Evaporadores

A continuación presentare un informe sobre evaporadores para esto debemos entender que un evaporador es un intercambiador de calor en cuyo interior circula el fluido refrigerante y por su exterior el medio que se desea enfriar.

Estos evaporadores los encontramos en diferentes tipos para las diferentes aplicaciones que se deseen utilizar.

Presentare también como podemos clasificar estos diferente tipos de evaporadores ya sea por su circulación de refrigerante, por su construcción, según método de circulación de aire.

Veremos también en qué consiste un método de enfriamiento indirecto y que es lo que se utiliza para este.

Presentare también como se calcula la capacidad frigorífica de un evaporador y que datos necesitamos para elegir nuestro evaporador.}

¿Qué es un evaporador?

Se conoce por evaporador al intercambiador de calor que genera la transferencia de energía térmica contenida en el medio ambiente hacia un gas refrigerante a baja temperatura y en proceso de evaporación. Este medio puede ser aire o agua.

Estos intercambiadores de calor se encuentran al interior de neveras, refrigeradores domésticos, cámaras de refrigeración industrial, vitrinas comerciales para alimentos y un sinfín de aplicaciones en procesos para la industria de alimentos, así como en procesos químicos. De igual manera, también se encuentran al interior una diversa gama de equipos de aire acondicionado. Es debido a esto que el evaporador tiene un diseño, tamaño y capacidad particular conforme la aplicación y carga térmica.

¿Cómo funciona un evaporador?

En los sistemas frigoríficos el evaporador opera como intercambiador de calor, por cuyo interior fluye el refrigerante el cual cambia su estado de líquido a vapor. Este cambio de estado permite absorber el calor sensible contenido alrededor del evaporador y de esta manera el gas, al abandonar el evaporador lo hace con una energía interna notablemente superior debido al aumento de su entalpía, cumpliéndose así el fenómeno de refrigeración.

El flujo de refrigerante en estado líquido es controlado por un dispositivo o válvula de expansión la cual genera una abrupta caída de presión en la entrada del evaporador. En los sistemas de expansión directa, esta válvula despide una fina mezcla de líquido y vapor a baja presión y temperatura. Debido a las propiedades termodinámicas de los gases refrigerantes, esta caída de presión está asociada a un cambio de estado y, lo que es más importante aún, al descenso en la temperatura del mismo.

De esta manera, el evaporador absorbe el calor sensible del medio a refrigerar transformándolo en calor latente el cual queda incorporado al refrigerante en estado de vapor. Este calor latente será disipado en otro intercambiador de calor del sistema de refrigeración por compresión conocido como condensador dentro del cual se genera el cambio de estado inverso, es decir, de vapor a líquido.

CLASIFICACION DE EVAPORADORES

SEGÚN COMO CIRCULE EL REFRIGERANTE:

- Evaporadores de expansión seca.

En los sistemas de expansión seca, o directa, la mayor parte de parte del flujo másico de refrigerante que abandona el dispositivo de expansión e ingresa al evaporador lo hace en estado líquido; otra parte menor lo hace en estado de vapor, fenómeno producido por la expansión directa y en estos dispositivos. La relación entre ambos flujos másicos se define en función del subenfriamiento del líquido, la caída de presión del sistema y del refrigerante utilizado. De lo anterior se desprende que su título del vapor es de una baja calidad, es decir, que no todo lo que ingresa al evaporador corresponde a líquido refrigerante ya una parte de él se encuentra en estado de vapor. En definitiva, lo que ingresa al evaporador es una mezcla entre líquido y vapor. En los evaporadores de expansión seca esta mezcla procede a vaporizarse progresivamente a medida que el refrigerante avanza por el evaporador y absorbe el calor latente de vaporización del medio proveniente de la carga térmica. De lo anterior es evidente que en la parte final del evaporador el refrigerante se encuentra en estado de vapor y que esta parte no trabaja tan efectivamente en términos de transferencia de calor como las primeras porciones del mismo intercambiador.

Es por esta razón que en el correcto diseño de un evaporador de expansión seca, la superficie del serpentín debe ser siempre menor en las porciones iníciales y mayor en las finales de este, a pesar que debido a la caída de presión sufrida por el refrigerante al circular por su interior implica que saldrá a una menor temperatura de saturación.

Beneficios

Los evaporadores de expansión seca son algo menos eficientes que los de tipo inundados y los con sobrealimentación de líquido, sin embargo son, por lo general, mucho más simples en su diseño, de menor costo inicial, requieren menor carga de refrigerante y tienen menos problemas que los otros respecto de la migración de aceite en el sistema. Por estas razones el evaporador de expansión seca es el más popular.

- Evaporadores de tipo inundado.

Los evaporadores inundados trabajan con refrigerante líquido con lo cual se llenan por completo a fin de tener humedecida toda la superficie interior del tubo y en consecuencia la mayor razón posible de transferencia de calor. El evaporador inundado está equipado con un acumulador o colector de vapor que sirve como receptor líquido desde el cual el refrigerante líquido es circulado por gravedad a través de los circuitos del evaporador. El nivel del líquido en evaporador se mantiene más bajo o más alto mediante un control de flotador y, el vapor generado por la acción de ebullición del refrigerante en los tubos se separa del líquido en la parte superior del acumulador de donde es sacado directamente a través de la línea de succión con el gas que se forma como consecuencia de la reducción de presión del refrigerante desde la presión en el condensador hasta la presión que se tiene en el evaporador. Se debe observar que el gas instantáneamente formado no circula por la parte de transferencia de calor del evaporador.

Un evaporador sobrealimentado es aquel en el cual la cantidad de refrigerante líquido en circulación a través del evaporador ocurre con considerable exceso y que además puede ser vaporizado. El exceso del líquido es separado del vapor en un receptor de baja presión o acumulador y es re circulado hacia el evaporador, mientras

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