Un compresor es una máquina de fluido que está construida para aumentar la presión y desplazar cierto tipo de fluidos llamados compresibles, tal como lo son los gases y los vapores. Esto se realiza a través de un intercambio de energía entre la máquina y el fluido en el cual el trabajo ejercido por el compresor es transferido a la substancia que pasa por él convirtiéndose en energía de flujo, aumentando su presión y energía cinética impulsándola a fluir.

Al igual que las bombas, los compresores también desplazan fluidos, pero a diferencia de las primeras que son máquinas hidráulicas, éstos son máquinas térmicas, ya que su fluido de trabajo es compresible, sufre un cambio apreciable de densidad y, generalmente, también de temperatura; a diferencia de los ventiladores y los sopladores, los cuales impulsan fluidos compresibles, pero no aumentan su presión, densidad o temperatura de manera considerable.

De acuerdo al funcionamiento y estructura los compresores se dividen en:

-reciprocantes

-rotativos

-centrífugo

-tornillo

COMPRESORES ROTATIVOS O CENTRÍFUGOS

Los compresores centrífugos impulsan y comprimen los gases mediante ruedas de paletas.Los ventiladores son compresores centrífugos de baja presión con una rueda de paletas de poca velocidad periférica (de 10 a 500 mm de columna de agua; tipos especiales hasta 1000 mm). Las máquinas soplantes rotativas son compresores centrífugos de gran velocidad tangencial (120 a 300 m/seg.) y una relación de presiones por escalón p2/p1 = 1,1 a 1,7. Montando en serie hasta 12 ó 13 rotores en una caja puede alcanzarse una presión final de » 12kg/cm2, comprimiendo aire con refrigeración repetida.

Compresor Alternativo o de Embolo

Los compresores alternativos funcionan con el principio adiabático mediante el cual se introduce el gas en el cilindro por las válvulas de entrada, se retiene y comprime en el cilindro y sale por las válvulas de descarga, en contra de la presión de descarga. Estos compresores rara vez se emplean como unidades individuales, salvo que el proceso requiera funcionamiento intermitente. Por ejemplo, si hay que regenerar un catalizador cada dos o tres meses o se tiene un suministro de reserva en otra fuente, esto daría

tiempo para reparar o reemplazar las válvulas o anillos de los pistones, si es necesario. Los compresores alternativos tienen piezas en contacto, como los anillos de los pistones con las paredes de¡ cilindro, resortes y placas o discos de válvulas que se acoplan con sus asientos y entre la empaquetadura y la biela. Todas estas partes están sujetas a desgaste por fricción.

Los compresores alternativos pueden ser del tipo lubricado o sin lubricar. Si el proceso lo permite, es preferible tener un compresor lubricado, porque las piezas durarán más. Hay que tener cuidado de no lubricar en exceso, porque la carbonización del aceite en las válvulas puede ocasionar adherencias y sobrecalentamiento. Además, los tubos de descarga saturados con aceite son un riesgo potencia¡ de incendio, por lo que se debe colocar corriente abajo un separador para eliminar el aceite. Los problemas más grandes en los compresores con cilindros lubricados son la suciedad y la humedad, pues destruyen la película de aceite dentro del cilindro.

Los compresores alternativos se dividen en:

Según su fase de compresión:

-monofásico o de simple efecto: cuando el pistón realiza una sola fase de compresión (la acción de compresión la ejecuta con una sola cara del pistón)

-bifásico: de doble efecto reciprocante cuando el pistón realiza doble compresión (la acción de compresión la realiza con ambas caras del pistón)

Según su estructura:

-hermético

-semihermètico

-abierto

Compresores de pistón liquido

El compresor rotatorio de piston de liquido es una maquina con rotor de aletas multiple girando en una caja que no es redonda. La caja se llena, en parte de agua y a medida que el rotor da

vueltas, lleva el liquido con las paletas formando una serie de bolsas. Como el liquido, alternamente sale y vuelve a las bolsas entre las paletas(dos veces por cada revolucion). A medida que el liquido sale de la bolsa la paleta se llena de aire. Cuando el liquido vuelve a la bolsa, el aire se comprime.

Compresores de lóbulos (Roots)

Se conocen como compresores de doble rotor o de doble impulsor aquellos que trabajan con dos rotores acoplados, montados sobre ejes paralelos, para una misma etapa de compresión. Una máquina de este tipo muy difundida es el compresor de lóbulos mayor conocida como "Roots", de gran ampliación como sobre alimentador de los motores diese¡ o sopladores de gases a presión moderada. Los rotores, por lo general, de dos o tres lóbulos están conectados mediante engranajes exteriores. El gas que entra al soplador queda atrapado entre los lóbulos y la carcaza; con el movimiento de los rotores de la máquina, por donde sale, no pudieron regresarse debido al estrecho juego existente entre los lóbulos que se desplazan por el lado interno.

