TIPOS DE EVAPORADORES
Debido a que un evaporador es cualquier
superficie de transferencia de calor en la cual se vaporiza un líquido volátil
para eliminar calor de un espacio o producto refrigerado, los evaporadores se
fabrican en una gran variedad de tipos, tamaños y diseños y se pueden
clasificar de diferentes maneras.
Según alimentación de
refrigerante
De Expansión Directa o Expansión
Seca (DX)
En los evaporadores de expansión directa la evaporación del refrigerante se lleva a cabo a
través de su recorrido por el evaporador, encontrándose este en estado de mezcla en un punto
intermedio de este. De esta
manera, el fluido que abandona el evaporador es puramente vapor sobrecalentado. Estos evaporadores
son los más comunes y son ampliamente utilizados en sistemas de aire
acondicionado. No obstante son muy utilizados en la refrigeración de media y
baja temperatura, no son los más apropiados para instalaciones de gran volumen.
Inundados
Evaporador
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 intercambiador y, en consecuencia,
la mayor razón posible de transferencia
de calor.
El evaporador inundado está equipado con un acumulador o colector de vapor el que sirve, a la
vez, como receptor de líquido, desde el cual el
refrigerante líquido es circulado por gravedada
través de los circuitos del evaporador. Preferentemente son utilizados en
aplicaciones industriales, con un número considerable de evaporadores, operando
a baja temperatura y utilizando amoníaco (R717) como
refrigerante.
Sobrealimentados
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.
]Según tipo de construcción
Tubo descubierto
Evaporador de tubo
descubierto de cobre para enfriamiento de agua
Los evaporadores de tubo descubierto se
construyen por lo general en tuberías decobre o bien en tubería de acero. El tubo de acero se
utiliza en grandes evaporadores y cuando el refrigerante a utilizar sea amoníaco (R717), mientras para
pequeños evaporadores se utiliza cobre. Son ampliamente utilizados para el enfriamiento
de líquidos o bien utilizando refrigerante secundario por su interior (salmuera, glicol), donde el fenómeno
de evaporación de refrigerante no se lleva a cabo, sino más bien estos cumplen
la labor de intercambiadores de calor.
De superficie de Placa
Existen varios tipos de estos evaporadores.
Uno de ellos consta de dos placas acanaladas y asimétricas las cuales son soldadas
herméticamente una contra la otra de manera tal que el gas refrigerante pueda
fluir por entre ellas; son ampliamente usados en refrigeradores y congeladores
debido a su economía, fácil limpieza y modulación de fabricación. Otro tipo de
evaporador corresponde a una tubería doblada en serpentín instalada entre dos
placas metálicas soldadas por sus orillas. Ambos tipos de evaporadores, los que
suelen ir recubiertos con pintura epóxica, tienen excelente respuesta en
aplicaciones de refrigeración para mantención de productos congelados.
Evaporadores Aleteados
Evaporador de
serpentín aleteado y convección forzada para baja temperatura, sin bandeja de
condensados.
Evaporador de
serpentín aleteado al interior de equipo de aire acondicionado tipo Split.
Los serpentines aleteados son
serpentines de tubo descubierto sobre los cuales se colocan placas metálicas o
aletas y son los más ampliamente utilizados en la refrigeración industrial como
en los equipos de aire acondicionado. Las aletas sirven como superficie
secundaria absorbedora de calor y tiene por efecto
aumentar el áreasuperficial
externa del intercambiador de calor, mejorándose por tanto la eficiencia para
enfriar aire u otros gases.
El tamaño y espaciamiento de las aletas
depende del tipo de aplicación para el cual está diseñado el serpentín. Tubos
pequeños requieren aletas pequeñas y viceversa. El espaciamiento de la aletas
varía entre 1 hasta 14 aletas por pulgada, dependiendo
principalmente de la temperatura de operación del serpentín. A menor
temperatura, mayor espaciamiento entre aletas; esta distancia entre las aletas
es de elemental relevancia frente la formación de escarcha debido a que esta
puede obstruir parcial o totalmente la circulación de aire y disminuir el rendimiento
del evaporador.
Respecto de los evaporadores aleteados para
aire acondicionado, y debido a que evaporan a mayores temperaturas y no generan
escarcha, estos pueden tener hasta 14 aletas por pulgada. Ya que existe una
relación entre superficie interior y exterior para estos intercambiadores de
calor, resulta del todo ineficiente aumentar el número de aletas por sobre ese
valor (para aumentar superficie de intercambio optimizando el tamaño del
evaporador), ya que se disminuye la eficiencia del evaporador dificultando la
circulación del aire a través de este.
Esta circulación de aire se realiza de dos
maneras: por convección
forzada porventiladores –bien sean
centrífugos o axiales, mono o trifásicos, conforme la
aplicación- y de manera natural por diferencia de densidades del aire, fenómeno
conocido comoconvección
natural.
Evaporadores
para Enfriamiento de Líquido
Enfriador
de doble tubo
Es un serpentín que enfria
líquido que suministra gran rango de transferencia de calor entre el
refrigerante y el líquido que va a ser enfriado. El camino del refrigerante
puede ser a través de uno u otro de los tubos aunque usualmente la salmuera o
líquido que va a ser enfriado se hace circular a través del tubo interior y el
refrigerante que remueve el calor esta entre los dos tubos. Este tipo de
serpentìn para intercambio de calor se usa también en el diseño de
condensadores.pipas
Enfriador Baudelot
Puede usarse para enfriar agua, u
otros líquidos o para varios usos industriales, y es frecuentemente usado como
enfriador de leche. El evaporador está compuesto por tuberías horizontales
unidas en sus extremos laterales, y el líquido que va a enfriarse se hace
circular sobre los serpentines de enfriamientos mediante el flujo de gravedad
desde el arreglo colocado encima de los serpentines. El líquido es recogido en
una bandeja la cual puede ser recirculado por el enfriador baudelot o bombeado
a su destino en el proceso industrial
Enfriador
tipo tanque
El enfriador tipo tanque consiste
en un serpentín de fluido frigorígeno de tubo desnudo, instalado dentro de un
gran tanque que contiene el líquido a enfriar.
El serpentín está separado por un
medio deflector de la masa principal del líquido, circulando éste a través del
serpentín movido por un agitador motorizado.
Este enfriador se utiliza en
aquellos casos en que la sanidad no sea un factor importante, en las
aplicaciones de grandes y frecuentes fluctuaciones de la carga, dada su gran
inercia, y en las aplicaciones en que el líquido entra en el enfriador a
temperaturas relativamente altas. Se emplea mucho para enfriamiento de agua,
salmuera y otras líquidos refrigerantes secundarios.
Enfriador
con serpentín en casco
Este tipo consiste en un
enfriador de tubos lisos instalado en el centro o al lado del tanque de acero,
sumergido en el líquido a enfriar, el serpentín está separado del cuerpo
principal del líquido por un deflector. Dentro de este tipo de evaporadores se
encuentran los utilizados como acumuladores de hielo.
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