El evaporador es el lugar de la instalación donde se produce el intercambio térmico entre el refrigerante y el medio a enfriar.
Tipos de evaporadores
existen dos tipos de evaporadores
- Evaporador seco
- evaporador inundado
En los evaporadores secos la transmision de calor es una mezcla de gás y liquido pulverizado
En los evaporadores inundados esa transmision es uniforme
La cantidad de calor que absorbe el evaporador depende de la superfície de contacto, la diferencia de temperatura (entre el exterior y la temperatura de evaporación) y el coeficiente de transmisión de calor (K) que es del material que empleamos.
Q=S*Dt*K
- Q = Cantidad de calor absorbida por el evaporador (w
- S = Superfície de contacto (m2)
- Dt = Diferencia de temperatura.
- K = Coeficiente de transmisión de calor (W/m2/ºC)
La superfície es siempre constante.
Puede variar el △t (ventiladores o presión de evaporación)
o la K (hielo en el evaporador, exceso de aceite, etc
Cuando el liquido entra en el evaporador una parte se evapora, como se ve en el ejemplo, en este caso 20%
La otra parte va robando calor al ambiente que la rodea y se vá evaporando hasta final del evpaorador, que es cuando llega al 100% en vapor
La presión y la temperatura se mantienen constantes siempre que por el evaporador circule líquido. En el momento que se haya evaporado todo, si el refrigerante sigue robando calor del exterior obtendremos gas recalentado (recalentamiento).
Para que un evaporador obtenga el máximo de su rendimiento, seria que su reclaientamiento empezara justo en su salida.
de esta manera aumentariamos la superficie de contacto con este, pero hay que tener el cuidado de que no llegue liquido al compresor
La presión y la temperatura se mantienen constantes siempre que por el evaporador circule líquido. En el momento que se haya evaporado todo, si el refrigerante sigue robando calor del exterior obtendremos gas recalentado (recalentamiento).
Para evitar recalientamentos excesivos, debemos aislar la tuberia que sale del evaporador hasta el compresor.
La cantidad de calor que puede absorber el evaporador viene expresado en Kcal/h o W/h
Evaporadores para enfriamiento de aire
Los evaporadores para enfriar aire pueden ser estáticos o de tiro forzado, según el △t que deseemos conseguir.
El aire que circula por el evaporador, al tocar el primer tubo (A) del evaporador, lo baja de temperatura y lo pone a +2ºC (más o menos), y al pasar por el segundo tubo lo enfriamos más y lo ponemos a -1ºC. El segundo tubo roba menos calor, ya que hay menos diferencia de temperatura (△t).
Si puseramos solo una fila de tubos, tendriamos que ocupar mas espacio para obtener un rendimento menor.
En los evaporadores estáticos no es recomendable poner mas de una fila de tubos
Si por alguna razon tenemos que poner mas grosor o mas tubos para conseguir el objectivo propuesto a nuestro proyecto, tendremos que poner un ventilador o mas...
Hay que notar que si el ventilador es muy grande, no vamos aconseguir mantener su presion constante, debido a la perda de carga .
Para resolver este problema, dividimos el evaporador en várias partes.
En la entrada de estes evaporadores ponemos despues de la válvula de expansion un distribuidor
y en la salida , todas ellas van a parar a un colector.
La humedad ambiente afecta negativamente en el rendimiento del evaporador. Al enfriar el aire de 2ºC (70% de humedad relativa) a -30ºC la humedad pasa a ser del 100% y pasamos de 10 gr de agua por m3 de aire a 3 gr/m3. Los 7 gr/m3 restantes se queden en el evaporador en forma desescarcha.
Al tocar el aire con el producto le robamos calor al producto y como al aire le falta agua también le robamos humedad al producto.
Humedad relativa según el salto térmico
La humedad relativa necesaria depende del producto que tenemos que almacenar para no deshidratar el producto
Para evitar la deshidratación del producto, se debe envasar o reducir el △t en el evaporador.
Si el ventilador anda más rápido, hacemos con que el aire se desloque mas rapidamente tanbien, conseguindo de esta forma un enfriamento mucho mas rápido, debido a su salto termico que es mayor
Si lo que deseamos es conservar por ejemplo alimentos sin envasar, el salto térmico siene que ser minimo
podremos utilizar los evaporadores estáticos para estas ocasiones.
Evaporadores para enfriamiento de líquidos
Para el enfriamento de liquidos tenemos dos tipos de evaporadores:
- evaporadores de imersion
- evaporadores de circuito
los evaporadores de imersion se imergen en el liquido a enfriar y no hace falta circulacion de agua para el funcionamiento del equipo
este tipo de evaporador lo vamos a encontrar de dos tipos:
- Evaporador de tubos
- evaporador de placas
en ambos evaporadores el funcionamento es similar, se introducen en el liquido a enfriar y punto.
evaporadores de circuito
este tipo de evaporador son montados en el circuito a enfriar,para que funcionen corrctamente es obligatorio el uso de una bomba circulatória
Los vamos a encontrar de placas, multitubulares y contra-corriente.
Para calcular un evaporador de este tipo nos hace falta saber lo seguinte:
- Salto termico del liquido a enfriar
- temperatura del liquido
- Gas refrigerante utilizado
- temperatura de evaporacion
- densidad del liquido a enfriar
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