Compresores de tornillo

La compresión por rotores paralelos puede producirse también en el sentido axial con el uso de lóbulos en espira a la manera de un tornillo sin fin. Acoplando dos rotores de este tipo, uno convexo y otro cóncavo, y haciéndolos girar en sentidos opuestos se logra desplazar el gas, paralelamente a los dos ejes, entre los lobulos y la carcaza.

Las revoluciones sucesivas de los lobulos reducen progresivamente el volumen de gas atrapado y por consiguiente su presion, el gas asi comprimido es forzado axialmente por la rotacion de los lobulos helicoidales hasta 1ª descarga.

LUBRICACION DE LOS COMPRESORES:

Los desafíos de lubricación que presentan los compresores de refrigeración actuales son variados.

El refrigerante Líquido fluye desde el receptor bajo presión a través de la Válvula de expansión a las serpentinas del evaporador ,Donde se evapora, absorbiendo calor en el proceso, lo cual resulta en una acción refrigerante. El vapor ingresa al compresor, donde aumenta la presión, resultando en un aumento de temperatura. El vapor caliente y a alta presión fluye desde el compresor hasta el condensador ,donde agua fría remueve el calor suficiente como para condensarlo y enviarlo nuevamente al receptor donde el ciclo comienza nuevamente .Para que un lubricante pueda desempeñarse bien en estas condiciones debe:

1. Poseer la viscosidad adecuada, tanto para distribuirse

adecuadamente a las temperaturas mínimas del

sistema como para proveer una película lubricante

que permita separar las piezas aún con algo de dilución

2. Resistir la oxidación y la formación de depósitos en

un cárter abierto a la atmósfera

3. Resistir el deterioro por altas temperaturas en la

descarga del compresor

4. Ser miscible con el refrigerante en sistemas cerrados

sin separadores de aceite

5. No ser miscible con el refrigerante en sistemas cerrados

con separadores de aceite y sistemas de cárter

abierto

6. Mantener el sistema limpio por largos períodos

7. No inhibir las características de transferencia térmica

del refrigerante

8. No reaccionar con el refrigerante o los componentes

del sistema

9. Estar libre de humedad, pues esto puede conducir a

congelamiento del agua, hidrólisis con refrigerantes

halogenados o corrosión

10. Poseer bajo contenido de ceras, de manera de evitar

la precipitación de las mismas al mezclarse el

aceite con el refrigerante, lo cual puede bloquear

conductos

Todas estas características deben estar incluidas en la

formulación de un buen aceite para compresores de refrigeración.

Algunas de ellas, como la # 10, limitan comúnmente a los aceites de refrigeración al uso de bases del tipo nafténico o polialfaolefinas, que no poseen ceras en su composición .Por otro lado, los requisitos # 2 y 3 hacen que los aceites minerales posean vida útil bastante corta en este tipo de compresores (típicamente menos de 1000 horas ) y que la necesidad de limpieza de válvulas sea una constante .Esto puede evitarse con el uso de aceites sintéticos a base de polialfaolefinas, como las líneas Moví lGargoyle Arc tic SHC Series200 y 400, que permiten períodos entre cambios de aceite hasta 8000 horas o más, además de reducir en más del triple la necesidad de limpieza de válvulas. También pueden usarse aceites a basedepolialquilenglicoles o de ésteres en ciertos casos (siempre dependiendo del tipo de gas a comprimir), con resultados muy buenos.

REFRIGERANTES UTILIZADOS EN LOS COMPRESORES.

Se llama líquido o gas refrigerante a un compuesto químico fácilmente licuable, que se utiliza para servir de medio transmisor de calor entre otros dos en una máquina térmica

Por su composición:

Los inorgánicos, como el agua o el amoníaco Los de origen orgánico(hidrocarburos y derivados):

o Los CFC's, perjudiciales para la capa de ozono

o Los HCFC's.

o Los HFC's.

o Las mezclas, azeotrópicas o no azeotrópicas.

Por su grado de seguridad:

GRUPO 1: no son combustibles ni tóxicos. GRUPO 2: tóxicos, corrosivos o explosivos a concetraciones mayores de 3,5% en

volumen mezclados con el aire.

GRUPO 3: tóxicos, corrosivos o explosivos a concetraciones menores o iguales a 3,5% en volumen.

