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Pag. 1
LOS EVAPORADORES
E. TORRELLA
Pag. 2EVAPORADORESFunciones
• Intercambiador a baja presión (temperatura), en el que seproduce la ebullición del fluido frigorígeno mediante laabsorción de calor de la carga.
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Pag. 3CLASIFICACION
• En función del estado del fluido a la salida:– Secos; el refrigerante abandona el equipo en estado de
vapor recalentado.– Inundados; el compresor se conecta en la parte superior,
tomando el vapor a saturación, dada su coexistencia confase liquida.
• En función del fluido a enfriar
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En función del fluido a enfriar– De aire
• Convección natural (estáticos)• Convección forzada
– De liquido
Pag. 4EVAPORADORES SECOS
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Pag. 5EVAPORADORES INUNDADOSRecirculación de liquido a baja presión
• La base del sistema la constituye el hecho demandar, hacia el conjunto de los evaporadores, unamayor cantidad de líquido que la que se evapora, esdecir, la cantidad enviada es superior a la necesariapara producir el enfriamiento requerido. Por lo tanto,la porción de líquido que no cambia de estado en el
d d b l d j t l
E. TORRELLA
evaporador debe ser acumulada, junto al vaporformado, en un recipiente separador, del cual seextrae el vapor saturado que se dirige al compresor,volviendo nuevamente el liquido restante, junto al dealimentación, hacia los evaporadores.
Pag. 6EVAPORADORES INUNDADOS
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Pag. 7EVAPORADORES INUNDADOSSistemas de Recirculación
• La recirculación de liquido en este tipo deinstalaciones puede ser debida a:– Un proceso de circulación natural, debido a diferencia de
densidades.– Un agente que produzca artificialmente esta recirculación,
la cual puede ser a su vez:• En proceso continuo:
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• En proceso continuo:– Por Bomba.– Por Inyector.
• Funcionamiento periódico.
Pag. 8EVAPORADORES INUNDADOSRecirculación por bomba
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Pag. 9EVAPORADORES INUNDADOSRecirculación por gravedad
• La fuerza motriz (producto de densidad del liquido yaltura) debe ser mayor, para que se produzca lacirculación, a la carga resistente (altura por densidadmedia en evaporador). Los evaporadoresfuncionando de esta manera deben poseer cortosrecorridos y tubos de elevados diámetros, ya que el
f t d l i i t débil Ot
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efecto que produce el movimiento es débil. Otrafaceta que debe resaltarse es que en la entrada delevaporador, la presión es mayor que la del liquidoen el separador, lo que obliga a expansionar en laválvula, hasta un nivel inferior al requerido. De todolo anterior se desprende la ineficiencia de estesistema.
Pag. 10EVAPORADORES INUNDADOSSeparador de baja presión
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Pag. 11SEPARADOR BAJA PRESIONActuadores de nivel
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EVAPORADORES DE AIRE
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Pag. 13EVAPORADORES DE AIREConvección natural. Domésticos (Roll-Bond)
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Pag. 14EVAPORADORES DE AIREConvección natural. Estáticos
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Pag. 15EVAPORADORES DE AIREConvección forzada
E. TORRELLA
Pag. 16EVAPORADORES DE AIREConvección forzada. Aletas
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EVAPORADORES DE AIREConfiguración tubos
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E. TORRELLA
Pag. 18EVAPORADORES DE AIREConvección forzada. “Frigoríferos”
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Pag. 19EVAPORADORES DE AIRETipo seco. Esquema de principio
E. TORRELLA
Pag. 20EVAPORADORES DE AIRETipo seco
E. TORRELLA
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E. TORRELLA
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Pag. 23Principio de diseño
• La superficie detransferencia es el factor demayor importancia en lamayoría de los casos,aunque no el único,calculándose mediante laexpresión:
Q0 = potencia
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– Q0 = potencia– DTML = salto medio entre
el aire y el fluido frío,atención tanto a laspérdidas de carga enexpansión directa, como alrecalentamiento útil.
– U = coeficiente global detransmisión.
