Exposicion Evaporadores

EVAPORADORES
1.CONCEPTO:
Los evaporadores son intercambiadores de calor constituidos por un haz de tuberías en las
que se evapora el fluido frigorígeno, extrayendo calor del espacio que se quiere enfriar, que
es en esencia el fenómeno de producción de frio o potencia frigorífica que se desea
conseguir. Se fabrican con una amplia variedad de criterios, tipos, formas, tamaños y
materiales.
2.¿CÓMO FUNCIONA UN EVAPORADOR?
Es una de las partes principales de un sistema de refrigeración. En esta etapa lo que el
refrigerante necesita es el aumento de su entalpia, y esto se produce cuando pasa de su
estado líquido a su estado de vapor a través del evaporador. Con lo anterior se permite
absorber el calor sensible que está contenido alrededor del evaporador, por ende, el gas al
abandonar el evaporador lo hace con una energía interna que es superior al aumento de
su entalpia.
Previo el ingreso del refrigerante al evaporador, este se expande en una válvula de
presión la cual genera una gran caída de presión a la entrada del evaporador. Si es un
sistema de expansión directa, la válvula va a despedir una mezcla de líquido y vapor muy
fina a baja presión y temperatura. Por las propiedades termodinámicas de los gases
refrigerantes, el descenso de la presión se asocia con un cambio de estado, y lo más
relevante el descenso de la temperatura.
Por lo anterior, el evaporador absorber el calor sensible del medio que se busca refrigerar
para transformarlo en calor latente, que se incorpora al refrigerante en su estado de vapor.
Con ese calor latente que se disipa en otro intercambiador de calor del sistema de
refrigeración por compresión, que se conoce como condensador en donde se va a generar
un cambio de estado inverso, por lo tanto, de vaporización a líquido.
3.CLASIFICACIÓN SEGÚN SU FUNCIONAMIENTO
3.1 EVAPORADORES DE EXPANSIÓN SECA: La alimentación del refrigerante se realiza

mediante un sistema de expansión, de forma que el líquido se evapora totalmente a lo largo
del evaporador, generalmente con un ligero sobrecalentamiento. El refrigerante está en la
proporción estrictamente necesaria para formar un vapor saturado seco, que va a
proporcionar un buen funcionamiento en el compresor.
3.2EVAPORADOR INUNDADO: Se encuentran siempre completamente llenos de

refrigerante líquido, regulándose la alimentación mediante una válvula de flotador, la cual
mantiene constante el nivel de líquido en el evaporador. Preferentemente son utilizados en
aplicaciones industriales, con un número considerable de evaporadores, operando a baja
temperatura y utilizando amoníaco (R717) como refrigerante.
3.3EVAPORADOR SOBREALIMENTADO: En este tipo de evaporadores el flujo másico
de líquido supera con creces al flujo de vapor producido en el evaporador. De esta manera,
el fluido que abandona el evaporador es mezcla vapor-líquido de alto título, que no alcanza
a ser vapor saturado. Son preferentemente utilizados en aplicaciones industriales.
Debido a que un evaporador es cualquier superficie de transferencia de calor en la cual se

vaporiza un líquido volátil para eliminar calor de un espacio o producto refrigerado, los
evaporadores se fabrican en una gran variedad de tipos, tamaños y diseños y se pueden
clasificar de diferentes maneras.
4.CLASIFICACIÓN SEGÚN SU CONSTRUCCIÓN
4.1TUBO DESCUBIERTO :
Los evaporadores de tubo descubierto se construyen por lo general en tuberías de cobre o
bien en tubería de acero. El tubo de acero se utiliza en grandes evaporadores y cuando el
refrigerante a utilizar sea amoníaco (R717), mientras para pequeños evaporadores se
utiliza cobre. Son ampliamente utilizados para el enfriamiento de líquidos o bien utilizando
refrigerante secundario por su interior (salmuera, glicol), donde el fenómeno de evaporación
de refrigerante no se lleva a cabo, sino más bien estos cumplen la labor de intercambiadores
de calor.
4.2 DE SUPERFICIE DE PLACA:

