↙️❄️ Evaporadores

 EVAPORADORES

• La refrigeración como su nombre describe, es la transferencia de calor de un sitio caliente a otro, este último puede estar más frío o más caliente.

• Normalmente el calor se transmite del sitio más caliente a uno más frío de forma natural, es un proceso físico, por movimiento de aire, por radiación, por contacto, el problema está cuando queremos enfriar una estancia y todo alrededor está caliente, entonces tenemos que utilizar un sistema forzado de refrigeración y eso supone un coste energético.

• Cuando se baja la temperatura de una estancia en la que hay alimentos se denomina refrigeración, si es para mejorar el confort de las personas se le denomina normalmente aire acondicionado.

• El diseño de equipos de evaporación para aire acondicionado suele tener temperaturas de evaporación entre 0  ºC y 5  ºC y para refrigeración entre -5  ºC y -10  ºC, si es en congelación estas temperaturas son todavía inferiores.

• Si la evaporación se produce siempre por debajo de los 0  ºC se produce la congelación de agua, por lo tanto es necesario poner sistemas de desescarche.

• Todos debéis saber que el aire tiene humedad relativa y cuando el agua contenida en forma de vapor dentro de ese aire, se condensa se produce agua en gotitas, si esas gotitas están por debajo de cero, se produce hielo directamente sin pasar por líquido.

• También debéis saber que si no hacemos desescarche el hielo actúa como aislante y como consecuencia reducimos mucho la transferencia de calor en el evaporador.

• El desescarche se puede realizar de cuatro formas:

1- De forma natural, es decir, dejando subir la temperatura.

2- Con ventilación forzada, pasamos aire continuamente aportando más calor al evaporador.

3- Con resistencias de desescarche, es decir, resistencias que aportan calor

     muy rápido para derretir el hielo.

4- Con inversión de ciclo o gas caliente, es decir, donde estábamos

    absorbiendo calor ahora damos calor durante un tiempo determinado.

• Dentro del rango de evaporadores hay tres denominaciones que son:

1- Alta temperatura, entre -5  ºC y +10  ºC

2- Media temperatura, entre -5  ºC y -20  ºC.

3- Baja temperatura, por debajo de -20  ºC.

• La temperatura de ebullición del evaporador determina la temperatura de trabajo de este, y esta temperatura de ebullición o evaporación se consigue adaptando todos los componentes de la instalación a lo que queremos refrigerar.

• Este aspecto importantísimo de un evaporador, lo tengo desarrollado en el artículo de equilibrio de instalaciones. 

• Un detalle importante, un frigorista debe saber si el constructor o diseñador del sistema de refrigeración ha hecho bien el cálculo de la instalación, para que el sistema este equilibrado y funcione bien.

• Es un fallo bastante común que los sistemas no estén bien equilibrados y en condiciones exigentes falle todo el sistema.

          HUMEDAD RELATIVA DEL AIRE

• Cuando se produce la evaporación en un sistema frigorífico se reduce la humedad relativa del aire porque se produce la condensación del aire al alcanzar el punto de rocío, si la evaporación es muy baja por debajo de 0  ºC, entonces directamente se produce hielo y este lo eliminamos por el desagüe al realizar el desescarche, por lo tanto, estamos eliminando humedad absoluta, y esto acaba reduciendo la humedad relativa del aire y de los productos

         CARACTERÍSTICAS DE LOS EVAPORADORES

• Existen tres características en el intercambio de calor en los evaporadores:

1- El medio.

Siempre tiene que haber dos medios como mínimo para la transferencia

de calor, uno es el refrigerante dentro de un tubo, y el otro aire, agua etc.

2- El material de construcción del evaporador.

Los evaporadores pueden ser de aluminio, cobre, acero inox, etc.

3- El coeficiente de  película.

El hace referencia a la transferencia de calor de un medio a otro, es decir,

lo fácil o difícil que puede ser esa transferencia.

Ejemplo:

Es más difícil una transferencia de calor de un tubo de pared de 3 milímetros con el aire o con un líquido, que con un tubo de una pared de 1 milímetro.

        TIPOS DE EVAPORADORES

• ♣EVAPORADORES ESTÁTICOS DE ALETAS.

