Evaporador de placas en sistemas de refrigeración

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Evaporador de placas en sistemas de refrigeración

Dentro de los 4 dispositivos del circuito básico de un sistema de refrigeración: Compresor, Condensador, Válvula de expansión y Evaporadores nos concentraremos en este último. Tenemos diferentes tipos de evaporadores que actuan en los sistemas:

1. Evaporador de Expansión Directa

La mezcla bifásica a la salida de la válvula de expansión, entra directamente en el evaporador. Allí se evaporará completamente y el vapor sale ligeramente recalentado. Dicho recalentamiento se utiliza como sistema de control de la válvula de expansión, Figura 2A.
A la finalización de la evaporación, cuando el contenido de vapor se aproxima al 100%, el modo de transferencia de calor es por convección de la fase gaseosa, y por lo tanto bajo. La superficie de intercambio es por lo tanto mayor que en el caso de un evaporador con recirculación, pero no se requiere un separador especial.

El aceite sigue al refrigerante en su camino hacia el compresor

2. Evaporador por termosifón

El líquido refrigerante se vaporiza en la válvula de expansión, antes de entrar en el separador de líquido-vapor. La parte líquida de refrigerante procedente de dicho separador fluye hacia el evaporador, donde se vaporiza parcialmente. Esta mezcla bifásica, se separa de nuevo en el separador mientras que el vapor se dirige hacia el compresor, la parte de líquido restante fluye de nuevo hacia el evaporador. Este sistema es válido tanto para freones como para amoniáco, sólo varía el sistema de recuperación de aceite (no indicado aquí).



2.a Evaporador con bomba de recirculación
Este es el mismo diseño que un evaporador por termosifón a diferencia que aquí la recirculación está forzada por una bomba. Con esta configuración, se obtiene un mayor grado de libertad para la localización del separador. La distancia vertical se puede incrementar y se pueden añadir válvulas y codos. También es adecuado si repentinamente se espera una subida en capacidad así como retro-flujo es imposible.





2. b Evaporador con recirculación en el evaporador por inyección
Esta configuración se encuentra a medio camino entre un termosifón y un evaporador por expansión directa. La expansión del refrigerante actúa como un eyector que facilita la recirculación en el evaporador. Es complicado que este sistema opere correctamente. El eyector tiene que estar diseñado cuidadosamente y operar de forma continua, sino hay peligro de retorno de flujo. Es tambien necesario con un distribuidor vapor –líquido en la entrada.
Debería ser utilizado únicamente con aceite soluble. El aceite insoluble atomiza en el eyector y una parte entra en los canales sin tiempo para depositarse en los mismos. En los canales, éste contamina la superficie de transferencia de intercambio y entonces disminuye la transferencia de calor.



3. Intercambiadores Soldado y Semisoldados
La elección de qué tipo de Intercambiador usaremos como evaporador la debemos definir por el tipo de sistema y rango de capacidades que estamos cubriendo. Es decir, evaporador por expansión directa, bombeado o termosifón y si los rangos de capacidad se encuentran dentro de lo que recomienda el fabricante.
Para todas estas opciones de evaporadores en refrigeración podemos ocupar intercambiadores de calor soldado (Figura 3A) sin juntas ni bastidores o semisoldado con Juntas bastidor y placas semisoldadas (Figura 3B).
Las capacidades que cubren los intercambiadores de calor soldado termofusionados es dentro de 1 – 500KW donde podemos evaporar freones para un chiller que está refrigerando agua, glicol u otra salmuera.
Con respecto a los Intercambiadores de calor semisoldados, los rangos de trabajo pueden ir desde 15KW hasta más de 3000KW
para evaporar freones y enfriar agua o glicoles.