Todo sobre los evaporadores de refrigeración
Los evaporadores de refrigeración juegan un papel fundamental en cualquier sistema de refrigeración o congelación, ya que, bien sea incorporado en un sistema compacto o una unidad independiente. Ahora bien ¿sabes realmente qué es o cómo funciona un evaporador?
¿Qué es y cuál es la función de los evaporadores de refrigeración?
En la refrigeración, un evaporador es el intercambiador encargado de que el refrigerante que circula en el interior del circuito frigorífico absorba la energía térmica del ambiente que posteriormente será enfriada. De esta forma, en su interior se produce el cambio de estado del fluido refrigerante de líquido a vapor, gracias a ello su nombre. Es decir, se evapora el refrigerante para absorber la temperatura o energía del ambiente a enfriar.
Su función se basa en transmitir con la máxima eficiencia posible, la energía térmica desde el ambiente a enfriar (puede ser una cámara frigorífica o un fluido secundario como es el caso de los sistemas indirectos de refrigeración) al fluido que se esta evaporando (en este caso el refrigerante principal).
Tipos de evaporadores de refrigeración
Podemos realizar distintas clasificaciones de los evaporadores, entre ellas distinguimos:
En función del medio a enfriar:
- Aire – Refrigerante: son los utilizados en los sistemas de expansión directa y en la gran mayoría de cámaras frigoríficas. En estos, nuestro equipo enfría directamente el aire del ambiente.
- Refrigerante – Refrigerante: son aquellos que se usan principalmente en los sistemas en cascada, en los que las diferencias de temperatura de condensación y evaporación son muy elevadas. Este proceso se realiza principalmente por etapas, conformando dos sistemas de refrigeración completos.
- Líquido – Refrigerante: son los empleados cuando el medio a enfriar es un líquido y se suele usar en sistemas indirectos o procesos de refrigeración alimentarios.
En función de las condiciones de salida del refrigerante:
- Inundados: este tipo de evaporadores se utilizan en sistemas de doble etapa con inyección parcial o total y en sistemas que dispongan de un separador de líquido en su salida. En ellos, el refrigerante en su interior no se evapora totalmente, teniendo a la salida del evaporador una mezcla bifásica que presenta una muy buena transferencia de calor.
- Secos: Son los más habituales y se encuentra en la mayoría de las instalaciones de refrigeración. En ellos, el refrigerante se evapora totalmente en el interior del evaporador y suele haber recalentamiento del vapor generado.
Según sus características constructivas:
- Planos: son comunes en neveras domésticas y arcones frigoríficos. Conforman el propio circuito frigorífico mediante la unión de dos láminas de metal que han sido previamente preconformadas para que el refrigerante circule en su interior.
- Tubos y aletas: son comunes en cámaras frigoríficas principalmente, en evaporadores refrigerante – aire. El refrigerante se evapora en el interior de los tubos que están en contacto con las láminas de metal fino.
- Placas: se utilizan en los evaporadores refrigerante – líquido o refrigerante – refrigerante. Su funcionamiento se basa en separar ambos fluidos por una placa de cobre, aluminio o acero, que hace de agente conductor.
- Tubos descubiertos: se suelen utilizar para enfriar un líquido instalando un tubo desnudo en el interior del cual se produce la evaporación del refrigerante.
- Tubos coaxiales: están formados por uno o varios tubos en el interior de una camisa y que son los encargados de refrigerar el líquido.
- Carcasa – Tubos: su uso es muy común, en ellos el refrigerante circula por el interior de los tubos y el líquido a enfriar por la carcasa.
Proceso de selección de evaporadores de refrigeración
Para una correcta selección de un evaporador de refrigeración debemos tener en cuenta una serie de factores tales como la carga frigorífica que necesita nuestro equipo frigorífico, la humedad relativa, el alcance y la velocidad del aire necesaria. Además, tendremos que prestar atención a otros factores como es el salto térmico, es decir, la diferencia de temperaturas entre el interior de la cámara y el refrigerante utilizado.
Es fundamental encontrar un equilibrio en el salto térmico debido a que, a menor salto térmico, mayor será la eficiencia. De esta forma, se trabajará con tasas de compresión menores y el equipo supondrá un ahorro energético. Aunque, por otro lado, también será más costoso y mayor la inversión inicial.
Potencia nominal
La potencia nominal de un evaporador, por tanto, se ve afectada por el salto térmico, la temperatura en el interior de la cámara y el refrigerante utilizado. Ahora bien, ¿Cómo calculamos la potencia nominal?
Humedad relativa
Además de esto, es importante que conozcamos el efecto sobre la humedad relativa. Conociendo la temperatura de evaporación de diseño y la temperatura de trabajo obtendremos el salto térmico.
Conforme aumente el salto térmico disminuirá la humedad relativa en el interior de la cámara.
La humedad relativa es un parámetro importante en el diseño de cámaras, ya que cada producto necesita de una humedad relativa u otra para conservarse en las mejores condiciones y conservar todas sus propiedades. Principalmente los productos más exigentes son los productos frescos, mientras que, en cámaras de congelación, por ejemplo, su papel es menos relevante.
Potencia del evaporador
Conforme aumentamos el salto térmico aumentará también la potencia transferida. Esto ocurre como consecuencia del comportamiento del intercambiador y puede explicarse mediante las ecuaciones de transmisión de calor que modelizan este tipo de intercambiadores.
En INTARCON contamos con una amplia gama de evaporadores de refrigeración basados en la máxima eficiencia de nuestros equipos adaptadas a cualquier tipo de cámara frigorífica y a las necesidades de los productos encargados a refrigerar. Además nuestra gama de evaporadores de refrigeración están disponibles con tecnologías de CO2, NH3, glicol… Nuestros equipos destacan por incorporar:
- Baterías de alta eficiencia.
- Válvulas de expansión y solenoide integradas.
- Un óptimo rendimiento frigorífico.
- Controlador electrónico precableado (opcional).
Bibliografía
- [1] Elaboración propia: INTARCON
- [2] Fundamentos de refrigeración. Capitulo 5. Evaporadores y Sistemas de desecarche. Autores: Ángel Barragán Cervera, Joaquín Navarro Esbrí, Francisco Moles, Adrián Mota Babiloni y Bernando Peris.