UDTMLQS 0=
Pag. 24Representación gráfica DTML
2
1
21
lnTT
TTDTML
ΔΔΔ−Δ=
DTMLΔT1 ΔT2
Entrada aire
Salida aireΔTaire
ΔTp.c.ΔTrec.
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• La presencia de recalentamiento (únicamente para expansióndirecta), no se contempla en el cálculo del “DTML”,adjudicándosele un factor de mayoración sobre la superficie detransferencia.
• La diferencia de temperatura debida a pérdidas de carga puedeser aproximada a unos valores de 0,2ºC para amoníaco, y de0,75ºC para derivados halogenados.
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Pag. 25Consideraciones sobre temperatura de entrada del aire en una cámara
T0 = -28 ºC ; U = 20 W/m2K
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DTML = 5,77 ºC
S = 3.46 m2
DTML =7,85 ºC
S = 2.55 m2
DTML =9,86 ºC
S = 2.03 m2
Pag. 26INCREMENTOS TÉRMICOS MEDIOS Entre ambiente y evaporación
CIRCULACIÓNFORZADA NATURAL
70
75
80
HUMEDAD RELATIVA [%]
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85
90
954 5 6 7 8 9 10 11 12 13
TC - T0 [°C]
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Convección
ConvecciónC d ió
Raleta
RR
S. aleteada
Simil eléctrico de un conjunto aleteado
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Convección
Convección
Convección
Convección
Conducción
Rlibre
RconductivaRconv , interna
Se desprecia la radiación externa
Pag. 28Coeficiente “U”
• De cálculo complicado, su valor es función principalmente de:– Morfología, material, espesor y diámetro de los tubos.– Configuración del banco de tubos (en línea o tresbolillo).– Espesor y material de las aletas.– Geometría de las aletas.– Contacto entre tubo y aletas.– Pitch o distancia entre aletas.– Velocidad del aire a lo largo de las aletas (corrección respecto a la
velocidad frontal de ataque).
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velocidad frontal de ataque).– Coeficiente de película interno.– El SHR, relación de calor sensible.– Factor de ensuciamiento interno (p.e. Por aceite en expansión
directa).– Factor de ensuciamiento externo junto a escarchado o
condensación.
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Pag. 29Factores que afectan al coeficiente “U”Geometría de los tubos
• Los tubos son normalmente de sección circular.• A mayor diámetro de tubos mayor valor de “U”
(atención al coeficiente interno en caso decirculación de agua fría).
• El valor de “U” será tanto mayor cuanto mayor sea larelación entre la superficie de aletas y la del tubo.
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p y• La pared del tubo actúa como una resistencia al
paso de calor entre fluidos.
Pag. 30Factores que afectan al coeficiente “U”Configuración del banco de tubos
• En la figura se muestra lavariación del “U” con el pitcho distancia entre tubos.
E. TORRELLA
Pag. 31Bancos de tubos. Disposición en línea
x2
E. TORRELLA
x1
x3
Pag. 32Bancos de tubos. Disposición en tresbolillo
x2
E. TORRELLA
x1
x3
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Pag. 33Bancos de tubos. Número de Reynolds
D
D G umax maxRe = D
μ μ
ρ=
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( )u lineaDmax
1 = u x
x∞ ⋅ −1
( ) ( )u tresbolilloDmax
1 = u x
x∞ ⋅ ⋅ −2 3
umax
En línea
Al tresbolillo
Pag. 34Bancos de tubos. Ecuación semejanza
Nu C AD Dp
=⎡
⎣⎢⎢
⎤
⎦⎥⎥
. Re Pr, /
,
0 6 1 3
0 14μμ
CE li 0 26
E. TORRELLA
En lineaAl tresbolillo
0,260,33
1 2 3 4 5 6 7 8 > 9
En línea 0,64 0,8 0,87 0,91 0,94 0,96 0,98 0,99 1
Al tresbolillo 0,68 0,75 0,83 0,89 0,93 0,96 0,98 0,99 1
El coeficiente “A” depende del número de filas del haz tubular.
