EVAPORADORES

EVAPORADORES CONCEPTO Se conoce por evaporador al intercambiador de calor donde se produce la transferencia de energía térmica desde un medio a ser enfriado hacia el uido refrigerante que circula en el interior del dispositivo. Su nombre proviene del cambio de estado sufrido por el refrigerante al recibir esta energía, luego de una brusca brusca expan expansió sión n que reduc reduce e su temper temperatu atura. ra. Durant Durante e el proce proceso so de evaporación, el uido pasa del estado líquido al gaseoso.

Los evaporadores se encuentran en todos los sistemas de refrigeración como nevera neveras, s, equipo equipos s de aire aire acondi acondicio cionad nado o  c!mar c!maras as frigor frigorí"c í"cas. as. Su dise#o dise#o,, tama#o  capacidad depende de la aplicación  carga térmica de cada uso.

TIPOS DE EVAPORADORES Debido a que un evaporador es cualquier super"cie de transferencia de calor en la cual se vapori$a un líquido vol!til para eliminar calor de un espacio o producto refrigerado, los evaporadores se fabrican en una gran variedad de tipos, tama#os  dise#os  se pueden clasi"car de diferentes maneras.

Evaporador de película fna %st! formado por conos de evaporación giratorios equipo apropiado

para

procesos en donde la calidad del producto sea lo m!s importante. Se usan "nali$adores o evaporadores de acabado en los que ha que afrontar capacidades peque#as  viscosidades elevadas, debido a su alto costo. Se usan mucho para la concentración de la pasta de tomate, café, leche, suero, malta  productos a$ucarados.

Evaporador de triple eecto %s &til para la concentración de materiales uidos como el a$&car de uvas, almidon  productos l!cteos. %n la industria química es usado para materiales sensibles al tratamiento de concentración al vacio en ba'as temperaturas.

Evaporador de película descendente %n 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 afecto, 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. %s aplicado a la producción de 'ugos concentrados, sueros  líquidos farmacéuticos sensibles al calor de alta calidad. (raba'a en condiciones de vacío  a ba'as temperaturas por eso preserva las propiedades organolépticas del producto. )ermite maor ahorro de energía  disminue costos de producción.

Evaporador de película ascendente %n estos tipos de evaporadores la alimentación se produce por la parte inferior del equipo  la misma asciende por los tubos. %l principio teórico que tienen estos evaporadores se asimila al efecto sifón, a que cuando la alimentación se pon e en contacto con los tubos calientes, comien$a a producirse la evaporación, en donde el vapor se va generando paulatinamente hasta que el mismo, empie$a a e'ercer presión hacia los tubos, determinando de esta

manera,

una

película ascendente.

%sta presión, también

genera una

turbulencia en el producto que est! siendo concentrado, lo que permite me'or la transferencia térmica,  por ende, la evaporación. %n estos evaporadores existe alta diferencia de temperaturas entre la pared  el líquido en ebullición. *abe mencionar que la altura de los mismos es limitada, a que la capacidad del vapor en arrastrar la película formada hacia la parte superior del equipo no es su"ciente  determina la altura m!xima posible para el dise#o. %ste tipo de evaporadores es frecuentemente usado con recirculación de producto, donde parte del concentrado producido es reintroducida a la entrada de la alimentación para producir una carga su"ciente de líquido dentro de los tubos de calentamiento. %s usado para concentrar productos termo sensible, es mu usado en la industria l!ctea.

Evaporador de película agitada %vaporación por película "na agitada ha resultado mu exitosa con productos difíciles de precisar. )oniéndolo simplemente, este método r!pidamente separa los componentes vol!tiles usando transferencia indirecta de calor  agitación mec!nica de la película del producto que ue ba'o condiciones controladas. La separación normalmente se lleva a cabo ba'o condiciones de vacio para maximi$ar la diferencia de temperatura mientras se mantiene la m!s favorable temperatura del producto,  para maximi$ar la remoción  recuperación de vol!tiles.

