Si se introduce un líquido en un recipiente donde inicialmente hay un grado de vacío y cuyas paredes se mantienen a una temperatura constante, se evaporará inmediatamente. En el proceso, el calor latente de vaporización, es decir, el calor requerido para el cambio del estado líquido al vapor es proporcionado por las paredes del recipiente. El efecto de enfriamiento resultante es el punto de partida del ciclo de enfriamiento, que se examinará en este capítulo.
A medida que el líquido se evapora, la presión dentro del recipiente aumenta para eventualmente alcanzar la presión de saturación para la temperatura considerada. Después de esto, no se evaporará ninguna cantidad de líquido y, por supuesto, cesará el efecto de enfriamiento. Cualquier cantidad adicional de líquido introducido permanecerá en este estado, es decir, como líquido en el fondo del recipiente. Si parte del vapor del recipiente se elimina conectándolo al lado de succión de una bomba, la presión tenderá a disminuir, lo que provocará una mayor evaporación del líquido. A este respecto, el proceso de enfriamiento puede considerarse continuo. Y para eso necesita: un fluido adecuado, el refrigerante; un recipiente donde se realizan la vaporización y el enfriamiento, llamado evaporador; y un elemento de eliminación de vapor, llamado compresor.
El sistema presentado hasta ahora no es práctico, ya que implica un consumo continuo de refrigerante. Para evitar este problema, es necesario convertir el proceso en un bucle. Para devolver el vapor al líquido, debe enfriarse y condensarse. Usualmente, se usa agua o aire como medio de enfriamiento que está a una temperatura sustancialmente más alta que la temperatura predominante del evaporador. Por lo tanto, la presión de vapor correspondiente a la temperatura de condensación debe ser mucho más alta que la presión del evaporador. El aumento de presión deseado es promovido por el compresor.
La licuefacción del refrigerante se realiza en un condensador que es esencialmente un recipiente refrigerado externamente por aire o agua. El gas refrigerante de alta presión (sobrecalentado) caliente se alimenta desde el compresor al condensador, donde se condensa. Ahora queda completar el ciclo, lo que se puede hacer agregando una válvula u otro dispositivo de regulación que se utilizará para inyectar líquido en el evaporador. Este es un componente esencial de una instalación de refrigeración y se llama válvula de expansión.