Por sus presiones de trabajo:

Baja: Media:

Alta:

Muy alta:

Por su función:

Primario: si es el agente trasmisor en el ciclo frigorífico, y por lo tanto realiza un intercambio térmico principalmente en forma de calor latente.

Secundario: realiza un papel de intercambio térmico intermedio entre el refrigerante primario y el medio exterior. Realiza el intercambio principalmente en forma de calor sensible.

Características de los refrigerantes Punto de congelación. Debe de ser inferior a cualquier temperatura que existe en el sistema, para evitar congelaciones en el evaporador.

Calor latente de evaporación. Debe de ser lo más alto posible para que una pequeña cantidad de líquido absorba una gran cantidad de calor.

Volumen específico.- El volumen específico debe de ser lo más bajo posible para evitar grandes tamaños en las líneas de aspiración y compresión

Densidad. Deben de ser elevadas para usar líneas de líquidos pequeñas.

La temperatura de condensación, a la presión máxima de trabajo debe ser la menor posible.

La temperatura de ebullición, relativamente baja a presiones cercanas a la atmosférica.

Punto crítico lo más elevado posible.

No deben ser líquidos inflamables, corrosivos ni tóxicos.

Dado que deben interaccionar con el lubricante del compresor, deben ser miscibles en fase líquida y no nocivos con el aceite.

Los refrigerantes, se aprovechan en muchos sistemas para refrigerar también el motor del compresor, normalmente un motor eléctrico, por lo que deben ser buenos dieléctricos, es decir, tener una baja conductividad eléctrica.

Refrigerantes comúnmente usados

R11. R12.

R22.

R23.

R32.

R123.

R124.

R134a.

R502.

R407C.

R410A.

R507.

R517.

VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LOS COMPRESORES

Hermético

Ventajas: Desventajas:

-económicos -no se pueden reparar

-no son muy ruidosos -si se descompone debe comprarse uno

-capacidades 1/12 hasta 15 o 20Hp nuevo.

Semihermetico

Ventajas: Desventajas:

-tienen reparación -sensibilidad a los golpes de líquido

-desarmables -se quema si no se le da una limpieza al sistema

-no hay problema en los sellos -si se quema el motor contamina el sistema

-económicos

-movidos por un motor eléctrico

-diseño compacto

Abiertos

Ventajas: Desventajas

-es el más empleado en la refrigeración -precio

Industrial -mantenimiento especial

-cuenta con menos mantenimiento -desgaste en el sello mecánico

-menos piezas con posible desgaste -corta vida de las bandas

-capacidades de 1/3 hasta tamaño -ruido excesivo

Industrial.

QUE ES UN CONDENSADOR?Es un elemento intercambiador térmico, en cual se pretende que cierto fluido que lo recorre, cambie a fase líquida desde su fase gaseosa mediante el intercambio de calor (cesión de calor al exterior, que se pierde sin posibilidad de aprovechamiento) con otro medio. La condensación se puede producir bien utilizando aire mediante el uso de un ventilador o con agua (esta última suele ser en circuito cerrado con torre de refrigeración, en un río o la mar). La condensación sirve para condensar el vapor, después de realizar un trabajo termodinámico p.ej. una turbina de vapor o para condensar el vapor comprimido de un compresor de frío en un circuito frigorífico. Cabe la posibilidad de seguir enfriando ese fluido, obteniéndose líquido subenfriado en el caso del aire acondicionado.

El condensador termodinámico es utilizado muchas veces en la industria del aire acondicionado o en la industria naval y en la producción de energía eléctrica centrales térmicas o nucleares.

Adopta diferentes formas según el fluido y el medio. En el caso de un sistema fluido/aire, está compuesto por uno tubo de diámetro constante que curva 180° cada cierta longitud y unas láminas, generalmente de aluminio, entre las que circula el aire.

Un condensador es un cambiador de calor latente que convierte el vapor de su estado gaseoso a su estado líquido, también conocido como fase de transición. El

propósito es condensar la salida (o extractor) de vapor de la turbina de vapor para así obtener máxima eficiencia e igualmente obtener el vapor condensado en forma de agua pura de regreso a la caldera. Condensando el vapor del extractor de la turbina de vapor, la presión del extractor es reducida arriba de la presión atmosférica hasta debajo de la presión atmosférica, incrementando la caída de presión del vapor entre la entrada y la salida de la turbina de vapor. Esta reducción de la presión en el extractor de la turbina de vapor, genera más calor por unidad de masa de vapor entregado a la turbina de vapor, por conversión de poder mecánico

CONDENSADOR ENFRIADO POR AGUA:se utiliza por su bajo costo y por manejar presiones de condensación más bajas y porque además se puede tener mejor control de la presión de descarga. Por lo general se utiliza una torre de enfriamiento para bajar la temperatura del agua hasta una temperatura cercana a la temperatura de bulbo húmedo, permitiendo un flujo continuo y disminuir costos en el consumo de agua.

