Clasificación de evaporadores y condensadores

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Este mensaje fue modificado por última vez por yinkuilin6868 el 4 de junio de 2016, a las 09:25. I. Tipos y características de los condensadores. Los condensadores se pueden clasificar en tres categorías, según el medio de refrigeración que utilizan: de refrigeración por agua, de refrigeración por aire y de tipo evaporativo. II. Clasificación de los evaporadores: Según el tipo de medio que se enfría, los evaporadores se pueden dividir en dos categorías principales: (1) Evaporadores con refrigerante líquido. Se utiliza para enfriar refrigerantes líquidos: agua, soluciones salinas o soluciones acuosas de etilenglicol, entre otros. Los tipos de evaporadores más comunes en esta categoría son los evaporadores horizontales, los evaporadores de tubos verticales y los evaporadores de tubos espirales. (2) Evaporador de aire de enfriamiento. Este tipo de evaporadores cuenta con tubos de refrigeración y un ventilador de enfriamiento. A continuación, se presenta principalmente el evaporador de refrigerante líquido, que es un componente común en los sistemas de aire acondicionado. I. Evaporador horizontal. El evaporador horizontal también se conoce como evaporador de tipo shell-and-tube horizontal. Su estructura es básicamente similar a la de los condensadores de tipo shell-and-tube horizontales. Según el método de suministro de líquido, se pueden dividir en evaporadores de tipo shell-and-tube y evaporadores secos. 1. Evaporador de carcasa y tubos horizontal. El evaporador de carcasa y tubos horizontal es un evaporador de tipo lleno de líquido. Es decir, el refrigerante fluye por los tubos a una velocidad de 1 a 2 m/s. El espacio entre los tubos, en su exterior, está prácticamente lleno de refrigerante. Ambos medios realizan un intercambio térmico eficaz a través de las paredes de los tubos. El vapor del refrigerante, que absorbe calor durante la evaporación, pasa por el separador de líquidos en la parte superior del evaporador y luego entra al compresor. Para garantizar el funcionamiento adecuado del sistema de refrigeración, la altura de llenado del refrigerante en este tipo de evaporadores debe ser adecuada. Un nivel de líquido demasiado alto puede hacer que el aire que vuelve al compresor contenga líquido, lo que puede causar golpes de líquido en el mismo ； Por el contrario, si el nivel del líquido es demasiado bajo, algunas de las tuberías de evaporación quedarán por encima del nivel del líquido y no podrán realizar su función de intercambio térmico. Esto disminuye la capacidad de transferencia de calor del evaporador. Por lo tanto, en el caso de los evaporadores de amoníaco, la altura de llenado suele ser del 70 al 80 % del diámetro del cilindro; en cambio, en el caso de los evaporadores de freón, la altura de llenado es generalmente del 55 al 65 % del diámetro del cilindro. Los evaporadores de tipo shell-and-tube horizontales se utilizan ampliamente en sistemas de circulación de agua salada cerrados. Sus principales características son: estructura compacta, buen contacto entre el líquido y la superficie de transferencia de calor, y un alto coeficiente de transferencia de calor. Pero es necesario introducir una gran cantidad de refrigerante, y la columna líquida tendrá cierto efecto en la temperatura de evaporación. Además, cuando la concentración de agua salada disminuye o la bomba de agua salada se detiene por alguna razón, existe la posibilidad de que el agua salada se congele dentro de las tuberías. Si el refrigerante es freón, el aceite lubricante disuelto en él tiene dificultades para regresar al compresor. Además, se debe detener el trabajo durante la limpieza. 2. Evaporador seco de fluorocarbonos. La forma y estructura de este tipo de evaporador son prácticamente las mismas que las del evaporador horizontal de tipo shell-and-tube. La principal diferencia entre ellos es que el refrigerante fluye dentro de los tubos, mientras que el fluido refrigerante fluye fuera de ellos. El líquido de freón, después de pasar por el restrictor, entra en el evaporador por la parte inferior de la tapa lateral. Después de atravesar varios circuitos, sale por la parte superior de dicha tapa. El refrigerante se evapora continuamente a medida que fluye dentro de los tubos; por lo tanto, una parte de las paredes está ocupada por vapor. En consecuencia, su eficacia en la transferencia de calor es menor que la de los sistemas con líquido completamente lleno. Pero no tiene efecto alguno de la columna de líquido en la temperatura de evaporación, y debido a que la velocidad del flujo de freón es alta (≥4 m/s), el retorno del aceite es óptimo. Además, como se introduce una gran cantidad de refrigerante fuera del tubo, se reduce el riesgo de congelación. La cantidad de refrigerante que se necesita en este tipo de evaporador es solo de 1/2 a 1/3, o incluso menos, en