivos de seguridad
para evitar que se alcancen presiones peligrosas. 
Figura 1.14 Línea de retorno de aceite.
Aspiración Descarga
Descarga
Visor
Electroválvula Filtro
Compresor
Enfriador de aceite (no es obligatorio)
Regulador 
de nivel
Separador
de aceite
��������
1.5 Elementos complementarios 13
Estos dispositivos (Fig. 1.16) pueden ser válvulas de seguridad o tapones fusibles.
En este último caso llevan en su interior un material fungible que cuando alcanza
una alta temperatura determinada se funde y deja salir el fluido al exterior. 
Figura 1.15 Recipiente de líquido horizontal. 
Figura 1.16 Válvulas de seguridad.
14 Capítulo 1 Sistemas de refrigeración por compresión
Los recipientes suelen llevar un visor o nivel de líquido para saber en cada
momento su contenido. También sirven para recoger el fluido refrigerante de la
instalación en caso de avería o que se quiera desmontar algún elemento. 
1.5.3.1 Recogida del fluido refrigerante en el recipiente de líquido
Es una operación que se hace con mucha frecuencia, como por ejemplo, cuando
hay que sustituir algún elemento o por motivos de averías.
Ejemplo de aplicación:
El esquema de la figura 1.11 nos ayudará a comprender la operación, la cual se realiza con
la instalación en funcionamiento:
1. Se baja la regulación del presostato de baja presión, por debajo de la presión at-
mosférica.
2. Se cierra la válvula de paso recto montada a la salida del recipiente de líquido. La pre-
sión irá disminuyendo y cuando veamos en el manómetro de baja que está ligeramen-
te por encima de la presión atmosférica, entonces paramos el compresor. 
Figura 1.17 Recipiente de líquido vertical.
������������
��������
1.5 Elementos complementarios 15
3. A la entrada del recipiente de líquido suele montarse otra válvula (de paso recto) que
en el momento de parar el compresor también se cerrará. Si no, se cerraría la válvula
de descarga del compresor.
4. Para volver a poner la instalación en marcha, se abren las válvulas antes mencionadas,
y se vuelve a regular el presostato a su anterior valor.
1.5.4 Filtros de humedad
Los grandes enemigos de una instalación frigorí-
fica son el temido golpe de líquido y la entrada de
aire. Esta última implica a su vez una doble pro-
blemática ya que, como sabemos, el aire que nos
rodea es aire húmedo, con lo cual al entrar en el
circuito lo hace junto con su humedad. De las con-
secuencias derivadas de la entrada del aire tratare-
mos en profundidad en capítulos posteriores. 
La entrada de humedad en un circuito puede producirse de muchas maneras: 
� Después de una reparación (o sustitución de algún elemento)
� Al meter aceite
� Durante la operación de carga de fluido refrigerante 
� Si el compresor aspira del aire ambiente
No obstante, tenemos que recordar que cuando hay pérdidas de refrigerante
en alta presión también hay entrada de humedad. Ya que por difusión del va-
por de agua penetra humedad en el circuito, también contra la presión del re-
frigerante, tanto más cuanto más seco esté el refrigerante y más húmedo el
aire ambiente.
La humedad puede originar serios problemas tales como bloquear los dispo-
sitivos de expansión (congelación de esas gotas del aire húmedo) o bien producir
problemas en los compresores herméticos o semiherméticos, oxidaciones, etc.
Para evitar la humedad en los circuitos se instalan unos filtros de humedad
(Fig.1.18) también llamados deshidratadores. Contienen un agente desecante que
puede ser:
� silicagel
� tamices moleculares
� alúmina activada
� óxido de aluminio, muy empleado con los nuevos fluidos refrigerantes.
También existen los denominados de núcleo sólido, que son una mezcla de sili-
cagel, tamices moleculares y óxido de aluminio. 
Los filtros de humedad además de su función deshidratadora, retienen impu-
rezas (partículas sólidas).
��������
��������
Figura 1.18 Filtro de humedad.
16 Capítulo 1 Sistemas de refrigeración por compresión
Es muy importante su montaje, para ello deben seguirse las instrucciones de
los fabricantes. Pero, por norma, deben instalarse en la dirección que indique el
fabricante, y si es en sentido vertical descendente, se aumenta su rendimiento.
Existen unos filtros secadores reversibles
(Fig. 1.19) para las instalaciones con “bomba
de calor” (inversión de ciclo), es decir, son
bidireccionales.
A efectos de mantenimiento preventivo debe
cambiarse el conjunto o sólo el agente desecante,
según el tipo de filtro, y de acuerdo con las horas
de funcionamiento que dictamine el fabricante,
para evitar que llegue al estado de saturación. Si
se diera este caso en un filtro con silicagel, una solución sería calentarlo en un
horno durante 3 horas, a una temperatura aproximada a los 200 ºC ya que se reac-
tivaría y podría funcionar sin problemas durante un tiempo.
La eficacia del agente desecante aumenta cuanto menor sea la temperatura
del líquido a la entrada del filtro. Supongamos, por ejemplo, una instalación con
condensador por aire. En verano, al aumentar la temperatura ambiente, también
aumenta la temperatura de condensación y por lo tanto la del líquido, lo que in-
fluye en la eficacia del agente deshidratador y puede provocar congelación en las
válvulas de expansión. Por ello si se debiera instalar un intercambiador de calor,
el filtro se montaría después.
