Evaporador de efecto mltiple

Diagra de un evaporador por pelcula de doble efecto. Vapores condensados del tanque B1 calientan el evaporador A2. 1=alimentacin, 2=producto, 3=flujo, 4=vaporesElevaporador de efecto mltiple, tal y como se define eningeniera qumica, es un aparato que usa el calor proveniente delvaporpara evaporar agua de forma eficiente.1En un evaporador de efecto mltiple, el agua se hierve en una secuencia de vasos, cada uno con una presin menor que el anterior. Debido a la temperatura de ebullicin del agua, el vapor que hierve en un vaso puede ser usado para calentar el siguiente, y solo el primer vaso (el de mayor presin) requiere una fuente externa de calor. En teora se pueden construir un nmero ilimitado de etapas, pero evaporadores con ms de cuatro etapas son excepciones raras y que slo se usan cuando se quiere recuperar el resultante de evaporar el agua en sistemas de recuperacin qumica, donde se pueden alcanzar ms etapas.El evaporador de efecto mltiple fue inventado por el inventor americano e ingenieroNorbet Rillieux. Aunque Rillieux diseo el aparato durante la dcada de 1820 y construy un prototipo en 1834, no pudo construir el primer evaporador prctico industrial hasta 1845. Originalmente diseado para concentrarazcarproveniente del jugo de lacaa de azcar, hoy en da se usa ampliamente en la industria donde volmenes grande de agua necesiten ser evaporados, como en la produccin de sal o en ladesalinizacinde agua.La evaporacin con efecto mltiple en plantas puede alcanzar ocho etapas o ms en plantas de extraccin de azcar, mientras que en la produccin de papel se suelen usar seis etapas para extraer la pulpa de papel.Evaporador

Evaporadores inundados para amonaco encmara frigorficapara frutasSe conoce porevaporadoralintercambiador de calordonde se produce la transferencia deenerga trmicadesde un medio a ser enfriado hacia el fluidorefrigeranteque circula en el interior del dispositivo. Su nombre proviene delcambio de estadosufrido por el refrigerante al recibir esta energa, luego de una brusca expansin que reduce sutemperatura. Durante el proceso deevaporacin, el fluido pasa del estado lquido algaseoso.Los evaporadores se encuentran en todos los sistemas de refrigeracin como neveras, equipos deaire acondicionadoycmaras frigorficas. Su diseo, tamao y capacidad depende de la aplicacin ycarga trmicade cada uso.ndice[ocultar] 1Principio 2Tipos de evaporador 2.1Segn alimentacin de refrigerante 2.1.1- De Expansin Directa o Expansin Seca (DX) 2.1.2- Inundados 2.1.3- Sobrealimentados 2.2Segn tipo de construccin 2.2.1- Tubo descubierto 2.2.2- De superficie de Placa 2.2.3- Evaporadores Aleteados 2.3Evaporadores para Enfriamiento de Lquido 2.3.1- Enfriador de doble tubo 2.3.2- EnfriadorBaudelot 2.3.3- Enfriador tipo tanque 2.3.4- Enfriador con serpentn en casco 2.3.5- Enfriador acorazado 3Vase tambin 4ReferenciasPrincipio[editar]En lossistemas frigorficosel evaporador opera como intercambiador de calor, por cuyo interior fluye el refrigerante el cual cambia su estado delquidoavapor. Este cambio de estado permite absorber elcalor sensiblecontenido alrededor del evaporador y de esta manera el gas, al abandonar el evaporador lo hace con unaenerga internanotablemente superior debido al aumento de suentalpa, cumplindose as el fenmeno de refrigeracin.El flujo de refrigerante en estado lquido es controlado por undispositivoovlvula de expansinla cual genera una abrupta cada depresinen la entrada del evaporador. En los sistemas de expansin directa, esta vlvula despide una fina mezcla de lquido y vapor a baja presin y temperatura. Debido a las propiedades termodinmicas de los gases refrigerantes, este descenso de presin est asociado a un cambio de estado y, lo que es ms importante an, al descenso en la temperatura del mismo.De esta manera, el evaporador absorbe el calor sensible del medio a refrigerar transformndolo encalor latenteel cual queda incorporado al refrigerante en estado de vapor. Este calor latente ser disipado en otro intercambiador de calor del sistema derefrigeracin por compresinconocido comocondensadordentro del cual se genera elcambio de estadoinverso, es decir, de vapor a lquido.Tipos de evaporador[editar]

Esquema deevaporador de expansin seca.