Pag. 35Ecuación de Chi-Chuan Wang (2000)
4Re3
3/1PrRe2Re1
CDcCf
NujCDcCj
=
=→=
N 1 2786008411 PP⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡
E. TORRELLA
• N = 1;
• N >= 2;
N = nº de filas
2786.0084.1129.0Re108.0
P
t
p
h
p
c
pP
l
tDc P
FDF
DF
PP
j ⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡=
−−
−
93.06543Re086.0
−
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡=
t
pP
h
pP
c
pPPDc P
FDF
DF
Nj
Pag. 36Factores que afectan al coeficiente “U”Espesor y material de aletas
• Estos valores estánrelacionados con laeficiencia de las aletas. Suincidencia se refleja en lafigura adjunta.
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Pag. 37Factores que afectan al coeficiente “U”Geometría de aletas
• La utilización de aletas corrugadas con generadoresde turbulencia puede aumentar los valores delcoeficiente global hasta en un 15%.
• Ahora bien, esta configuración sólo es aceptable enbaterías con condensación, no en el caso detrabajar por debajo de 0ºC, ya que favorecen la
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formación de hielo y dificultan el proceso dedesescarche.
• Además debe considerarse el aumento de pérdidasde carga en el lado del aire.
Pag. 38Factores que afectan al coeficiente “U”Unión entre aletas y tubo
• Evidentemente depende de la calidad en lafabricación de las baterías.
• El problema puede estar en caso de unión entrediferentes materiales, como es el caso de aletas dealuminio unidas a tubos de acero.
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Pag. 39Aleta anular. Sujección
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A presión Embebidas Soldadas
Aumento de transmisión de calor
Nivel térmico de utilización
Pag. 40Aletas. Fijación por presión
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Pag. 41Factores que afectan al coeficiente “U”Pitch o distancia entre aletas.
• El valor de “U” seeincrementa al aumentar ladistancia .
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Pag. 42Factores que afectan al coeficiente “U”Velocidad del aire.
• En la figura de la incidencia de la distancia entrealetas se ha puesto de manifiesto la importancia dela velocidad del aire.
• La velocidad base considerada para el aire es lacorrespondiente a la frontal de ataque.
E. TORRELLA
Pag. 43Factores que afectan al coeficiente “U”Coeficiente de película interno.
• Este coeficiente no es una constante dependiendobásicamente de la carga a que este sometida la batería (W/m2)y a la velocidad de paso, cuanto mayor sea esta última mayores el coeficiente, pero en contrapartida mayor es la pérdida decarga .
E. TORRELLA
Pag. 44Factores que afectan al coeficiente “U”Relación SHR.
• La potencia total intercambiadaen una batería cuya superficiese encuentre por debajo delpunto de rocío del aire, seconstituye de una componentesensible (de variación detemperatura) y otra latente decambio de estado del aguapresente en el aire La relación
E. TORRELLA
presente en el aire. La relaciónentre la parte sensible y la totales el denominado “SHR”.
• El coeficiente de película en lazona de condensación esmucho mayor que el de la partede transferencia solo sensible,por lo que para considerar esteefecto se puede considerar laaproximación: SHRh
h
sensibleext
medioext 1,
, =
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Pag. 45Factores que afectan al coeficiente “U”Relación SHR. Efecto en aletas
• En caso de incremento del coeficiente externodebido a cambio de estado, la eficiencia de lasaletas desciende, de tal manera que habrá que teneren cuenta ambos efectos, lo cual puede tenerse enconsideración mediante un factor “E”, tal que:
E. TORRELLA
);( rNSHRFE =
Nr = factor de corrección sobre eficiencia de la aleta.