Evaporador de epansi!n seca %n los evaporadores de expansión directa la evaporación del refrigerante se lleva a cabo a través de su recorrido por el evaporador, encontr!ndose este en estado de me$cla en un punto intermedio de este. De esta manera, el uido que abandona el evaporador es puramente vapor sobrecalentado. %stos evaporadores son los m!s comunes  son ampliamente utili$ados en sistemas de aire acondicionado. +o obstante son mu utili$ados en la refrigeración de media  ba'a temperatura, no son los m!s apropiados para instalaciones de gran volumen.

Inundados %n este tipo de evaporadores el u'o m!sico de líquido supera con creces al u'o de vapor producido en el evaporador. De esta manera, el uido que abandona el evaporador es me$cla vaporlíquido de alto título, que no alcan$a a ser vapor saturado. %s com&n el apelativo de - sobrealimentación de líquidopara estos intercambiadores, los que preferentemente son utili$ados en

aplicaciones industriales, con un n&mero considerable de evaporadores, operando a ba'a temperatura  utili$ando amoníaco /0102 como refrigerante.

Seg"n tipo de construcci!n Tu#o descu#ierto Los evaporadores de tubo descubierto se construen por lo general en tuberías de cobre o bien en tubería de acero. %l tubo de acero se utili$a en grandes evaporadores  cuando el refrigerante a utili$ar sea amoníaco /0102, mientras para peque#os evaporadores se utili$a cobre. Son ampliamente utili$ados para el enfriamiento de líquidos o bien utili$ando refrigerante secundario por su interior salmuera, glicol2, donde el fenómeno de evaporación de refrigerante no se lleva a cabo, sino m!s bien estos cumplen la labor de intercambiadores de calor.

De superfcie de Placa %xisten varios tipos de estos evaporadores. 3no de ellos consta de dos placas acanaladas  asimétricas las cuales son soldadas herméticamente una contra la otra de manera tal que el gas refrigerante pueda uir por entre ellas4 son ampliamente usados en refrigeradores  congeladores debido a su economía, f!cil

limpie$a 

modulación de fabricación. 5tro

tipo de evaporador

corresponde a una tubería doblada en serpentín instalada entre dos placas met!licas soldadas por sus orillas. 6mbos 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 Los serpentines aleteados son serpentines de tubo descubierto sobre los cuales se colocan placas met!licas o aletas  son los m!s ampliamente utili$ados en la refrigeración industrial como en los equipos de aire acondicionado. Las aletas sirven como super"cie secundaria absorbedora de calor  tiene por

efecto aumentar el !rea super"cial externa del intercambiador de calor, me'or!ndose por tanto la e"ciencia para enfriar aire u otros gases. %l tama#o  espaciamiento de las aletas depende del tipo de aplicación para el cual est! dise#ado el serpentín. (ubos peque#os requieren aletas peque#as  viceversa. %l espaciamiento de la aletas varía entre 1 hasta 17 aletas por pulgada, dependiendo principalmente de la temperatura de operación del serpentín. 6 menor temperatura, maor espaciamiento entre aletas4 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  disminuir el rendimiento del evaporador. /especto de los evaporadores aleteados para aire acondicionado,  debido a que evaporan a maores temperaturas  no generan escarcha, estos pueden tener hasta 17 aletas por pulgada. 8a que existe una relación entre super"cie interior  exterior para estos intercambiadores de calor, resulta del todo ine"ciente aumentar el n&mero de aletas por sobre ese valor para aumentar super"cie de intercambio optimi$ando el tama#o del evaporador2, a que se disminue la e"ciencia del evaporador di"cultando la circulación del aire a través de este. %sta circulación de aire se reali$a de dos maneras9 por convección for$ada por ventiladores :bien sean centrífugos o axiales, mono o trif!sicos, conforme la aplicación  de manera natural por diferencia de densidades del aire, fenómeno conocido como convección natural.