Como funciona un evaporador

El intercambiador de calor o evaporador es el encargado de producir la transferencia de energía térmica desde un medio que se quiere enfriar hacia un fluido refrigerante. Se explica cómo funciona un evaporador.

¿Qué es un evaporador?

Un evaporador es un intercambiador de calor utilizado en los sistemas refrigerantes, donde se intercambia energía térmica proveniente desde un medio el cual se busca enfriar para enviarlo a un fluido refrigerante que va a estar circulando en el interior del dispositivo. El nombre se lo ha asignado por el cambio de estado que sufre el refrigerante al recibir este tipo de energía, tras una expansión brusca con la que se va a reducir su temperatura.

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¿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.

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Como funciona un evaporador

Video de cómo funciona un evaporador

¿Para qué sirve un evaporador?

Los evaporadores sirven para intercambiar el calor y por ende para refrigerar un espacio al absorber el calor. Los evaporadores se encuentran en todos los sistemas de refrigeración como lo puede ser una nevera, los equipos de aire acondicionado o las cámaras frigoríficas. En cuanto al tamaño o al diseño de este dispositivo, al igual que su capacidad, va a depender de la carga térmica y de la aplicación que se dé en cada uso.

Tipos de evaporadores

Según la alimentación de refrigerante.

  • De expansión directa o expansión seca (DX) – La evaporación del refrigerante se da por medio de su recorrido por el evaporadora, para encontrarse en estado de mezcla en un punto intermedio. Por ende el fluido al abandonar el evaporador es tan sólo vapor sobrecalentado.
  • Inundados – Trabajan con un refrigerante líquido así que se llenan por completo para tener humedecida toda su superficie interior del intercambiador, por ende, la mayor razón posible de transferencia de calor se alcanza.
  • Sobrealimentados – En este caso la cantidad de refrigerante líquido en circulación a través de un evaporador se da con un exceso considerable (puede ser vaporizado).

Según el tipo de construcción.

  • Tubo descubierto – Son evaporadores construidos más que nada para tuberías de cobre o en acero. Se usa en grandes evaporadores o si el refrigerante por usar es amoníaco.
  • Superficie de Placa – Tiene dos placas acanaladas y asimétricas que son soldadas herméticamente una contra otra para que el gas refrigerante fluya entre ellas.
  • Evaporadores Aleteados – Son serpentines de tubo descubierto en los cuales se ubican placas metálicas o aletas y son usados ampliamente para la refrigeración industrial.

Evaporadores para enfriamiento de líquido.

  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.

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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