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ideal
realaleta q
qE =
Eficiencia de aletas
• Se define la eficiencia de la aleta como la potencia realmentetransmitida por una aleta y la que se propagaría si la superficietotal de la aleta se mantuviese a la temperatura de su base,esto es:
– La potencia ideal que transmitiría la aleta (a la temperatura de lab ) l l
E. TORRELLA
0θhaq aideal =
0θareal ahEq =
base) se calcula como:
– De la definición de eficiencia, es posible calcular la potenciaemitida por una aleta como:
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Evalúa la conveniencia de utilización de aletas
Efectividad de una aleta
E. TORRELLA
Se justifica la utilización de aleta, si ealeta ≥ 2
base
convectivaaleta
SS
Ee
hSqe =⎯→⎯=
00θ
Pag. 48Multialetas. Configuraciones complejas
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m.2 h.k e
ηTh m r i φ
m r i
b
φ .( )α 1 ( )1 .0.35 ln ( )α
Configuraciones complejas .ASHRAE
α f_( ),a b
E. TORRELLA
b
a
"Configuración hexagonal”Disposición al tresbolillo
ab
"Configuración rectangular”Disposición en línea
ri
Pag. 50SHR sobre diagrama Carrier (F.B.)
q + q
q = qq = SHR
LS
S
T
S
E. TORRELLA
Pag. 51Factores que inciden sobre el FB
• Superficie transversal del intercambiador; unincremento supone un mayor intercambio.
• Número de filas de tubos, un aumento reduce latemperatura y humedad del aire en salida.
• Espaciado de aletas, un descenso de este valorsupone una mayor superficie de intercambio.
• Caudal de aire a mayores valores se corresponden
E. TORRELLA
• Caudal de aire, a mayores valores se correspondentratamientos mas acusados.
• Temperatura del fluido frío, un valor alto supone unmenor grado de tratamiento.
Pag. 52Estimación del SHR
dt = Taire – T0
E. TORRELLA
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Pag. 53Dependencia del SHR
• Esta relación es función de:– La diferencia entre las
temperaturas del local y deevaporación, cuanto mayorsea mas vapor de aguacambiará de estado, y portanto menor será el valordel SHR.
E. TORRELLA
– La temperatura deevaporación, cuanto masbaja sea esta menor será elcontenido de humedad enel aire del local. MayorSHR.
Pag. 54Paso a régimen seco aparente
• El análisis del evaporador, essimilar al de condensador, conlas consideraciones decondensación de agua sobre susuperficie durante el procesode deshumectación. Unaposible simplificación inicialconsiste en suponerlo seco conla potencia transferida del
E. TORRELLA
la potencia transferida delproceso real. Esta potencia esla suma de las componenteslatente y sensible, por lo quepor unida de masa se tendrá:
Th
Th
Th LST
ΔΔ
+ΔΔ
=ΔΔ
Th
cc Lpefecp Δ
Δ+=,
Pag. 55Factores que afectan al coeficiente “U”Factor de ensuciamiento interno.
• La presencia del aceite, que acompaña alrefrigerante por la instalación, puede provocar unaresistencia al paso de calor, cuyo valor medio puedeser estimado en una cantidad de 0,0002 m2ºC/W.
E. TORRELLA
Pag. 56Factores que afectan al coeficiente “U”Factor de ensuciamiento externo.
• El vapor de agua presenteen el aire puede, si seproducen las condicionesrequeridas condensar ocongelarse sobre lasuperficie externa de labatería, asimilándose esteproceso a una resistencia de
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proceso a una resistencia deensuciamiento. La presenciade hielo afecta pues al valordel coeficiente “U”, tal comose muestra en la figuraadjunta.