Estos condensadores tienen un diseño compacto por las excelentes condiciones de transferencia de calor que ofrece el agua. Se usan diseños de carcasa y serpentín, carcasa y tubo, tubo – tubo.

Debido a este tipo de diseño se debe tener en cuenta la velocidad del agua a través del condensador - = 2.13 m/s - , problemas de cavitación que se pueden generar por las condiciones variables de presión y de temperatura, mantener una presión positiva en el condensador. La corrosión, la incrustación y la

congelación son los principales problemas que se deben controlar en las actividades de mantenimiento.

CONDENSADOR ENFRIADO POR AIRE: El condensador típico es el tubo con aletas en su exterior, las cuales disipan el calor al medio ambiente.

La transferencia se logra forzando grandes cantidades de aire fresco a través del serpentín mediante el uso de un ventilador, por lo general de tipo axial. El aire al ser forzado a través del condensador absorbe calor y eleva su temperatura. Los condensadores pueden fabricarse con una sola hilera de tubería y se construyen con un área frontal relativamente pequeñas y varias hileras superpuestas a lo ancho como se ilustra en la figura anterior.

Un diseño típico común usado por muchos fabricantes son los que se ilustran a continuación; variando en forma, materiales, acabados, y capacidades. Tienen como característica su fácil instalación, bajos costos de mantenimiento.

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Una alternativa eficaz y segura para el ahorro de energía.

El principio de refrigeración evaporativa, aplicado entre otros en las Torres de Enfriamiento y condensadores evaporativos, desempeña un papel fundamental en la industria moderna. Entre sus ventajas se cuentan el ahorro energético, el respeto hacia el medioambiente, la seguridad y una inmejorable relación entre la inversión y el rendimiento.

Las Torres de Enfriamiento y condensadores evaporativos son una de las alternativas más eficientes en el campo de la refrigeración industrial. Estos dispositivos utilizan una tecnología respetuosa con el medio ambiente,

requieren una inversión inferior a la demandada por soluciones similares y, sobre todo, son totalmente seguros en lo que a la salud humana se refiere.

Consecuencias económicas y medioambientales

Las instalaciones frigoríficas de NH3 y la aplicación de CO2 a baja temperatura asociado al NH3 en sistemas de cascada y la sustitución de la condensación por agua por la condensación por aire supone incrementar el gasto energético del 20 al 80 por ciento o más para producir el mismo frío en comparación al uso de Torres de Enfriamiento; puesto que la temperatura de condensación aumenta en un intervalo que oscila entre 6 y 18 K. A nivel macroeconómico, estas cifras inciden en el desequilibrio de la balanza comercial exterior producido por la dependencia en Chile de combustibles foráneos y un grave impacto medioambiental causado por las emisiones de CO2 que, como se indicaba anteriormente, los acuerdos internacionales obligan a reducir.

El hecho de condensar a temperatura más alta implica:

- Presiones de condensación más elevadas, lo cual acarrea un mayor riesgo de fugas del refrigerante de la instalación y el consiguiente impacto ambiental, o efecto invernadero directo.

- Incremento del costo de producción en la industria, con la consiguiente disminución de la competitividad de las empresas frente a otros proveedores sujetos a legislaciones menos restrictivas.

Al aumentar la temperatura de condensación, disminuye la producción frigorífica de una instalación. Esto quiere decir que, para producir el mismo efecto frigorífico, se necesita:

o un compresor mayor, más caro

o un motor eléctrico de accionamiento mayor, más caro

o un condensador mayor, más caro

o un condensador con más ventiladores, más ruido, más coste de insonorización

o mayor consumo de agua en origen: para producir 1 kWh se consumen como media 100 l. de agua

o mayor consumo energético

o mayor impacto ambiental por necesitarse más instalaciones generadoras de electricidad, las cuales emiten más CO2 a la atmósfera. Mayores costes por emisiones de CO2

o mayores pérdidas de energía en transportar esa mayor energía eléctrica demandada desde la central generadora hasta el punto donde se encuentra el equipo receptor

o mayor valor absoluto de las puntas de demanda de energía eléctrica, lo que supone nuevas inversiones en centrales generadoras (2.839 MW<>3 nucleares/7 de ciclo combinado) y en líneas de distribución.