Esquema deevaporador inundado.

Esquema deevaporadores sobrealimentados.Debido a que un evaporador es cualquier superficie de transferencia de calor en la cual se vaporiza un lquido voltil para eliminar calor de un espacio o producto refrigerado, los evaporadores se fabrican en una gran variedad de tipos, tamaos y diseos y se pueden clasificar de diferentes maneras.

Segn alimentacin de refrigerante[editar]- De Expansin Directa o Expansin Seca (DX)[editar]Artculo principal:Evaporador de expansin secaEn los evaporadores de expansin directa laevaporacindelrefrigerantese lleva a cabo a travs de su recorrido por el evaporador, encontrndose este enestado de mezcla en un punto intermediode este. De esta manera, el fluido que abandona el evaporador es puramentevapor sobrecalentado. Estos evaporadores son los ms comunes y son ampliamente utilizados en sistemas de aire acondicionado. No obstante son muy utilizados en la refrigeracin de media y baja temperatura, no son los ms apropiados para instalaciones de gran volumen.- Inundados[editar]Artculo principal:Evaporador inundadoLos evaporadores inundados trabajan conrefrigerantelquidocon lo cual se llenan por completo a fin de tener humedecida toda lasuperficieinterior delintercambiadory, en consecuencia, la mayor razn posible detransferencia de calor. El evaporador inundado est equipado con un acumulador o colector devaporel que sirve, a la vez, como receptor delquido, desde el cual el refrigerante lquido es circulado porgravedada travs de los circuitos del evaporador. Preferentemente son utilizados en aplicaciones industriales, con un nmero considerable de evaporadores, operando a baja temperatura y utilizandoamonaco(R717) como refrigerante.- Sobrealimentados[editar]Artculo principal:Evaporador sobrealimentadoUnevaporador sobrealimentadoes aquel en el cual la cantidad de refrigerante lquido en circulacin a travs del evaporador ocurre con considerable exceso y que adems puede ser vaporizado.Segn tipo de construccin[editar]- Tubo descubierto[editar]

Evaporador de tubo descubierto de cobre para enfriamiento de aguaLos evaporadores de tubo descubierto se construyen por lo general entuberasdecobreo bien en tubera deacero. El tubo de acero se utiliza en grandes evaporadores y cuando el refrigerante a utilizar seaamonaco(R717), mientras para pequeos evaporadores se utiliza cobre. Son ampliamente utilizados para el enfriamiento de lquidos o bien utilizando refrigerante secundario por su interior (salmuera,glicol), donde el fenmeno de evaporacin de refrigerante no se lleva a cabo, sino ms bien estos cumplen la labor de intercambiadores de calor.- De superficie de Placa[editar]Existen varios tipos de estos evaporadores. Uno de ellos consta de dos placas acanaladas y asimtricas las cuales son soldadas hermticamente una contra la otra de manera tal que el gas refrigerante pueda fluir por entre ellas; son ampliamente usados en refrigeradores y congeladores debido a su economa, fcil limpieza y modulacin de fabricacin. Otro tipo de evaporador corresponde a una tubera doblada en serpentn instalada entre dos placas metlicas soldadas por sus orillas. Ambos tipos de evaporadores, los que suelen ir recubiertos con pintura epxica, tienen excelente respuesta en aplicaciones de refrigeracin para mantencin de productos congelados.- Evaporadores Aleteados[editar]

Evaporador de serpentn aleteado y conveccin forzada para baja temperatura, sin bandeja de condensados.