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Pag. 57Cilindro aleteado. Coeficiente “U”
E. TORRELLA
QT i T e
1....2 π r i L h i j
lnrj 1
r j...2 π L kj
1..ηpond h e A total
Pag. 58Expresión final para “U”Referido a la superficie externa
,
,
2
.11
SR
hEU
extsucio
sensibleext
++
+=
• Transmisión lado aire.• Ensuciamiento externo.• Transmisión a través tubo.• Ensuciamiento interno• Transmisión lado fluido frío.• No se considera radiación
externa
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intint,
,
int,
int,
,
,int,
,
1
2
hSS
RSS
Ke
SSS
tubo
totalext
sucio
tubo
totalext
tubo
tubo
tuboexttubo
totalext
+
++
++
+externa
Pag. 59EVAPORADORES DE AIRECoeficiente global [W/m2°C]
MEDIO A ENFRIAR Máximo Mínimo
AIRE 14 9 3
E. TORRELLA
CONVECCIÓN NATURAL 14 9,3
* Velocidad frontal del aire en el rango de 2,5 a 3 m/s
AIRECONVECCIÓN FORZADA*:
Formación hielo 17,5 25
Sólo condensación 23 35
Pag. 60
A
C
A
C
EVAPORADORES DE AIREFLECHA
E. TORRELLA
Evaporador de doble flujo
AD
Evaporador de simple flujo
BD
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Pag. 61
DESESCARCHEEvaporadores Aire
E. TORRELLA
Pag. 62DESESCARCHEEvaporadores Aire
E. TORRELLA
Pag. 63
SISTEMAS DE DESESCARCHE
INCIDENCIA SOBRE TRANSMISION CALOR
MÉTODO MANUAL
CALENTAM. EXTERNO
RESIST. ELECTRICA
FLUIDO EXTERNO
AIRE CÁMARA
E. TORRELLA
EXTERNO DUCHA LIQUIDO
“GAS” CALIENTE
DESRECAL. VAPOR
ACUMULACIÓN
INVERSIÓN CICLO
TOTAL
PARCIAL
Pag. 64INTRODUCCIÓN
• El aire húmedo interno a una cámara es una mezclade aire seco más humedad. Por tanto, a su paso porevaporador depositara sobre éste parte de suhumedad en forma de hielo si:– La temperatura de la superficie se encuentra por debajo de
0°C.La temperatura es inferior a la de rocío del aire húmedo
E. TORRELLA
– La temperatura es inferior a la de rocío del aire húmedocirculante.
• En resumen, la formación de hielo se producirátanto más rápidamente cuanto menor sea la temp.del refrigerante y cuanto mayor sea la humedadespecifica.
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Pag. 65EFECTO DEL HIELO SOBRE LA TRANSMISIÓN DE CALOR
• Al aumentar la capa de hielo, la temp. en superficieexterna aumenta (adición de resistencia térmica); latemp. del refrigerante deberá bajar, pudiéndo llegara corte por presostato de baja.
• El hielo trae consigo dos efectos contrapuestos:– Por un lado, un aumento de la superficie de transmisión.
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– Por otro, la ya comentada adición de una resistenciatérmica.
• El primer efecto no es preponderante frente alsegundo más que en una primera etapa;rápidamente el segundo toma una mayor proporcióncon la consiguiente pérdida de eficacia.
Pag. 66CARACTERÍSTICAS DEL HIELO
• La resistencia térmica de la capa de hielo dependede su estructura, en concreto del contenido de airedisuelto en su interior. Así, a una mayor proporciónde gases disueltos la conductividad resultante esmenor; por tanto a mayor valor de la densidad delhielo se corresponde una conductividad mayor y una
i ió l d l l
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menor oposición al paso del calor.
NECESIDAD DEL DESESCARCHE
• En cuanto a la presencia de hielo sobre unevaporador, puede concluirse que su influencia es lade reducir la eficacia de la instalación frigorífica, loque conlleva a la necesidad de regulares periodosde desescarche. Las fases de desescarche sepresenta sobre la figura adjunta.
Pag. 67
E. TORRELLA
Pag. 68TIPOS DE DESESCARCHE
• Desescarche manual, con cepillos especiales,operación costosa y difícil de realizar con laperiodicidad deseada.
• Desescarche por circulación del aire de la propiacámara.
• Desescarche por resistencias eléctricas.
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p• Desescarche por agua liquida.• Desescarche por "gas" (vapor) caliente.
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Pag. 69DESESCARCHE POR CIRCULACIÓN DEL AIRE DE LA PROPIA CÁMARA.
