Tipos de evaporadores

Debido a las muchas y diversas aplicaciones de la refrigeración mecánica, los evaporadores se fabrican según distintos diseños.

Se clasifican según los criterios:

- Método de alimentación del liquido - Tipo de construcción

- Procedimiento de circulación del aire o liquido - Tipo de regulación del refrigerante

- Por sus aplicaciones

Según una clasificación de los evaporadores según el método de alimentación del liquido refrigerante, los evaporadores pueden ser inundados, de expansión seca y alimentados por bomba o sobrealimentados.

• De expansión seca

Con el método de expansión seca la cantidad de líquido que entra en el evaporador está limitada a la cantidad que puede ser completamente vaporizada durante el tiempo de llegada hasta el extremo final del evaporador, de forma que solo llegue vapor al tramo de aspiración. En este tipo de evaporadores se utiliza una válvula de expansión de tipo termostático.

Figura 102. Esquema de un evaporador de expansión seca.

Entrada de líquido

Vapor sobrecalentado

Vapor saturado

Mezcla Líquido+vapor Válvula de

expansión termostática

Este tipo de evaporadores a pesar de tener peor rendimiento que los tipo inundado o alimentados por bomba, son mucho más baratos y más simples en su diseño. También tienen menos problemas de recirculación del aceite y requieren menos carga de refrigerante. Estos evaporadores son los más utilizados.

• De tipo inundado

Los evaporadores de este tipo tienen líquido refrigerante en todo su recorrido. El nivel de líquido en el evaporador se mantiene mediante una válvula de regulación de flujo de flotador. El vapor generado en la vaporización se separa del líquido en el separador de donde se saca a través del tramo de aspiración.

Figura 103. Esquema de un evaporador de expansión seca.

• Evaporadores sobrealimentados (por bomba)

Este tipo de evaporador es alimentado con un exceso de líquido refrigerante por medio de una bomba.

Figura 104 Esquema de evaporadores sobrealimentados por bomba.

Vapor al compresor

Liquido Vapor

Mezcla Líquido+vapor

Líquido Válvula de

expansión de flotador

Separador de líquido

Vapor al compresor Liquido

Bomba de liquido frigorigeno

Evaporador Evaporador Válvula de

desahogo

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Este exceso de líquido es separado del vapor en un colector de baja presión y es recirculado de nuevo hacia el evaporador, mientras que el vapor es extraído por el tramo de aspiración del compresor.

Este tipo de evaporadores se utiliza en sistemas de evaporador múltiple con válvulas de desahogo para evitar sobrealimentación excesiva.

Los evaporadores también se pueden clasificar según el tipo de construcción, de forma que se distinguen evaporadores de tubos lisos, de tubos aleteados y de placas.

a) Evaporadores de tubos lisos

Se construyen con tubos de acero o de cobre. El tubo de acero se usa en evaporadores grandes y en aquellos que trabajan con amoniaco. Los de tubo de cobre se corresponden con evaporadores pequeños y cuando se utilizan refrigerantes distintos al amoniaco. Para el enfriamiento de líquidos los evaporadores de este tipo se diseñan con un serpentín.

b) Evaporadores de placas

Estos evaporadores se construyen según dos placas planas de metal realizadas y soldadas unas con otras de tal forma que puede fluir el refrigerante entre ellas (como los congeladores domésticos), o según una tubería doblada instalada entre dos placas metálicas soldadas por los bordes (este último tipo se emplea en camiones refrigerados).

c) Evaporadores de tubos de aletas

Se trata de serpentines lisos sobre los cuales se colocan placas metálicas o aletas.

Estas aletas tienen el efecto de aumentar la superficie de intercambio del evaporador.

Las aletas están soldadas a la tubería en algunos casos y en otros se deslizan sobre la tubería y se hace expandir el tubo por presión para que las aletas queden bien unidas en la superficie del tubo.

Un evaporador de tubos con aletas ocupa menos espacio que uno sin aletas o de placas (para una misma superficie de intercambio). Se utilizan con ventiladores en unidades de convención forzada.

Los evaporadores también se pueden diferenciar en función de como se genera el movimiento de aire a través de ellos. La circulación de aire en el espacio refrigerado es esencial para la transferencia de calor del producto hacia el evaporador. Cuando es inadecuada la circulación de aire, se ve disminuida la capacidad del evaporador.

La razón deseada de circulación de aire varía con las diferentes aplicaciones y depende sobre todo de la humedad del espacio, del tipo de producto y del periodo de tiempo de almacenaje.

• Evaporadores de convención natural

Los evaporadores estáticos son apropiados para su colocación en pequeñas cámaras o vitrinas abiertas con circulación de aire por convección natural. Los evaporadores estáticos (Fig. 105) se diseñan para cámaras que trabajan a temperaturas altas y medias, fundamentalmente para conservación de género.

Las baterías de evaporadores se suelen fabricar en tubo de cobre con aletas de aluminio corrugada de con separaciones de unos 12 mm. El bastidor está construido en chapa de aluminio, provisto de collarines de protección.

Figura 105. Evaporador de convención natural (Marca Intersam, serie IES).

Se utilizan en casos donde se desee aire a baja velocidad y deshidratación mínima del producto. Generalmente los mejores serpentines son de poco espesor extendiéndose a lo largo del enfriador y cubriendo la mayor parte de la superficie del techo de la cámara.

• Evaporadores de convención forzada

Son esencialmente serpentines de tubo liso o aleteado, colocados en una carcasa metálica, y equipados con uno o más ventiladores para la circulación forzada de aire.

Las unidades grandes pueden tener serpentines húmedos (con parte de líquido) o secos (solo circulando vapor).

Figura 106. Evaporador de convención forzada (Marca SEARLE, serie TEC).

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