Nota Al solicitar un filtro, es importante señalar que no es suficiente pe-
dirlo según el diámetro de conexionado, sino que hay que indicar también
su capacidad (volumen interior expresado en litros, que es dato del fabrican-
te), ya que para un diámetro determinado la capacidadpuede tener varios
valores.
1.5.5 Visor
De manera práctica diremos que es una “ventana”
(Fig. 1.20) que tenemos en el circuito. A su través
sólo deberíamos ver el fluido en estado líquido
100% (saturado). Si, por ejemplo vemos burbujas,
podría indicarnos que hace falta fluido refrigerante
(poca carga, bien sea porque de origen no tiene la
adecuada o por fugas posteriores) o bien, si hay bur-
bujas y está frío, puede ser porque un estrangula-
miento origina una expansión antes de llegar al
visor. También nos indica si hay humedad en el cir-
cuito, ya que contiene una sal química higroscópica que reacciona con la hu-
medad y cambia de color. 
Figura 1.19 Filtro reversible.
��������
Figura 1.20 Visor.
1.5 Elementos complementarios 17
Puede ir conectado en serie, como en la figura 1.11, o bien en paralelo
(Fig. 1.21). Con lo cual en una tubería de mayor diámetro se montaría de la si-
guiente manera: 
Por último, comentar que no todos los visores de líquido tienen indicador de
humedad. También se pueden montar en la línea de retorno de aceite al cárter del
compresor.
1.5.6 Acumulador de aspiración
Es un elemento que se instala en el lado de baja presión, antes del compresor. Su
función consiste en evitar que llegue el fluido en estado líquido al compresor. Es
un recipiente metálico, que por lo general suele llevar un tubo de entrada y otro
de salida. Es muy importante fijarse en ello; de hecho el fabricante nos indica cual
es de entrada (está grabada). Si nos equivocamos de conexión podríamos originar
problemas en la instalación.
Evidentemente el tubo de entrada se conecta a
la tubería que viene del evaporador, y el de salida
a la que va al compresor. 
Si nos fijamos en el gráfico (Fig. 1.22), el tubo
de salida tiene en la parte inferior un orificio cali-
brado (1), que sirve para el retorno del aceite.
La misma depresión originada por la aspira-
ción del compresor facilita la evaporación del
fluido.
No hay que confundir el acumulador de aspira-
ción con el separador de líquido, ya que éste es un
elemento de las instalaciones de régimen inundado
y está perfectamente aislado, pues contiene el flui-
do expansionado a baja presión y temperatura.
Figura 1.21 Visor montado en paralelo.
Visor
Fluido líquido
��������
Figura 1.22 Acumulador
de aspiración.
1
18 Capítulo 1 Sistemas de refrigeración por compresión
1.5.7 Intercambiador de calor (Fig. 1.23) 
Algunas instalaciones llevan intercambiadores de calor a contracorriente líqui-
do-vapor de aspiración (A) (Fig. 1.24). Es decir, se produce intercambio de calor
entre el líquido refrigerante procedente del recipiente y el vapor de salida del
evaporador.
Al ser estos elementos intercambiadores de calor, tienen doble lectura:
a. La del vapor frío de la aspiración que subenfría el líquido que va al disposi-
tivo de expansión y aumenta el rendimiento dado que la temperatura con que
entra el líquido en dicho dispositivo (válvula de expansión en la figura 1.24)
es menor.
Figura 1.23 Intercambiador de calor.
Figura 1.24 Instalación con intercambiador de calor (A).
��������
Salida líquido
refrigerante
Entrada líquido
refrigerante
Vapor
Descarga
Del condensador
Recipiente de líquido
AFiltroVisor
V. solenoide
V. expansión
Evaporador
Compresor
1.5 Elementos complementarios 19
b. La alta temperatura del líquido que al estar en contacto con la tubería de salida
del evaporador, vaporiza las posibles gotas de líquido que vayan al compre-
sor, es decir evita que llegue líquido al compresor.
Es conveniente montar el intercambiador antes del filtro de humedad, ya que
cuanto más baja sea la temperatura del líquido refrigerante, mayor será el rendi-
miento del agente desecante.
El subenfriamiento que se consigue de esta manera puede ocasionar el reca-
lentamiento del vapor de aspiración, lo que implicaría que el trabajo del compre-
sor fuera mayor que si entrara saturado.
En el siguiente capítulo estudiaremos los efectos debidos a la realización de un
subenfriamiento del líquido y un recalentamiento en la aspiración. Estos efectos
dependen, principalmente, del tipo de fluido refrigerante; pero como adelanto de
una importante conclusión, diremos que aunque sea muy pequeño el aumento de
la producción frigorífica que se consigue (salvo con el empleo del amoníaco, que
sería negativo), el principal objetivo de la instalación de un intercambiador de ca-
lor, es evitar que llegue fluido refrigerante en estado de líquido, al compresor.
21
C A P I T U L O 2
Diagrama de Mollier
Introducción
Su aplicación es muy importante, ya que con la ayuda de este diagrama re-
presentamos el ciclo de refrigeración del sistema, que nos sirve para calcular las
potencias o capacidades de los elementos o bien detectar anomalías.