• Mediante la acción de un elemento (p. e. reloj dedesescarche), el compresor para y el aire, alcontinuar su paso a través del evaporador, vacediendo calor que toma el hielo para cambiar deestado. Este sistema presenta como principalesinconvenientes, en caso de circulación forzada, el
i d li id b l é ó i l
E. TORRELLA
rociado con agua liquida sobre el género próximo alintercambiador, y el tiempo elevado de desescarcheen comparación con otros sistemas.
• Este sistema suele estar limitada a cámaras contemperatura positiva (evidentemente contemperaturas de evaporación inferiores a 0ºC).
Pag. 70DESESCARCHE POR RESISTENCIAS ELÉCTRICAS
• En este caso se disponen sobre el evaporador una serie deresistencias (normalmente a 220 V), las cuales, suministran,durante períodos de tiempo establecidos, una cantidad de calorsuficiente para el desescarche.
• Para evitar el salpicado se suele decalar el arranque delventilador al del compresor, lo que ocasiona la nuevacongelación del agua que permanece al final del desescarchesobre la superficie.
E. TORRELLA
• Hay que añadir que en algunos casos suelen instalarseresistencias adicionales con destino a calentar la bandeja derecogida y los conductos de salida del agua resultante.
• El inconveniente principal de este sistema de desescarche loconstituye el costo energético, lo que desaconseja suaplicación a instalaciones de gran potencia.
Pag. 71DESESCARCHE POR RESISTENCIAS ELÉCTRICAS
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Pag. 72DESESCARCHE POR RESISTENCIAS ELÉCTRICAS
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Pag. 73DESESCARCHE POR DUCHA DE LIQUIDO
• Con este sistema se utiliza una corriente,normalmente de agua, que por rociado sobre lasuperficie del intercambiador provoca la fusión delhielo, arrastrando el agua resultante fuera delrecinto. Como en el caso anterior, debe evitarse laacumulación de liquido en el interior de la cámara,
l f i d l i t l ió d í
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ya que al funcionar de nuevo la instalación podríanreventar la tubería de salida, igualmente el rociadode agua residual se evita por arranque delcompresor antes del ventilador de evaporador.
Pag. 74DESESCARCHE POR “GAS” CALIENTE
• En este sistema la fuente caliente necesaria va a serproporcionada por la propia instalación, utilizandolos vapores calientes de la descarga del compresor,los cuales se derivan hacia el evaporador,produciendo, mediante su circulación interna, elefecto buscado.
E. TORRELLA
• Existe una gran diversidad de procedimientos queutilizan el principio básico de “gas” caliente (no sóloen evaporador, sino en otros casos como suelos decámaras, etc...). No obstante el mas universal sebasa en la inversión de los papeles asignados a losintercambiadores de la instalación.
Pag. 75“GAS” CALIENTEINVERSIÓN DEL CICLO
Válvulapiloto
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Válvula 4 vías
Pag. 76“GAS” CALIENTEINVERSIÓN DEL CICLO
E. TORRELLA
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Pag. 77“GAS” CALIENTEVÁLVULA DE 4 VÍAS. MONTAJE
E. TORRELLA
Pag. 78“GAS” CALIENTE SOBRE SUELO DE CÁMARA
E. TORRELLA
Pag. 79“GAS” CALIENTE PRODUCCIÓN DE AGUA CALIENTE
E. TORRELLA
Pag. 80
EVAPORADORES DE LIQUIDO
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Pag. 81EVAPORADORES DE LIQUIDODe carcasa - tubos. Esquema
E. TORRELLA
Pag. 82EVAPORADORES DE LIQUIDODe carcasa - tubos
E. TORRELLA
Pag. 83EVAPORADORES DE LIQUIDOVista interna
E. TORRELLA
Pag. 84SERPENTIN PARA REFRIGERACIÓN INDIRECTA
E. TORRELLA
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Pag. 85EVAPORADORES DE LIQUIDOCoeficiente global [Kcal/hm2°C]
MEDIO A ENFRIAR Máximo Mínimo
LÍQUIDODOBLE TUBO 700 400
E. TORRELLA
LÍQUIDOMULTITUBULAR HORIZONTAL:
Amoníaco 700 400Halogenados 900 700
LÍQUIDO (Amoníaco)MULTITUBULAR VERTICAL 2000 1000
INMERSIÓN:Serpentín 250 150Rejilla 450 250
Pag. 86EVAPORADORES DE AGUACurva catálogo. Potencia frigorífica
400
500
600
700Q0 [kW]
E. TORRELLA
20 40 60 80 100 120M [kg/h] *1000
0
100
200
300
00
TWS -T0 = 3,33°C 3,89°C 4,44°C 5°C 5,56°C
Pag. 87
Análisis evaporador liquido(1-2)
E. TORRELLA
Fluidos: R134a y R407C.
