Principios de Funcionamiento y Tipos de Evaporadores en Sistemas de Refrigeración

Evaporadores

Los evaporadores son intercambiadores de calor cuya función principal es absorber el calor del medio a refrigerar. Este componente es el elemento de la instalación frigorífica que, efectivamente, “produce” frío.

Cantidad de Calor Absorbida por el Evaporador

La cantidad de calor absorbida por un evaporador se calcula mediante la siguiente fórmula:

$$Q = S \cdot K \cdot \Delta T$$

• Q: Capacidad evaporadora del evaporador. Se mide en (kcal/h).
• S: Superficie de intercambio. Se mide en (metros cuadrados).
• K: Coeficiente de transmisión material. Se mide en (kcal/h·m²·ºK).
• ΔT: Diferencia de temperatura entre el medio a refrigerar y la temperatura (Tº) del refrigerante.

La cantidad de calor que puede absorber un evaporador depende de varios factores clave:

1. A: Superficie de intercambio (S) en el evaporador. Cuanto mayor sea la superficie, mayor será el intercambio de calor.
2. B: Coeficiente de transmisión de calor (K). Los materiales con los que se fabrican los evaporadores deben ser buenos conductores, es decir, deben poseer una alta conductividad térmica.
3. C: La diferencia de temperaturas (ΔT) entre el medio a refrigerar y el fluido refrigerante. Cuanto mayor sea esta diferencia, mayor será el intercambio de calor.

Clasificación de los Evaporadores

Existen numerosos tipos de evaporadores; a continuación, estudiaremos los más representativos:

1. Clasificación Según su Constitución Física

Se distinguen principalmente los siguientes tipos:

• A: Evaporadores de Placas:
  • Están formados por placas de acero inoxidable y un bastidor de acero al carbono.
  • Se emplean comúnmente para enfriar líquidos.
• B: Evaporadores de Tubo Liso:
  • Están formados por tubos de acero o de cobre dispuestos en forma de serpentín o espiral.
  • Los tubos de acero se utilizan para evaporadores de mayor tamaño y aquellos que emplean amoniaco como refrigerante.
  • Los tubos de cobre se utilizan en evaporadores más pequeños que emplean fluidos clorofluorados.
• C: Evaporadores de Tubo con Aletas:
  • Son similares a los de tubo liso, pero se les añaden aletas metálicas.
  • Estas aletas permiten aumentar la superficie de intercambio de calor por convección.
  • Las aletas suelen ser de aluminio cuando las tuberías son de cobre.
  • Estos intercambiadores ocupan menos espacio que los evaporadores de tubo liso debido al incremento del intercambio facilitado por las aletas.
  • La separación entre aletas es diseñada por los fabricantes en función de la aplicación específica del evaporador y del riesgo potencial de formación de escarcha.