El diagrama “presión entalpía” (p–h) es el más utilizado para la represen-
tación del ciclo. Cada fluido refrigerante tiene el suyo propio, con lo que no se
puede utilizar el diagrama de un fluido para otro distinto.
2.1 ESTUDIO DEL DIAGRAMA
El gráfico de la figura 2.1 nos ayudará a interpretar los valores que contiene y
también su manejo. Vamos a ver los parámetros que están representados:
En el eje vertical (eje de ordenadas) tenemos las escalas de presiones en kg/ cm2
(valores absolutos).
En el eje horizontal (eje de abscisas) las escalas de las entalpías expresadas en
kcal/kg.
1. Vemos que hay dos líneas, que vienen a determinar las separaciones entre las
distintas zonas:
� La línea de líquido saturado (el fluido se encuentra en la misma en estado
100% líquido).
� La línea de vapor saturado (el fluido se encuentra en la misma en estado
100% vapor).
����
22 Capítulo 2 Diagrama de Mollier
2. En él distinguimos tres zonas (Fig. 2.2):
Figura 2.1 Diagrama p-h de un refrigerante.
Figura 2.2 Zonas características del diagrama p-h.
Zona de vapor
recalentadoZona de
mezcla
Zona de líquido
subenfriado
Línea de vapor
saturado
Líneas de
calidad de
la mezcla
Línea de líquido
saturado
Ve cte.
S cte.
P1
t1
P2
h1 h2 Entalpía kcal/kg
kg/cm2
P
(abs)
Líquido
subenfriado
Mezcla
PCP
h
Vapor
recalentado
Línea de vapor
saturado
Línea de
líquido saturado
2.1 Estudio del diagrama 23
� Zona de líquido subenfriado, a la izquierda de la línea de líquido saturado.
� Zona de mezcla (líquido y gas), entre las dos líneas.
� Zona de vapor recalentado, a la derecha de la línea de vapor saturado.
PC representa el punto crítico. En cualquier punto situado por encima de la línea
de temperatura crítica no es posible el cambio de estado de vapor a líquido.
3. Y los siguientes parámetros:
� Líneas de temperaturas (t1, t2...), expresadas en ºC.
� Líneas de presión (P1 y P2, eje de ordenadas, hay que recordar que son
absolutas).
� Líneas de entalpías (h1 y h2, eje de abscisas).
� Líneas de volumen específico (Ve), muy importantes para determinar el
desplazamiento volumétrico del compresor, expresadas en dm3/kg o m3/kg
Su valor numérico va aumentando a medida que las líneas van hacia
abajo (acercándose al eje horizontal).
� Líneas de entropía (S cte.), que nos determinarán la fase de compresión,
expresadas en kcal/(kg·ºK).
� Líneas de calidad de la mezcla (10, 20, 30, ...), en la zona de mezcla, que
nos indican la proporción en la que se encuentra el fluido refrigerante (tí-
tulo de vapor). Cuanto más cerca se encuentre el punto de la línea de lí-
quido saturado, mayor será la proporción de líquido y menor la
proporción de vapor. A medida que se vaya acercando a la línea de vapor
saturado, la proporción será mayor en vapor y menor en líquido. Por
ejemplo, la línea de 30 nos indicaría que en ese punto hay una proporción
de 70% de líquido y 30% de vapor.
En algunos diagramas, los valores de las líneas de calidad de la mezcla
vienen expresados por 0,1, 0,2, 0,3, etc.; pero su interpretación es la misma.
2.1.1 Proceso de realización del ciclo estándar
A continuación (Fig. 2.3) realizaremos un ejemplo de la representación del ciclo
estándar de refrigeración de una instalación que:
� Utiliza fluido R-22 
� Presiónde aspiración: 1 kg/cm2
� Presión de descarga: 13 kg/cm2
El proceso es el siguiente:
1. Trazamos las líneas de presiones, cuyos valores son 2 y 14 kg/cm2 puesto que
deben ser presiones absolutas. 
2. Tomamos la línea de presión de aspiración (evaporación), y nos situamos en
el punto que interseca con la línea de vapor saturado. Este punto 1 representa
��������
24 Capítulo 2 Diagrama de Mollier
la salida del evaporador, que es la entrada del compresor (ya que al considerar
el ciclo estándar, no hay recalentamiento).
3. En este punto 1 el compresor aspira el fluido, lo comprime, elevándole la
presión y la temperatura, y lo descarga al condensador en estado de vapor
recalentado.
A efectos de representación del ciclo, desde el punto 1 seguimos la línea
de entropía S cte., que pasa por él hasta que corte la línea de presión de des-
carga punto 2.
Este punto 2 representa asimismo la entrada del fluido al condensador.
Si se diera la circunstancia de que el punto 1 no coincidiera con la línea
de S cte. (que estuviese entre dos líneas de S), entonces trazaríamos una pa-
ralela a la más próxima.
4. El fluido entra en el condensador (punto 2) y a su paso por el mismo se conden-
sa y sale a la temperatura de condensación (punto 3) en estado líquido 100%.