Pag. 88Introducción
• En este trabajo se analiza el comportamiento de unevaporador del tipo carcasa-tubos (1-2) condiferentes regímenes de giro.
• El estudio se realizará aplicando los dos métodostradicionales de estudio de intercambiadores: el delsalto logarítmico medio corregido y el de la eficiencia
E. TORRELLA
- número de unidades de transferencia.• Los fluidos utilizados han sido; R-134a (fluido puro)
y R-407C (mezcla ternaria con glide nodespreciable).
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Pag. 89Dispositivo experimental
T
T5, P5 T6, P6
T7, P7
T8, P8
T9
T10
T11
A
B
T
T5, P5 T6, P6
T7, P7
T8, P8
T9
T10
T11
A
B
E. TORRELLA
P1, T1
T2, P2T3
P3P4
T4
,
T12
T13
C D
P1, T1
T2, P2T3
P3P4
T4
,
T12
T13
C D
Pag. 90Circuito de carga en evaporador
• Evaporador• Intercambiador de disipación
con agua glicolada.• Resistencias de apoyo.• Regulación de la velocidad
sobre motor de ventiladorestraseros.
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Pag. 91Características del evaporador
Tube
Number 76
φi / φe 8.22·10-3 / 9.52·10-3 (m)
Thickness Inner microfins 0.2·10-3 (m)
Total Length 0.92 (m)
E. TORRELLA
External Exchange surface 1.81 m2
Tube Side volume 3.3·10-3 m3
Shell Side volume 8 ·10 -3 m3
Pag. 92Condiciones de ensayo con variación del régimen de giro
5.5
6.0
6.5
rate 5.5
6.0
6.5
rate
E. TORRELLA
4.0
4.5
5.0
350 400 450 500 550 600r.p.m.
com
pres
sion
r
R134a_I R134a_II R134a_III
R407C_I R407C_II R407C_IIIR134aR407C
4.0
4.5
5.0
350 400 450 500 550 600r.p.m.
com
pres
sion
r
R134a_I R134a_II R134a_III
R407C_I R407C_II R407C_IIIR134aR407C
12/01/2011
24
Pag. 93Variación del subenfriamiento en los ensayos de variación del régimen giro.
10.0
11.0
12.0
13.0
14.0
gree 10.0
11.0
12.0
13.0
14.0
gree
E. TORRELLA
4.0
5.0
6.0
7.0
8.0
9.0
350 400 450 500 550 600r.p.m.
subc
oolin
g de
g
R134a_I R134a_II R134a_III
R407C_I R407C_II R407C_III
R134aR407C
4.0
5.0
6.0
7.0
8.0
9.0
350 400 450 500 550 600r.p.m.
subc
oolin
g de
g
R134a_I R134a_II R134a_III
R407C_I R407C_II R407C_III
R134aR407C
Pag. 94Variación del recalentamiento en los ensayos de variación del régimen giro.
16 0
17.0
18.0
19.0
g de
gree
16 0
17.0
18.0
19.0
g de
gree
E. TORRELLA
12.0
13.0
14.0
15.0
16.0
350 400 450 500 550 600r.p.m.
suct
ion
supe
rhat
in
R134a_I R134a_II R134a_III
R407C_I R407C_II R407C_III
R134aR407C
12.0
13.0
14.0
15.0
16.0
350 400 450 500 550 600r.p.m.
suct
ion
supe
rhat
in
R134a_I R134a_II R134a_III
R407C_I R407C_II R407C_III
R134aR407C
Pag. 95Variación del caudal frigorifero en los ensayos de variación del régimen giro.