A modo de ejemplo sobre el ahorro energético que suponen los equipos de refrigeración evaporativa, cabe decir que sustituir las torres y condensadores evaporativos de las instalaciones de refrigeración y aire acondicionado existentes en España por aerorefrigeradores y condensadores enfriados por aire supondría incrementar la potencia eléctrica generada necesaria en aproximadamente 2.839 MW, lo cual equivale a construir, para asumir tal incremento, 3 centrales nucleares de tipo medio o 7 centrales térmicas de ciclo combinado.

Ventajas de las Torres de Enfriamiento

La primera de ellas es el ahorro energético, en la medida que, en las instalaciones de climatización y refrigeración, la eficiencia energética y el consumo de energía eléctrica están directamente relacionados con la temperatura de condensación del refrigerante utilizado. En una instalación de aire acondicionado típica, la comparación de los consumos energéticos

arroja cifras ilustrativas: los equipos de condensación incluidas torres de refrigeración y condensadores evaporativo ofrecerían frente a los de condensación por aire un ahorro en el consumo de hasta el 45%. Otro ejemplo en la misma línea sería el que se produce en las instalaciones frigoríficas, donde las potencias absorbidas por las torres y condensadores evaporativos frente a las de aire son sensiblemente inferiores.

Principio de funcionamiento del enfriamiento evaporativo

Para comprender estas ventajas, cabe hacer una aproximación al principio del enfriamiento evaporativo. Se trata de un proceso natural que utiliza el agua como refrigerante y que se aplica para la transmisión a la atmósfera del calor excedente de diferentes procesos y máquinas térmicas. En este principio se basa el funcionamiento de equipos como las torres de enfriamiento y condensadores evaporativos, frecuentemente utilizados para la condensación del gas refrigerante en las instalaciones frigoríficas.

En estas instalaciones los equipos de enfriamiento evaporativo liberan el calor de condensación de las máquinas frigoríficas transfiriéndolo a la atmósfera mediante la evaporación de una reducida cantidad de agua. Este proceso se hace efectivo gracias al establecimiento de un estrecho contacto entre el agua en circulación y una corriente de aire en un intercambiador de calor.

Los equipos de enfriamiento evaporativo, con independencia de cuales sean sus modalidades y características específicas, incorporan una sección de intercambio de calor humedecido (paneles de rellenos) con la utilización de un dispositivo rociador de agua, un sistema de ventilación encargado de forzar el paso del aire ambiente a través del relleno y diferentes componentes auxiliares, tal como la piscina colectora de agua, bomba de recirculación, eliminadores de gotas e instrumentos de control.

En el mercado existe una gran variedad de equipos de enfriamiento evaporativo que permiten a cualquier usuario elegir la combinación de rendimiento, utilización de energía y vida útil que mejor se ajuste a sus necesidades. Se trata de una amplia gama de productos de diferentes

dimensiones, que utilizan diversos materiales de construcción, con variadas disposiciones y tipos de ventiladores conforme a necesidades específicas y que incorporan los accesorios necesarios para su correcto funcionamiento.

El consejo de la industria de la refrigeración es que la elección de la mejor tecnología debe basarse en un minucioso análisis y evaluación de los factores medioambientales, además de en criterios comerciales y técnicos. El valor añadido de un sistema que se resume en las palabras: natural, sencillo, limpio, seguro y económico abarca, además del tema ya tratado de la salud pública, dos grandes áreas: la medioambiental y la económica.

Un evaporador es un intercambiador de calor entre fluidos, de modo que mientras uno de ellos se enfría, disminuyendo su temperatura, el otro se calienta aumentando su temperatura, pasando de su estado líquido original a estado vapor (cabiendo la posibilidad de un calentamiento ulterior, con lo que se dice que alcanza el estado de vapor sobrecalentado). A fin de cuentas un evaporador, es un intercambiador de calor más complejo, en el que además de producirse el cambio de fase pueden darse otros fenómenos asociados a la concentración de la disolución, como la formación de sólidos, la descomposición de sustancias, ...

Los evaporadores se fabrican en muy diversos tamaños y con distintas disposiciones, siendo profusamente empleados en gran cantidad de procesos térmicos.

Los evaporadores, deben funcionar siempre a vacio parcial, pues esta medida reduce la temperatura de ebullición en la cámara de evaporación.