Evaporador de serpentn aleteado al interior de equipo de aire acondicionado tipo Split.Losserpentinesaleteados son serpentines de tubo descubierto sobre los cuales se colocan placas metlicas o aletas y son los ms ampliamente utilizados en la refrigeracin industrial como en los equipos de aire acondicionado. Las aletas sirven como superficie secundaria absorbedora decalory tiene por efecto aumentar elreasuperficial externa del intercambiador de calor, mejorndose por tanto la eficiencia para enfriar aire u otros gases.El tamao y espaciamiento de las aletas depende del tipo de aplicacin para el cual est diseado el serpentn. Tubos pequeos requieren aletas pequeas y viceversa. El espaciamiento de la aletas vara entre 1 hasta 14 aletas porpulgada, dependiendo principalmente de la temperatura de operacin del serpentn. A menor temperatura, mayor espaciamiento entre aletas; esta distancia entre las aletas es de elemental relevancia frente la formacin de escarcha debido a que esta puede obstruir parcial o totalmente la circulacin de aire y disminuir el rendimiento del evaporador.Respecto de los evaporadores aleteados para aire acondicionado, y debido a que evaporan a mayores temperaturas y no generan escarcha, estos pueden tener hasta 14 aletas por pulgada. Ya que existe una relacin entre superficie interior y exterior para estos intercambiadores de calor, resulta del todo ineficiente aumentar el nmero de aletas por sobre ese valor (para aumentar superficie de intercambio optimizando el tamao del evaporador), ya que se disminuye la eficiencia del evaporador dificultando la circulacin del aire a travs de este.Esta circulacin de aire se realiza de dos maneras: porconveccin forzadaporventiladoresbien sean centrfugos o axiales,monootrifsicos, conforme la aplicacin- y de manera natural por diferencia dedensidadesdel aire, fenmeno conocido comoconveccin natural.

Evaporadores para Enfriamiento de Lquido[editar]- Enfriador de doble tubo[editar]Es un serpentn que enfria lquido que suministra gran rango de transferencia de calor entre el refrigerante y el lquido que va a ser enfriado. El camino del refrigerante puede ser a travs de uno u otro de los tubos aunque usualmente la salmuera o lquido que va a ser enfriado se hace circular a travs del tubo interior y el refrigerante que remueve el calor esta entre los dos tubos. Este tipo de serpentn para intercambio de calor se usa tambin en el diseo de condensadores.- EnfriadorBaudelot[editar]Puede usarse para enfriar agua, u otros lquidos o para varios usos industriales, y es frecuentemente usado como enfriador de leche. El evaporador est compuesto por tuberas horizontales unidas en sus extremos laterales, y el lquido que va a enfriarse se hace circular sobre los serpentines de enfriamientos mediante el flujo de gravedad desde el arreglo colocado encima de los serpentines. El lquido es recogido en una bandeja la cual puede ser recirculado por el enfriador baudelot o bombeado a su destino en el proceso industrial- Enfriador tipo tanque[editar]El enfriador tipo tanque consiste en un serpentn de fluido frigorgeno de tubo desnudo, instalado dentro de un gran tanque que contiene el lquido a enfriar.El serpentn est separado por un medio deflector de la masa principal del lquido, circulando ste a travs del serpentn movido por un agitador motorizado.Este enfriador se utiliza en aquellos casos en que la sanidad no sea un factor importante, en las aplicaciones de grandes y frecuentes fluctuaciones de la carga, dada su gran inercia, y en las aplicaciones en que el lquido entra en el enfriador a temperaturas relativamente altas. Se emplea mucho para enfriamiento de agua, salmuera y otras lquidos refrigerantes secundarios.- Enfriador con serpentn en casco[editar]Este tipo consiste en un enfriador de tubos lisos instalado en el centro o al lado del tanque de acero, sumergido en el lquido a enfriar, el serpentn est separado del cuerpo principal del lquido por un deflector. Dentro de este tipo de evaporadores se encuentran los utilizados como acumuladores de hielo.- Enfriador acorazado[editar]