No llevan ventiladores, mantienen humedad relativa alta. Se utilizan en conservación de carnes y pescados. También se utilizan para botelleros.

• ♣EVAPORADORES COAXIALES.

Son normalmente para enfriamiento de líquidos.

El refrigerante circula por dentro del tubo y el agua circula por fuera del tubo.

Existen bastantes modelos pero son todos de pequeña potencia.

• ♣EVAPORADORES DE TIRO FORZADO.

Son más eficientes pero bajan mucho la humedad relativa.

Se utilizan para todo tipo de enfriamientos.

Los ventiladores se utilizan para mejorar el coeficiente de transferencia de calor.

• ♣EVAPORADORES DE PLACAS.

Están formados por muchas placas finas juntas con dos circuitos independientes en su interior.

• Se suelen utilizar para refrigerar líquidos pero no son de inmersión, son por transmisión directa, es decir, el material del que están hechos tiene un coeficiente de transmisión muy alto y al tener dos circuitos el más caliente le transmite el calor al más frío.

• Tiene una caída de presión bastante baja, esto ayuda a que el compresor mueva más caudal másico de refrigerante, la presión de condensación se reduce, el consumo de electricidad se reduce y el COP aumenta.

• Si trabajamos con una presión más alta reducimos el recalentamiento, y como consecuencia podemos mantener una “evaporación flotante”,  que reducirá el trabajo del compresor y mejorará el COP.

• ♣EVAPORADORES IMPRESOS.

• Son normalmente de aluminio y acero inoxidable. El refrigerante circula por los huecos impresos en el aluminio.

• ♣EVAPORADORES INUNDADOS O MULTITUBULARES.

• Suelen ser evaporadores de potencias muy altas.

• Normalmente expansionan por la parte inferior de un cilindro todo el refrigerante y todo lo que se convierte en vapor lo aspiran por la parte superior.

• La mayoría son multitubulares, pero hay algunos que son como los de tiro forzado y reciben el refrigerante a través de una bomba aceleradora.

• Vamos con una reflexión:

• Hasta ahora he hablado de evaporadores y no he puesto ninguna fórmula. Hay muchas fórmulas y bastante complicadas, pero aquí simplificamos todo al máximo.

• Si no vais a construir evaporadores no vais a necesitar usar las fórmulas de evaporadores, los fabricantes lo harán por vosotros. Si alguien quiere construir su propio evaporador pues tendrá como mínimo que utilizar la siguiente fórmula:

Q = K*A*DT

Q = cantidad de calor en Kcal/h o en W o en kw.

K = coeficiente global de transferencia medido en “ kcal/h*m2* ºC”

A = Área total de intercambio en m2 ( metros cuadrados )

DT = diferencia media logarítmica.

• Dudo que queráis construir vuestro propio evaporador, es algo bastante complejo. Pero si aún continuamos insistiendo….

Esto se complica un poco.

Te = Temperatura entrada del aire.

Tt = Temperatura del refrigerante en el evaporador.

Ts = Temperatura salida del aire.

Ln = Logaritmo natural o neperiano.

¿Preocupados ahora?

Voy a relajaros un poco, que sepáis que hay tablas para realizar ese cálculo, por lo tanto solo tenéis que utilizar la primera fórmula.

• Tabla de coeficientes .

• Estos son los coeficientes más habituales, el dato exacto lo sabe el fabricante, no es aproximado, como en la tabla, es bastante preciso, y normalmente lo pone en su catálogo de venta.

• Ojo no se ve a simple vista hay que verlo con la mente, ya os hablaré en el blog de lo que significa esto, y a partir de aquí sólo hay que seleccionar el evaporador que deseemos.

• Si todavía queréis crear vuestro propio evaporador, bueno, creo que los de inmersión son relativamente fáciles de construir, pero fabricar los de aletas se complica bastante, tienen un proceso de producción que se realiza con unas máquinas que no están a disposición de cualquier persona.

• Lo más fácil es seleccionar uno del fabricante que os interese, este tendrá todos los datos del mismo, y a partir de aquí seleccionamos los demás componentes.

• Todos estos evaporadores que he descrito aquí solamente son los más comunes, es posible que tengamos más de….  2.000 referencias de todo tipo de evaporadores.

• Esto ha sido todo por hoy, un saludos para tod@s.