Otro punto a tener en cuenta es que cuando se procede a la instalación de cascadas de etapas en serie, estas deben de ir en vacio sucesivo, es decir en la cámara de cada evaporador debe haber siempre menos presión que en el anterior, y en el primero de ellos siempre menos de la atmosférica. De no ser así la evaporación no tendría efecto.:)

EVAPORADORES ALETADOS

Los serpentines aletados son serpentines de tubo descubierto sobre los cuales colocan placas metálicas o aletas. Las aletas, sirven como superficie secundarias absolvedoras de calor y tiene el efecto de aumentar el área superficial externa del evaporador, mejorando por lo tanto la eficiencia para enfriar aire u otros gases. Con los evaporadores de tubo descubierto mucho del aire que circula sobre el serpentín pasa a través de los espacios abiertos entre los tubos y no hace contacto con la superficie del serpentín. Cuando se agregan las aletas al serpentín, estas se extienden hacia afuera ocupando los

espacios abiertos entre los tubos y actúan como colectores de calor. Estos absorben calor del aire que ordinariamente no estaría en contacto con la superficie principal y conducen este calor a la tubería.

Es evidente que para que las aletas sean efectivas deberán estar unidas a la tubería de tal manera que se asegure un buen contacto térmico entre las aletas y la tubería. En algunos casos la aletas están soldadas directamente a la tubería; en otros, las aletas se hacen deslizar sobre la tubería y se hacen expandir al tubo por presión o cualquier otro medio lo que permite a las aletas quedar bien sujetas en la superficie del tubo estableciéndose un buen contacto térmico. Una variación de este último método es acampanar ligeramente el agujero de la aleta para permitir que esta se deslice sobre el tubo. Después que la aleta ha sido instalada, se endereza y se asegura con firmeza al tubo.

El tamaño y espacio en las aletas, en parte depende del tipo de aplicación para el cual esta diseñado el serpentín. El tamaño del tubo determina el tamaño de la aleta. Tubos pequeños requieren de aletas pequeñas. A medida que se aumenta el tamaño del tubo puede aumentarse el tamaño de la aleta. El espacio entre aletas varía desde 1 a 14 aletas por pulgada, dependiendo principalmente de la temperatura de operación del serpentín.

La acumulación de escarcha es inevitable en serpentines usados en enfriamiento de aire, trabajando a temperaturas bajas debido debido a que la acumulación de escarcha sobre serpentines aletados tiende a restringir el paso del aire entre las aletas y a retardar la circulación del aire a través del serpentín, los evaporadores diseñados para aplicaciones de baja temperatura deben tener un mayor espacio (dos o tres por pulgada) a fin de minimizar el daño por la restricción en la circulación del aire. Por otra parte, el diseño de serpentines para aire acondicionado y otras instalaciones donde los serpentines trabajan a temperaturas suficientemente altas de tal modo que no haya acumulación de escarcha sobre la superficie del serpentín, podrán tenerse hasta 14 aletas por pulgada.

Cuando la circulación de aire sobre serpentines aletados es por gravedades importante que el serpentín ofrezca la mínima resistencia al flujo del aire; por lo tanto, en general, el espacio entre aletas deberá ser mayor para serpentines de convección natural que para serpentines que emplean ventiladores.

Ya sea determinado que existen una relación definida entre las superficie interior y exterior de un evaporador. Debido a que el aletado externo afecta solo la superficie exterior, el agregar aletas más allá de cierto límite no necesariamente aumentara la capacidad del evaporador. De hecho, en algunos casos un aletado excesivo podrá reducir la capacidad del evaporador por que restringirá innecesariamente la circulación de aire a través del serpentín.

Debido a que la capacidad se afecta mas por la acumulación de escarcha, los serpentines aletados darán mejores resultados en aplicaciones de enfriamiento con aire donde la temperatura se por arriba de 34 grados farhengith. Al utilizar serpentines aletados para aplicaciones de baja temperatura, se deberá tener algunos medios de deshelar el serpentín a intervalos regulares. Esto se puede hacer de diferentes maneras.

Porque se tienen aletas, los serpentines aletados tienen mas área superficial por unidad de longitud y ancho que los evaporadores de superficie primordial y por lo ismo pueden construirse de forma mas compacta. Por lo general un serpentín aletado ocupa menos espacio que cualquier otro evaporador, sea de tubo descubierto o de superficie de placa, esto para igualdad de capacidad. Lo anterior proporciona un ahorro considerable de espacio lo que hace que los serpentines aletados sean idealmente apropiados para usarse con ventiladores en unidades de convección forzada.

EVAPORADOR DE SUPERFICIE DE PLACAS

Los evaporadores de superficie de placa son de varios tipos. Algunos son construidos con dos placas planas de metal realizadas y soldadas una con otra de tal modo que pueda fluir el refrigerante entre las dos placas. Este tipo particular de evaporador de superficie de placas es muy usado en refrigeradores y congeladores caseros debido a que su limpieza es muy fácil, su fabricación muy económica y pueden fácilmente construirse en cualquiera de las formas requeridas.