5. Asimismo este (punto 3) representa la entrada del fluido en el dispositivo de
expansión, donde se expansiona, y la presión cae de 14 kg/cm2 a 2 kg/cm2
(abs). A la salida el fluido está en estado de mezcla (vemos que en la línea de
índice de calidad es 32% vapor y 68% líquido).
6. A la salida del dispositivo de expansión (punto 4) las condiciones son las mis-
mas que a la entrada del evaporador. El fluido, al pasar por éste, se evapora a
temperatura constante (calor latente de vaporización), con lo que tal como se
Figura 2.3 Diagrama p-h para la representación del ciclo estándar.
P
14
2
2
22 57,5 71 h
32
4 –25 ºC
75 ºC
36 ºC
1
3
2.1 Estudio del diagrama 25
puede ver, a medida que circula el fluido por el evaporador, cada vez hay me-
nos líquido y más vapor, hasta que entra nuevamente en el compresor (1).
Con el ciclo representado, tenemos:
1-2 Se produce la compresión del fluido refrigerante
2-3 Condensación
3-4 Expansión
4-1 Evaporación
A continuación, desde los puntos antes mencionados (1, 2, 3 y 4) trazamos las lí-
neas de entalpía y determinamos sus valores que son:
h1 = 57,5 kcal/kg
h2 = 71 kcal/kg
h3 = h4 = 22 kcal/kg
Con estos valores, por ejemplo, podemos determinar: 
a. Capacidad del condensador (Qc):
La cantidad de calor absorbida por el condensador, o cedida al mismo, será la di-
ferencia entre las entalpías a la entrada y a la salida. 
Por lo tanto:
Qc = 71 kcal/kg – 22 kcal/kg = 49 kcal/kg
b. Capacidad del evaporador o efecto refrigerante (E.R):
De la misma manera, diremos que la cantidad de calor absorbida por el evapora-
dor, será la diferencia entre las entalpías a la entrada y a la salida. 
Qe = 57,5 kcal/kg – 22 kcal/kg = 35,5 kcal/kg
c. Trabajo del compresor (τc):
Es el que realiza para comprimir el fluido desde la presión de baja (2 kg/cm2)
hasta la de descarga (14 kg/cm2). Será, pues, igual a la diferencia entre ambas
entalpías:
τc = 71 kcal/kg – 57,5 kcal/kg = 13,5 kcal/kg
Qc = h2 – h3
Qe = h1 – h4
τc = h2 – h1
26 Capítulo 2 Diagrama de Mollier
d. Calidad de la mezcla:
Leemos su valor: 32. Por lo que el fluido está en la proporción de:
32% de vapor y 68% de líquido
e. Temperaturas
Las temperaturas de descarga, evaporación y condensación serían 75 ºC, –25 ºC
y 36 ºC, respectivamente.
Nota No debemos olvidar que estos valores determinados son por cada kg de
refrigerante.
2.2 CICLO PRÁCTICO
Si tuviéramos que representar el ciclo práctico, tendríamos que tener en cuenta si
hay recalentamientos y subenfriamientos, que aunque trataremos de ello en capí-
tulos posteriores, vamos a ver a modo de introducción las consecuencias de am-
bos en el ciclo que hemos representado.
Si hubiese recalentamiento en la aspiración, el punto 1 ya no estaría en la
línea de vapor saturado, porque, evidentemente, se desplazaría a la zona de re-
calentamiento (punto 1´). Y si hubiese subenfriamiento, el punto 3 se desplaza-
ría al punto 3´. En la figura 2.4 se comparan los ciclos estándar y práctico.
Como veremos en capítulos posteriores, las consecuencias de estos cambios
son notables. 
Figura 2.4 Comparación de los ciclos estándar y práctico.
����
P
h
3′ 3
4′
4 1′
1
2 2′
2.3 Ciclo real 27
2.3 CICLO REAL
Evidentemente el ciclo real está afectado por las pérdidas de carga a lo largo del
circuito de alta presión, de baja presión, en línea de líquido y en el compresor, con
lo que realmente toma la siguiente forma (Fig. 2.5): 
Como las caídas de presión en los circuitos frigoríficos son muy pequeñas (de he-
cho en las líneas de baja presión son menos toleradas que en alta presión), en ge-
neral se trabaja con el ciclo práctico. Para que veamos la importancia de lo
comentado anteriormente, diremos que cuanto mayor sea el valor de la caída de
presión (o sea, menor presión a la entrada del compresor), mayor será el volumen
específico y por tanto, menor será el desplazamiento volumétrico del compresor.
En el capítulo siguiente hablaremos de ello con más profundidad. 
Figura 2.5 Diagrama p-h correspondiente al ciclo real.