Existen varios tipos de estos evaporadores. Uno de ellos consta de dos placas acanaladas
y asimétricas las cuales son soldadas herméticamente una contra la otra de manera tal que
el gas refrigerante pueda fluir por entre ellas; son ampliamente usados en refrigeradores y
congeladores debido a su economía, fácil limpieza y modulación de fabricación. Otro tipo
de evaporador corresponde a una tubería doblada en serpentín instalada entre dos placas
metálicas soldadas por sus orillas. Ambos tipos de evaporadores, los que suelen ir
recubiertos con pintura epóxica, tienen excelente respuesta en aplicaciones de refrigeración
para mantención de productos congelados.
4.3 EVAPORADORES ALETEADOS
Son serpentines de tubo descubierto en los cuales se ubican placas metálicas o aletas y
son usados ampliamente para la refrigeración industrial.
Los serpentines aleteados son serpentines de tubo descubierto sobre los cuales se colocan
placas metálicas o aletas y son los más ampliamente utilizados en la refrigeración industrial
como en los equipos de aire acondicionado. Las aletas sirven como superficie secundaria
absorbedora de calor y tiene por efecto aumentar el área superficial externa del
intercambiador de calor, mejorándose por tanto la eficiencia para enfriar aire u otros gases.
El tamaño y espaciamiento de las aletas depende del tipo de aplicación para el cual está
diseñado el serpentín. Tubos pequeños requieren aletas pequeñas y viceversa. El
espaciamiento de la aletas varía entre 1 hasta 14 aletas por pulgada, dependiendo
principalmente de la temperatura de operación del serpentín. A menor temperatura, mayor
espaciamiento entre aletas; 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 y disminuir el rendimiento del evaporador.
Respecto de los evaporadores aleteados para aire acondicionado, y debido a que evaporan
a mayores temperaturas y no generan escarcha, estos pueden tener hasta 14 aletas por
pulgada. Ya que existe una relación entre superficie interior y exterior para estos
intercambiadores de calor, resulta del todo ineficiente aumentar el número de aletas por
sobre ese valor (para aumentar superficie de intercambio optimizando el tamaño del
evaporador), ya que se disminuye la eficiencia del evaporador dificultando la circulación del
aire a través de este.
Esta circulación de aire se realiza de dos maneras: por convección
forzada por ventiladores —bien sean centrífugos o axiales, monoo trifásicos, conforme la
aplicación— y de manera natural por diferencia de densidades del aire, fenómeno conocido
como convección natural
Evaporador de serpentín aleteado y convección forzada para baja temperatura, sin bandeja
de condensados.
Evaporador de serpentín aleteado al interior de equipo de aire acondicionado tipo Split.
4.4 EVAPORADOR DE TUBOS HORIZONTALES CON CIRCULACIÓN NATURAL:
 En este tipo el vapor de agua entra a los tubos y se condensa; el condensado sale por el
otro extremo de los tubos. La solución a ebullición está por fuera de ellos. El vapor se
desprende de la superficie líquida; después, se hace pasar por dispositivos de tipo deflector
para impedir el arrastre de gotas de líquido y sale por la parte superior.  Este equipo,
relativamente económico, puede utilizarse para líquidos no viscosos con altos coeficientes
de transferencia de calor y para líquidos que no formen incrustaciones.
4.5EVAPORADOR VERTICAL DE TUBOS LARGOS:
 En un evaporador de tipo vertical con tubos largos, el líquido esta en el interior de los
tubos. Estos miden de 3 a 10 m de alto, lo que ayuda a obtener velocidades de líquido muy
altas. Por lo general, el líquido pasa por los tubos una sola vez y no se recircula. Los tiempos
de contacto suelen ser bastante breves en este modelo
5. EVAPORADORES PARA ENFRIAMIENTO DE LÍQUIDO.
5.1 ENFRIADOR DE DOBLE TUBO – Es un serpentín con el que se enfría el líquido por
suministrar en un gran rango de transferencia de calor entre el líquido y el refrigerante.
5.2 ENFRIADOR BAUDELOT – Se puede usar para el enfriado de agua u otra clase de
líquidos, incluso en ámbitos industriales. Con frecuencia se emplea para enfriar leche.
5.3 ENFRIADOR TIPO TANQUE – Es un serpentín de fluido frigorífero de tubo desnudo el

cual se instala al interior de un tanque con el líquido a enfriar.
5.4 ENFRIADOR CON SERPENTÍN EN CASCO – Es una clase de enfriador de tubos lisos
instalado en el centro o a un costado del tanque de acero, el cual se sumerge en el líquido
a enfriar. El serpentín se separa del cuerpo principal por un deflector.
5.5 ENFRIADOR ACORAZADO – Son de expansión seca o inundados. Tiene un tanque
de acero con una cantidad de líquido determinada por la cual va a circular el refrigerante y
por fuera el líquido.
6.PROBLEMAS DE LOS EVAPORADORES
Los evaporadores presentan dos tipos de problemas importantes: Problemas de flujo de

aire o El evaporador está sucio o helado o Las aspas o el motor del ventilador presentan
fallos Problemas del refrigerante o Poco o demasiado refrigerante o El dispositivo de
control tiene problemas o El distribuidor presenta problemas. Las unidades de
refrigeración para media temperatura como para baja temperatura generan escarcha, que
puede dar lugar a problemas en el flujo de aire.
7.CONSUMO DE UN EVAPORADOR
Por la naturaleza del proceso, el consumo de un evaporador es alto. La evaporación es una

operación unitaria que precisa de un mayor consumo de energía, por esa razón se utiliza
en caso de ser de múltiple efecto, con frecuencia en las industrias químicas, porque allí
sirve para minimizar el consumo de energía. Así mismo, según sea el modelo, el dato va a
variar.

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