comparación con los evaporadores de tipo lleno de líquido; por eso se les denomina “evaporadores secos”. Para aumentar la velocidad del fluido refrigerante y hacer que este golpee lateralmente el conjunto de tuberías, se colocan varias placas deflectoras dentro de la carcasa, con el fin de mejorar la eficiencia en la transferencia de calor. Los evaporadores de freón de tipo seco se utilizan con frecuencia para enfriar agua dulce; la velocidad del flujo del agua suele estar entre 0,5 y 1,5 m/s. En el caso de tuberías de cobre, esa velocidad suele ser de 1,0 m/s. II. Evaporadores de tubos verticales y de tubos en espiral. Lo que tienen en común los evaporadores de tubos verticales y de tubos en espiral es que el refrigerante se evapora dentro de los tubos. Todo el conjunto de tubos del evaporador está sumergido en un recipiente lleno de refrigerante (o en una piscina o tanque). Para garantizar que el refrigerante circule a una velocidad constante dentro del recipiente, este cuenta con separadores longitudinales y agitadores en espiral. La velocidad del fluido refrigerante suele ser de 0,3 a 0,7 m/s, con el fin de mejorar la transferencia de calor. Estos dos tipos de evaporadores solo pueden utilizarse en sistemas de circulación abierta; por lo tanto, el refrigerante debe ser una sustancia no volátil. Los más comunes son la salmuera y el agua. Si se utiliza agua salada, los tubos del evaporador son propensos a oxidarse, y el agua salada absorbe humedad, lo que reduce su concentración. Estos dos tipos de evaporadores permiten observar directamente el flujo del refrigerante, por lo que se utilizan ampliamente en sistemas de refrigeración por salmuera que emplean amoníaco como refrigerante. 1. Evaporador de tubos verticales: El evaporador de tubos verticales está completamente fabricado con tubos de acero sin costuras, soldados entre sí. Los tubos del evaporador se organizan en grupos; según las diferentes necesidades de capacidad, el evaporador puede estar compuesto por varios grupos de tubos. Cada grupo de tubos está formado por dos colectores horizontales de mayor diámetro; el que se encuentra en la parte superior se denomina colector de vapor, mientras que el que está en la parte inferior se llama colector de líquido. Se compone de tubos verticales delgados con los extremos doblados, soldados al colector, y de tubos verticales gruesos. El diámetro de los colectores horizontales superiores e inferiores suele ser D108×4 o D121×4. El diámetro de los tubos verticales más delgados es, por lo general, D57×3.5 o D38×3, mientras que el diámetro de los tubos verticales más gruesos es, generalmente, D76×4. Un extremo del tubo superior está conectado al separador de vapor y líquido, para separar las gotas de líquido que se encuentran en el vapor devuelto. Un extremo del tubo inferior está conectado al colector de aceite. El refrigerante líquido a alta presión y temperatura ambiente, proveniente del tanque de almacenamiento, pasa por un restrictor y entra al evaporador a través de la tubería de entrada ubicada en la parte central del colector superior. Esta tubería de entrada se encuentra dentro de la tubería vertical gruesa y se extiende hacia abajo hasta el colector inferior. De esta manera, se asegura que el líquido se distribuya de manera más uniforme en cada uno de los tubos verticales. Dado que el área de intercambio térmico relativo de los tubos finos es mayor que la de los tubos gruesos, en los tubos finos el líquido se evapora primero, generando una gran cantidad de vapor que a su vez hace que el líquido ascienda. Una vez que la mezcla de vapor y líquido entra en el colector superior, la mayor parte del líquido vuelve al colector inferior a través de los tubos verticales gruesos, lo que genera un ciclo interno. El vapor que contiene algunas gotas de líquido entra en el separador de vapor y líquido; el líquido separado vuelve al colector inferior, mientras que el vapor es absorbido por el compresor. El lubricante del evaporador se acumula en el colector de aceite, para poder extraerlo periódicamente. 2. Evaporador de tubos espirales: El evaporador de tubos espirales es una variante mejorada del evaporador de tubos opuestos. Su estructura general es similar a la de un tubo vertical. La diferencia entre los dos es que en el evaporador de tipo tubo espiral, en lugar de tubos verticales, se utilizan dos filas de tubos espirales para conectar los colectores superior e inferior. Cuando la distancia entre los colectores es igual, se aumenta el área de transferencia de calor; por lo tanto, el tamaño de la estructura es compacto, hay menos juntas de soldadura y su fabricación es sencilla. Sobre esta base, en el país se desarrolló y produjo un evaporador de tipo tubo espiral de doble cabeza, cuyos tubos espirales están formados por dos capas, interior y exterior, con diámetros diferentes. Esto hace que la estructura del evaporador sea más compacta.