����
P
h
Compresión
isoentrópica
28 Capítulo 2 Diagrama de Mollier
3
2
4
1
0,
30
0,
29
-9
0-
80
-7
0
-6
0-
50
-4
0-
30
-2
0-
10
0
10
20 
30
 4
0 5
0
 6
0
 0
,1
2
0,
13
 0
,1
4
 0
,1
5
 0
,1
6
 0
,1
7
 0
,1
8
0,
19
 0
,2
0
 0
,2
1
 0
,2
2
 0
,2
3
 0
,2
4
 1
,5
 7
0
 8
0
 9
0
96
,0
 9
0
 8
0
 7
0
 6
0
 5
0
 4
0
 3
0
 2
0
 1
0
 0
-1
0
-2
0
-3
0
-4
0
-5
0
-6
0
-7
0
-8
0
 1
0
 2
0
 3
0
 4
0
 5
0
 6
0
 7
0
 8
0
 9
0
-9
0
0,
31
0,
32
0,
33
0,
34
0,
35
0,
36
0,
37
0,
38
0,
39
0,
40
40
00
30
00
20
00
10
0
50
0
20
0
10
0
50201
050,
28
3
0,
27
0,
26
2
0,
25
31
0
30
0
29
0
28
0
27
0
26
0
25
0
24
0
23
0
22
0
21
0
20
0
19
0
18
0
17
0
16
0
15
0
14
0
13
0
12
0
11
0
10
0
 9
0
 8
0
 7
0
 6
0
 5
0
 4
0
 3
0
 2
0
 1
0
 0
-1
0
-2
0
-3
0
-4
0
-5
0
-6
0
-7
0
TE
M
PE
RA
TU
RA
 e
n
 º
C
, E
N
TR
O
PÍ
A
 e
n
 C
al
/(
kg
) (
ºK
).
V
O
LU
M
EN
 e
n
 d
m
3 /
kg
, C
A
LI
D
A
D
 e
n
 %
.
E.
 I.
 D
U
PO
N
T 
D
E 
N
em
o
u
rs
 &
 C
O
M
PA
N
Y,
 IN
C
.
W
IL
M
IN
TO
N
, D
EL
A
W
A
RE
 1
98
98
“F
R
EO
N
 - 
2
2
”
RE
FR
IG
ER
A
N
TE
TE
M
PE
RA
TU
RA
CO
N
ST
A
N
TE
V
O
LU
M
EN
C
O
N
ST
A
N
TE
EN
TR
O
PI
A
C
O
N
ST
A
N
TE
CALID
ADCO
NSTAN
TE
LIQUID
O SAT
URAD
O
-1
5
-1
0
-0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
10
0
11
0
50
0
40
0
30
0
20
0
14
0
10
0
80 60 40 30 20 14 10 8 6 4 3 2 1,
4
1,
0
0,
8
0,
6
0,
4
0,
3
0,
2
0,
14 0,
1
0,
08
0,
06
0,
05
50
0
40
0
30
0
20
0
14
0
10
0
80 60 40 30 20 14 10 8 6 4 3 2 1,
4
1,
0
0,
8
0,
6
0,
4
0,
3
0,
2
0,
14
0,
1
0,
08
0,
06
0,
05
-1
0
0 
10
 
20
 
30
40
50
60
70
 
80
90
10
0
11
0
C
am
b
io
 d
e 
es
ca
la
C
am
b
io
 d
e 
es
ca
la
PRESIÓN ABSOLUTA (kg/cm2)
ENTALPÍA (Cal/kg por encima de líquido saturado a –40 ºC)
Conversión al sistema métrico por
Ediciones del Castillo, S. A. , Madrid
Diagrama presión - entalpía del Refrigerante 22. (Derecho de propiedad
de 1964 de E. L. du Pont de Nemours & Company. Reproducido con autorización.)
29
30 Capítulo 2 Diagrama de Mollier
31
33
C A P I T U L O 3
Compresor
Introducción
Es el corazón de la instalación. Su función, dentro del sistema de refrigera-
ción, consiste en aspirar el fluido refrigerante a baja presión y temperatura, com-
primirlo y descargarlo a una presión y temperatura tales que se pueda
condensar.
Los tipos de compresores más empleados en la refrigeración son:
� Alternativos
� De tornillo o helicoidales
� Rotativos
� Centrífugos
Los tres primeros son de desplazamiento positivo, es decir, en ellos el fluido
refrigerante se sometea una compresión mecánica por medio de un elemento
compresor que realiza la reducción volumétrica.
Los compresores centrífugos son de desplazamiento cinético, ya que realizan
la compresión mediante la fuerza centrífuga que se ejerce sobre el fluido refrige-
rante por la rotación de un rodete que gira a gran velocidad.
34 Capítulo 3 Compresor
3.1 ESTUDIO DE LOS COMPRESORES ALTERNATIVOS
Pueden ser de simple efecto o de doble efecto, según se realice la compresión del
fluido en un solo lado del pistón o en ambos lados.
El más utilizado, y que a continuación estudiaremos, es el de simple efecto.
3.1.1 Elementos del compresor
Bloque 
El bloque (Fig. 3.1) aglutina y soporta todos los elementos del compresor, tanto
fijos como móviles. La parte superior es la culata y la inferior, por su interior,
el cárter. 
Cárter
Es el espacio interior comprendido entre el eje cigüeñal y el fondo del bloque,
destinado a almacenar el aceite de lubricación. 
Cilindro 
Espacio donde va alojado el pistón. En su interior, éste
se desplaza en movimiento rectilíneo alternativo. En
compresores de mediana y gran potencia lleva camisa
(Fig. 3.2), que es una pieza cilíndrica de acero que lo re-
viste, y que en casos de desgaste se puede rectificar, o
sustituir si procede. 
