Aquesta tesis pretén seguir la línea d’investigació sobre caracterització experimental i modelat de sistemes de refrigeració, utilitzant hidrocarburs (HCs) com refrigerants, iniciada en 1994 pel grup IMST (Investigació i Modelat de Sistemes Tèrmics) en l’ Institut d’Enginyeria Energètica de la Universitat Politècnica de València. Aquesta línea respon a la necessitat que existeix d’encontrar solucions alternatives a l’ utilització dels refrigerants CFCs y HCFCs pel seu efecte degradant de la capa d’ozó i HFCs pel seu potencial al calfament global.

El principal objectiu d’aquesta tesis ha sigut analitzar, a partir de mides experimentals i amb l’ajuda d’un model matemàtic validat amb les citades mides, la relació entre les condicions de funcionament i les diferents pèrdues energètiques que existeixen en l’interior del compressor al treballar amb R407C (HFC) i el seu possible substitut, el Propà (HC) com a refrigerant natural innocu per al medi ambient.

El model matemàtic utilitzat, purament teòric, permet obtindre les variables internes d’un compressor de desplaçament positiu a partir de les condicions de funcionament. Amb tal fi aborda els dos principals problemes fisics existents, la dinámica del fluid (problema hidràulic) y la transmissió de calor entre elements interns (problema tèrmic), calculant cadascú d’ells per separat i resolvent el problema conjunt iterativament. El seu ús ha permet explicar els comportaments experimentals observats en les diferents condicions d’operació, aclarint en cadascuna d’elles l’efecte de les pèrdues energètiques a l’interior del compressor.

La caracterització experimental del compressor s’ha realitzat en un banc d’assaigs calorimètrics, en el que es controlen automàticament tant les pressions d’aspiració i descarrega, com el rescalfament i subrefredament del cicle. En ell s’han reproduït 124 punts d’assaig per als dos refrigerants, cobrint així el rang d’aplicació de compressors de mitges i altes temperatures d’evaporació. Així mateix, a efectes de poder analitzar l’influencia de la temperatura d’entrada al compressor, els assaigs s’han realitzat per a dos rescalfaments distints, el que ha permet ampliar l’ informació existent sobre rescalfament òptim en compressors que treballen en Propà.

L’estudi experimental realitzat confirma que l’ús del Propà en compressors de pistó hermètics dissenyats per a treballar amb R407C suposa un increment en la seua eficiència, en aquest cas en tots els punts de funcionament. Eixe increment creix al augmentar les temperatures d’evaporació i condensació, aplegant al 13% en les màximes temperatures d’evaporació i condensació assajades.

Les conclusions d’aquest treball permeten impulsar el desenvolupament de nous compressors d’alta eficiència, que gasten Propà com a fluid refrigerant així com la possibilitat de reutilitzar models ja existents, preparats per a funcionar amb altres refrigerants, redissenyant-los i adaptant-los a l’ús amb Propà.