La eficiencia es un indicador clave de los equipos de aire acondicionado, las bombas de calor y los deshumidificadores. Antes de seleccionar equipos y ajustar un sistema, un cálculo termodinámico permite identificar a qué parámetros es más sensible la eficiencia. Tomando el R290 como ejemplo, este artículo analiza cómo afectan al COP frigorífico el subenfriamiento, el sobrecalentamiento, la temperatura de evaporación y la de condensación, y plantea qué parámetro conviene mover primero cuando los recursos son limitados.
Condiciones de cálculo
Se calcula un ciclo teórico de compresión de vapor de una etapa, con propiedades de la biblioteca de código abierto CoolProp. Caso base: evaporación a 0 °C, sobrecalentamiento de 10 °C, condensación a 40 °C, subenfriamiento de 5 °C y rendimiento isentrópico del compresor del 75 %. No se consideran las pérdidas de carga en tuberías ni las limitaciones de transferencia de calor, como la superficie del intercambiador o el caudal de aire. El COP frigorífico del caso base es de aproximadamente 4,29. En cada caso siguiente solo cambia un parámetro; los demás se mantienen en el valor base.
1. Subenfriamiento: una ganancia estable y lineal
Al pasar el subenfriamiento de 5 °C a 15 °C, el COP sube de 4,29 a unos 4,69. En este rango, cada grado adicional de subenfriamiento suma aproximadamente 0,04 al COP, de forma casi lineal.
2. Sobrecalentamiento: efecto muy pequeño en teoría
Al pasar el sobrecalentamiento de 10 °C a 20 °C, el COP solo sube de 4,29 a unos 4,32, menos de 0,01 por grado. En el ciclo teórico de R290, el sobrecalentamiento apenas es una palanca de eficiencia.
3. Temperatura de evaporación: cuanto más alta, mayor la ganancia
Al elevar la temperatura de evaporación de 0 °C a 10 °C, el COP sube de 4,29 a unos 6,18, y la ganancia por grado va en aumento: unos +0,15 de 0→1 °C y unos +0,24 de 9→10 °C.