En este caso, el pistón se mueve en el interior de la
camisa.
Figura 3.1 Bloque de un compresor.
����
��������
Figura 3.2 Camisa.
3.1 Estudio de los compresores alternativos 35
Pistón o émbolo
Elemento que, desplazándose en el interior del cilindro, provoca la aspiración,
compresión y descarga del fluido refrigerante. Lleva alojados los aros o segmen-
tos, que pueden ser:
� Aros de engrase: Permiten la lubricación de los cilindros y, en su movimiento,
arrastran el aceite al cárter.
� Aros de compresión: Impiden que el fluido refrigerante escape por los espa-
cios entre el pistón y el cilindro, hacia la parte inferior (cárter). Esto se aprecia
mejor durante la compresión, ya que si hay fugas no se alcanzan las altas pre-
siones necesarias.
Biela
La biela (Fig. 3.3) es el elemento que une el pistón con el eje cigüeñal. Transfor-
ma el movimiento circular del eje cigüeñal en rectilíneo alternativo del pistón. Por
ello son resistentes y ligeras.
La parte superior, llamada pie de biela, se une al pistón por medio del bulón,
que es un pasador. Para evitar el desplazamiento lateral de éste, en ambos extre-
mos lleva unas arandelas especiales. 
La parte inferior de la biela, llamada cabeza de biela, se une al eje cigüeñal.
La biela puede ser de dos tipos, según se conecte al eje cigüeñal o a una
excéntrica.
Figura 3.3 Conjunto biela-pistón y aros.
36 Capítulo 3 Compresor
Eje cigüeñal 
La disposición y forma dependen del número de cilindros (Fig. 3.4). Está formado
por un número determinado de manivelas, que tienen en sus respectivos lados
opuestos unos contrapesos de equilibrado. La manivela es la parte que se conecta
a la biela.
Los extremos del eje, llamados cuellos o muñequillas, son los soportes que se
apoyan sobre la bancada del compresor. El extremo del eje que tiene el chavetero
es el que se conecta al motor eléctrico para su accionamiento. El otro extremo ac-
ciona la bomba de lubricación. 
Eje de excéntrica
Se emplea en compresores de pequeña potencia (Fig. 3.5). Actúa de forma excén-
trica, de ahí el nombre, sobre su eje de giro. En la excéntrica se monta la biela.
El extremo del eje que tiene el chavetero se conecta al motor eléctrico.
Figura 3.4 Eje cigüeñal de dos cilindros.
Figura 3.5 Eje de excéntrica de dos cilindros. 
Manivela
Contrapeso
Chavetero
Excéntrica
Chavetero
3.1 Estudio de los compresores alternativos 37
Culata
Cierra el cilindro por la parte superior. Es la “tapa” del cilindro. En ella se alojan
las válvulas de aspiración y descarga. Como está sometida a altas temperaturas,
puede ser refrigerada por aire o por agua (Fig. 3.6). 
Válvulas de aspiración y descarga 
Se encargan de comunicar el interior del cilindro con los conductos de aspiración
y descarga. Su apertura y cierre se producen por la diferencia de presiones entre
la del interior del cilindro y la de los conductos respectivos del fluido. 
Los tipos más empleados son de disco o laminillas, pero todas deben ser: 
� Perfectamente estancas.
� Muy resistentes, ya que están sometidas a fuertes variaciones de presión y
temperatura.
Figura 3.6 Culata refrigerada por agua. Culata refrigerada por aire con sus juntas y plato 
de válvulas.
Figura 3.7 Plato de válvulas de un compresor alternativo.
Culata refrigerada por agua Culata refrigerada por aire 
Plato de válvulas
A B
38 Capítulo 3 Compresor
Por lo general son de acero inoxidable, y para grandes potencias, disponen de
resortes para su accionamiento.
En la figura 3.7A se ve el plato de válvulas (vista superior) de un compresor
abierto y alternativo de dos cilindros, en el que se aprecian las válvulas de descarga.
En la figura 3.7B se ve mismo plato de válvulas (vista inferior), con la junta
de culata y las válvulas de aspiración.
Válvulas de seguridad internas
Independientemente de los sistemas de seguridad que puedan tener las instalacio-
nes, los compresores llevan incorporadas válvulas de seguridad internas que po-
nen en comunicación la descarga del compresor con la aspiración en caso de
presiones muy altas
3.1.2 TERMINOLOGÍA (FIG. 3.8)
PMA o PMS
Punto muerto alto o punto muerto superior. Es el punto más alto al que llega el
pistón en su carrera ascendente. Es el punto en el cual el pistón está más próximo
a la culata. 
PMB o PMI
Punto muerto bajo o punto muerto inferior. El punto más bajo al que llega el pis-
tón en su carrera descendente. Es la posición en la cual el pistón está más alejado
de la culata.
Carrera
Distancia entre el PMA y el PMB. Corresponde a un ángulo de giro, de 180º del
cigüeñal.
Figura 3.8 Terminología de un cilindro en un compresor alternativo.
��������
Aspiración Descarga
Vp
Ve
PMB
PMA
3.1 Estudio de los compresores alternativos 39
Espacio neutro (Ve)
Es el comprendido entre el pistón cuando se encuentra en el PMA y la culata.