Otro tipo de evaporador de superficie de placa consiste de tubería doblada instalada entre dos placas metálicas las cuales están soldadas por sus orillas. Con objeto de tener un buen contacto térmico entre las placas soldadas y la

tubería que conduce refrigerante, el espacio entre placas es llenado con una solución eutéctica o se hace el vacio entre ellas de tal manera que la presión atmosférica ejercida sobre la superficie exterior de las placas permite tener contacto firme entre las placas y tubería interior. Los que contienen solución eutéctica son especialmente útiles donde se requiere una gran capacidad diferida, se emplean mucho en camiones refrigeradores. Para estas aplicaciones las placas pueden colocarse verticalmente u horizontalmente del cielo o de las paredes del camión. Y por lo general se conectan al sistema de una planta central de refrigeración mientras están estacionados en la terminal durante la noche. La capacidad refrigerante almacenada en la solución eutéctica es suficiente para refrigerar el producto durante las operaciones del siguiente día. La temperatura de las placas es controlada por el punto de fusión de la solución eutéctica.

Los evaporadores tipo placa pueden utilizarse en forma individual o en bancos. Se ilustran como se agrupan las placas colgadas del cielo en el interior de los cuartos, en alacenas, congeladores, etc. Las placas pueden estar dispuestas para flujo de refrigerante paralelo. O pueden quedar conectadas para flujo en serie.

Los evaporadores superficie de placa han dado excelentes resultados como anaqueles en cuartos congelados y de aplicaciones similares. También son muy usados como divisiones en congeladores, en unidades congeladoras de exhibición de alimentos, en gabinetes de helado, en fuentes de soda, etc. Los evaporadores de placa son especialmente útiles para instalaciones de enfriamiento con liquido donde condiciones de carga pico poco comunes ocurren periódicamente. Colocando un banco de hielo sobre las superficie de las placas durante periodos de carga ligeras, ayuda a la capacidad del equipo a continuar con su capacidad de refrigeración a fin de soportar la carga de condición pico. Esto permite usar equipo de capacidad menor que el que ordinariamente se usaría para absorber la carga pico, con esto se tiene ahorro en costo inicial y también en gasto de operación.

EVAPORADORES DE CIRCULACION FORZADA

Los evaporadores de circulación forzada pueden no ser tan económicos, pero son necesarios cuando los productos involucrados en la evaporación tienen propiedades incrustantes, altas viscosidades, precipitaciones, cristalizaciones o ciertas características térmicas que imposibilitan una circulación natural.

Son equipos en donde el producto es calentado a través de un intercambiador de calor (los intercambiadores puede ser horizontales o verticales), luego se envía a un separador, donde la evaporación se lleva a cabo gracias a la presión reinante dentro del mismo, produciéndose de esta forma una evaporación flash y por ende un enfriamiento del producto. La velocidad de circulación del producto

dentro de los tubos es un factor esencial a tener en cuenta para cada tipo de producto.

EVAPORADOR DE PELICULA DESCENDENTE

Estos tipos de evaporadores son los más difundidos en la industria alimenticia, por las ventajas operacionales y económicas que los mismos poseen. Estas ventajas se pueden resumir de la siguiente forma:

Alta eficiencia, economía y rendimiento.Alta flexibilidad operativa.Altos coeficientes de transferencias térmicos.Capacidad de trabajar con productos termosensibles o que puedan sufrir deterioro parcial o total de sus propiedades.Limpieza rápida y sencilla (CIP)

En estos evaporadores la alimentación es introducida por la parte superior del equipo, la cual ha sido normalmente precalentada a la temperatura de ebullición del primer efecto, mediante intercambiadores de calor adecuados al producto

Se produce una distribución homogénea del producto dentro de los tubos en la parte superior del evaporador, generando una película descendente de iguales características en la totalidad de los tubos. Este punto es de suma importancia, ya que una insuficiente mojabilidad de los tubos trae aparejado posibles sitios en donde el proceso no se desarrolla correctamente, lo cual lleva a bajos rendimientos de evaporación, ensuciamiento prematuro de los tubos, o eventualmente al taponamiento de los mismos.

Dentro de los tubos se produce la evaporación parcial, y el producto que esta siendo concentrado, permanece en íntimo contacto con el vapor que se genera. Los dos fluidos, tanto el producto como su vapor, tienen igual sentido de flujo, por lo que la salida de ambos es por la parte inferior de los tubos.