También conocido como “espacio muerto”. Tiene gran importancia en el rendi-
miento del compresor y está determinado para evitar que el pistón, en su carrera
ascendente, llegue a chocar con la culata, incluyendo las dilataciones que sufren
los materiales, ya que están sometidos a altas temperaturas. Debe ser el mínimo
necesario, pues tiene gran repercusión en el rendimiento volumétrico.
Aspiración
Se produce en la carrera descendente del pistón. Es la admisión del fluido en el
interior del cilindro.
Compresión
Se produce en la carrera ascendente del pistón e inmediatamente después se rea-
liza la descarga.
Descarga
Impulsión del fluido refrigerante al conducto de descarga.
Volumen desplazado por el pistón (Vd)
El comprendido entre el PMB y el PMA que desplaza el pistón en la carrera.
Volumen total del cilindro (Vt)
El comprendido entre el pistón cuando se encuentra en el PMB y la culata. 
Potencia indicada
Se obtiene mediante el indicador (de ahí su nombre) de Watt, que es un aparato
que se coloca en la culata del compresor, traza un diagrama y en él se obtiene la
potencia que se genera en el interior del cilindro.
Potencia efectiva
Es la potencia que se debe suministrar con el motor eléctrico para que el com-
presor trabaje en las condiciones previstas. Es decir, es la potencia medida en
el eje del compresor. Pero a partir de este punto se produce una disminución de
la potencia ya que una parte de la misma se pierde en vencer los rozamientos de
cojinetes, bielas, pistones, etc. Por ello, la potencia efectiva siempre será supe-
rior a la potencia indicada. 
La potencia efectiva es la potencia de accionamiento.
Vt = Ve + Vd.
Pe > Pi
40 Capítulo 3 Compresor
Rendimiento mecánico
Es el valor que contempla las pérdidas de origen mecánico u orgánico anterior-
mente mencionadas.
Por lo tanto, es la relación entre ambas potencias: 
3.1.3 Funcionamiento
Para facilitar su comprensión (Fig. 3.9) vamos a
ver comose producen los movimientos de aper-
tura y cierre de las válvulas de aspiración y des-
carga, con relación al movimiento del pistón. 
a. En la carrera descendente:
Cuando el pistón inicia la carrera descendente,
hacia el PMB, crea en el interior del cilindro una
depresión que implica, que en su interior la pre-
sión sea inferior a la existente en la parte supe-
rior de la válvula, es decir en el conducto de
aspiración, con lo que la válvula de aspiración se
abre (“baja”) y el fluido refrigerante entra en el
cilindro.
El fluido entrará en el cilindro hasta que se
igualen las dos presiones, y en teoría debería ser
en cantidad igual a la correspondiente al volu-
men del cilindro, pero realmente y tal como es-
tudiaremos más adelante, hay unos factores que
impiden que entre esa cantidad.
La válvula de descarga permanece cerrada, por la alta presión existente en el
conducto de descarga mientras el pistón se va acercando al PMB y la válvula de
aspiración continúa abierta. 
Así, cuando el pistón llega al PMB, la válvula de aspiración está abierta y la
de descarga cerrada. El cigüeñal ha girado 180º.
b. En la carrera ascendente:
Cuando el pistón rebasa el PMB se inicia la carrera ascendente, y la válvula de
aspiración se cierra, porque la presión en el interior del cilindro es superior a la
existente en el conducto de aspiración. Con las dos válvulas cerradas se inicia la
compresión del fluido (Fig. 3.10A), y se produce:
� Una disminución del volumen.
� Un aumento de presión y temperatura, hasta que la primera alcanza un valor
tal que hace que se abra (levante) la válvula de descarga.
ρm = Potencia indicada/Potencia efectiva
��������
Figura 3.9 Carrera descendente:
aspiración del fluido.
Aspiración
3.1 Estudio de los compresores alternativos 41
En la figura 3.10 B se puede apreciar que poco antes de que el pistón llegue al PMA,
la válvula de descarga abre ("hacia fuera"), porque la presión en el interior del ci-
lindro, en la carrera ascedente, es superior a la del condcto de descarga y "levanta"
la válvula. El fluido es impulsado hacia el condensador.
El cigüeñal ha girado 180º, con lo que en las dos carreras consecutivas giró
360º, es decir una vuelta.
Una vez rebasado el PMA, y con la válvula de descarga cerrada, se reinicia
el ciclo. 
Nota Algunos tipos de válvulas llevan resortes de regulación, para que la pre-
sión necesaria en el interior del cilindro para abrirlas sea superior a la suma de la
presión debida al resorte más la presión del conducto de descarga. 
3.1.4 Lubricación
Es uno de los aspectos más importantes del compresor y por tanto de la instalación.
El tipo de lubricación empleado es el forzado, mediante una bomba que ac-
ciona el propio compresor.
Anteriormente hemos comentado que a través de los aros de engrase, el aceite
sale impulsado hacia las camisas. Esta es una de las partes que reciben aceite den-
tro del sistema de lubricación, pues en el compresor existen otras en movimiento
que también necesitan ser lubricadas, tales como cigüeñal, cojinetes de bancada,
cojinetes de biela y prensas principalmente.
Un ejemplo característico de este tipo de circuitos es el representado en la
figura 3.11. 