En la parte inferior del evaporador se produce la separación de estas dos fases. El concentrado es tomado por bombas y el vapor se envía al condensador (simple efecto), mientras que los sistemas múltiefecto utilizan como medio calefactor, el vapor generado en el efecto anterior, y por lo tanto el vapor generado en el último cuerpo es el que se envía al condensador.

EVAPORADOR DE PELICULA ASCENDENTE

Un evaporador de película ascendente consta de una calandria de tubos dentro de una carcasa, la bancada de tubos es más larga que en el resto de evaporadores(10-15m). El producto utilizado debe ser de baja viscosidad debido a que el

movimiento ascendente es natural. Los tubos se calientan con el vapor existente en el exterior de tal forma que el líquido asciende por el interior de los tubos, debido al arrastre que ejerce el vapor formado. El movimiento de dichos vapores genera una película que se mueve rápidamente hacia arriba.

En estos tipos de evaporadores la alimentación se produce por la parte inferior del equipo y la misma asciende por los tubos.

El principio teórico que tienen estos evaporadores se asimila al 'efecto sifón', ya que cuando la alimentación se pone en contacto con los tubos calientes, comienza a producirse la evaporación, en donde el vapor se va generando paulatinamente hasta que el mismo, empieza a ejercer presión hacia los tubos, determinando de esta manera, una película ascendente. Esta presión, también genera una turbulencia en el producto que está siendo concentrado, lo que permite mejor la transferencia térmica, y por ende, la evaporación.

En estos evaporadores existe alta diferencia de temperaturas entre la pared y el líquido en ebullición. Cabe mencionar que la altura de los mismos es limitada, ya que la capacidad del vapor en arrastrar la película formada hacia la parte superior del equipo no es suficiente y determina la altura máxima posible para el diseño.

Son evaporadores en los cuales se puede re circular el producto concentrado, donde el mismo es enviado nuevamente al interior del equipo, y de esta forma, asegurar un correcto caudal de alimentación.

EVAPORADOR DE CIRCULACION NATURAL

En un evaporador de circulación natural se distribuyen una serie de tubos cortos verticales (calandria de tubos) dentro de una carcasa por donde circula el vapor. Cuando se calienta el producto, la propia evaporación de este hace que vaya subiendo por el interior de los tubos (evaporación súbita que arrastra el líquido), mientras que por el exterior de los mismos condensa el vapor calefactor.

El producto concentrado junto con el vapor generado pasa a una cámara de vacio, donde el vapor se destina al condensador (si tiene valor añadido) o se libera, y el producto concentrado puede volver a introducirse como alimentación si se requiere mayor concentración, o extraerlo del equipo como producto final.

El controlador de flujo de refrigerante es el dispositivo para reducción de la presión sus objetivos principales

a) Mantener la presión y el punto de ebullición adecuada en el evaporador para manejar la carga térmica deseada

b) Permitir el flujo de refrigerante hacia el evaporador a la rapidez requerida

Válvula de expansión automática

Sus funciones son:

-mantener una presión constante en el evaporador inundado o alimentando un mayor o menor cantidad de flujo

Trabaja gracias a un resorte cuya presión se puede variar por medio de un tornillo de ajuste.

Esta válvula cerrara rápidamente cuando pare el ciclo del compresor y permanecer cerrada hasta que este vuelta a arranca.

Válvula de expansión térmica-eléctrica

Es una simple válvula de aguja operada térmicamente, la cual forma parte de un sensor que responde a un cambio de voltaje de entrada.

Los cambios de voltaje pueden ser iniciados por sensores de temperaturas, presión o refrigerante liquido.

Se utiliza para cualquier refrigerante excepto el amoniaco.

Tubo capilar

Es una tubería de diámetro pequeño que une al condensador con el evaporador.

Por ser reducido se produce un caída de presión necesaria para la evaporación.

Después de la caída de presión dentro del tubo, en la salida del tubo hay una expansión y evapora parte del liquido absorbiendo calor de su propio fluido y asi la temperatura disminuye,

Válvula de expansión manual

Este tipo de válvulas requiera obligatoriamente que una persona estuviera designada a abrir y cerrar esta misma dependiendo en el flujo de refrigerante lo que la hacía un trabajo tedioso, por lo cual esta fue sustituida por las automáticas

Arreglo de flotador del lado de baja.

Es aquel en el cual el flotador esta ubicado en el evaporador o en una cama adyacente al serpentín de enfriamiento que esta inundado, manteniendo un nivel definido del liquido dentro del evaporador.

Flotador del lado de alta,

Como su nombre lo indica esta ubicado en el lado de alta del sitema, esta puede tener un diseño de construcción vertical o horizontal, puede estar controlado colocado cerca ya sea del condensador o del evaporador.