Figura 3.10 Carrrera ascendente: A. Compresión. B. Descarga.
Descarga
BA
��������
42 Capítulo 3 Compresor
El extremo (11) del cigüeñal recibe el movimiento del motor eléctrico; el
otro extremo lleva conectada la bomba de aceite (3), que suele ser del tipo de
engranajes.
La bomba aspira el aceite del cárter a través de un filtro (1) pasa por el enfriador
(2), y lo descarga al filtro (4) con derivación a los siguientes elementos:
a. A los conductos interiores del cigüeñal para bañar cojinetes de bancada, coji-
netes de biela, biela, pistón, y ser impulsado a través de los aros de engrase
hacia las camisas (por este orden). Llega también al prensaestopas (10).
b. A los dispositivos de regulación de capacidad por electroválvulas (7).
El aceite retorna al cárter y es aspirado nuevamente por la bomba.
El aceite no solamente lubrica los elementos, sino que también los refrigera.
Por lo tanto su temperatura aumenta; de ahí que se haya colocado el enfriador (2)
para que el aceite mantenga su temperatura adecuada.
No todos los compresores disponen del enfriador de aceite, ya que depende
del tipo, potencia y características de funcionamiento que tengan.
El elemento (6) representa el presostato diferencial de aceite, con sus co-
nexiones a la aspiración y descarga de la bomba. Su funcionamiento ya se ha ex-
puesto en el epígrafe 1.3.4.
El manómetro (5) indica la presión de descarga, que también suele instalarse
en la aspiración.
Figura 3.11 Circuito de lubricación.
6
5
4 3
8
9
12
2
1
11
10
7
Cárter
3.1 Estudio de los compresores alternativos 43
3.1.4.1 Bomba de engranajes 
La figura 3.12 representa esquemáticamente una
bomba de lubricación del tipo de engranajes: 
Es una envolvente metálica, que tiene los
orificios de aspiración y descarga, y en su in-
terior se alojan dos piñones o engranajes. Uno,
llamado engranaje conductor (A), recibe el
movimiento directamente del eje cigüeñal y,
por contacto, lo transmite al piñón (B), engra-
naje conducido, girando en sentido contrario. 
Al ponerse en marcha el compresor, el eje
cigüeñal acciona los piñones, el aceite es aspi-
rado por el vacío creado en la entrada, y com-
primido entre los piñones y la envolvente, es
trasladado a la descarga que se efectúa por el
lado opuesto.
3.1.5 Valores fundamentales
Tanto para operaciones de cálculo, como para comprobaciones de funcionamien-
to, son muy importantes los valores respectivos de relación de compresión (Rc) y
de rendimiento volumétrico (Rv).
1. Relación de compresión (Rc)
Presión absoluta = Presión manométrica + Presión atmosférica
2. Rendimiento volumétrico (Rv)
Se puede expresar de varias maneras, pero una de ellas a efectos prácticos es:
Cuanto mayor sea la relación de compresión, menor será el rendimiento volumétrico.
Y cuanto menor sea la relación de compresión, mayor será el rendimiento
volumétrico.
Por lo tanto el Rv varía en sentido inverso a la Rc.
Su valor depende de factores tales como el espacio neutro y la densidad del flui-
do en el interior del cilindro. De hecho es un dato que nos da el fabricante, aunque
si no disponemos de su valor, se puede calcular tal como veremos en este capítulo.
Figura 3.12 Esquema de bomba de 
engranajes.
A
B
������������
��������
Rc Presión de descarga absoluta
Presión de aspiración absoluta
------------------------------------------------------------------------=
Rv
Volumen de vapor que realmente aspira
Volumen teórico que tendría que aspirar
------------------------------------------------------------------------------------------------ 100×=
44 Capítulo 3 Compresor
3. Volumen desplazado
El volumen de fluido que en teoría tiene que aspirar es el volumen desplazado
por el pistón en su carrera. 
Como sabemos, el volumen de un cilindro es el producto del área por la altura:
V = S × h 
S = π · r2 = π (D/2)2 = π · D2/4
y la altura (h) es la distancia entre el PMA y el PMB, o sea es la carrera:
que es el volumen que desplaza el pistón en una revolución. Si gira el cigüeñal
a n revoluciones por minuto y tiene N cilindros, el volumen desplazado será:
Siendo:
D = Diámetro del pistón (dm)
C = Carrera (dm)
n = Número de r.p.m.
N = Número de cilindros.
o lo que es lo mismo:
Ejemplo de aplicación:
Consideremos un compresor cuyo rendimiento volumétrico sea 0,83 (es decir, 83%). Si el
volumen desplazado por el pistón es 34 m3/h, calculemos el volumen que realmente aspira.
Aplicando la fórmula, tenemos que 
0,83 = 
Luego:
Vol. de vapor que realmente aspira = 0,83 × 34 m3/h = 28,22 m3/h.
3.1.6 Despiece de un compresor alternativo
Como conclusión, y para facilitar el entendimiento de la relación entre los ele-
mentos de un compresor en la figura 3.13 se representa el despiece de un com–
presor alternativo de dos cilindros, donde se indican los elementos más sig-
nificativos.
V
πD2
4
----------C=
Vd