0.0006
0.0007
0.0008
0.0009
0.0010
ric fl
ow ra
te (m
3/s)
R134aR407C
0.0006
0.0007
0.0008
0.0009
0.0010
ric fl
ow ra
te (m
3/s)
R134aR407C
E. TORRELLA
0.0000
0.0001
0.0002
0.0003
0.0004
0.0005
350 400 450 500 550 600
r.p.m.
seco
ndar
y co
olan
t vol
umet
r
R134a_I R134a_II R134a_III
R407C_I R407C_II R407C_III
0.0000
0.0001
0.0002
0.0003
0.0004
0.0005
350 400 450 500 550 600
r.p.m.
seco
ndar
y co
olan
t vol
umet
r
R134a_I R134a_II R134a_III
R407C_I R407C_II R407C_III
Pag. 96Variación del caudal frigorígeno en los ensayos de variación del régimen giro.
0.07
0.08
0.09
w ra
te (k
g/s)
R134aR407C
0.07
0.08
0.09
w ra
te (k
g/s)
R134aR407C
E. TORRELLA
0.03
0.04
0.05
0.06
350 400 450 500 550 600r.p.m.
refri
gera
nt m
ass
flow
R134a_I R134a_II R134a_III
R407C_I R407C_II R407C_III
0.03
0.04
0.05
0.06
350 400 450 500 550 600r.p.m.
refri
gera
nt m
ass
flow
R134a_I R134a_II R134a_III
R407C_I R407C_II R407C_III
12/01/2011
25
Pag. 97Comprobación potencia frigorífica
cooling capacity comparisson
10
11
12
13
14
(kW
)
cooling capacity comparisson
10
11
12
13
14
(kW
)
E. TORRELLA
4
5
6
7
8
9
10
4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
secondary coolan side (kW)
refri
gera
nt s
ide
(
R134a
R407C
4
5
6
7
8
9
10
4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
secondary coolan side (kW)
refri
gera
nt s
ide
(
R134a
R407C
Pag. 98Error debido al recalentamiento
cooling capacity comparisson
10
11
12
13
14
g (k
W)
cooling capacity comparisson
10
11
12
13
14
g (k
W)
E. TORRELLA
4
5
6
7
8
9
10
4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14without superheating (kW)
with
sup
erhe
atin
g
R134a
R407C
4
5
6
7
8
9
10
4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14without superheating (kW)
with
sup
erhe
atin
g
R134a
R407C
Pag. 99Condiciones de salida en evaporador
• Las condiciones delrefrigerante, con pérdidas decarga (punto “s’o”). Setoman como condiciones desalida las correspondientesal vapor saturado a lapresión medida a la salidadel evaporador
E. TORRELLA
del evaporador.• Para el glicol:
( ) ( ) ( )brinepbrine
soeorefeoeobrinepbrinesoeorefO Cm
hhmTTTTCmhhmQ
__
'
⋅
′−⋅−=′⇒′−⋅⋅=−⋅=′
Pag. 100Método e - NTU
( )cihi TTCQQQ
−== minmaxmax
0 ;ε
E. TORRELLA
• Se hace necesario comprobar las capacidades caloríficas enambos fluidos, ya que el valor de la eficiencia para disposición“1-2” será:
refrigeglicole
glicolserefrigglicol TT
TTCC
__
)(−
−=≤ ε
refrigeglicole
refrigserefrigglicol TT
TTCC
__
.)(−
−=≥ ε
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26
Pag. 101Calor específico aparente del frigorígeno
eoso
eosorefrigp TT
hhC−−
= '
'
_
E. TORRELLA
• Consideración corregida de Bansal• Por lo que la capacidad térmica puede no ser infinita, debido a
las pérdidas de carga para un fluido puro, y al estas y el glidepara una mezcla.
Pag. 102Glide R-407C
E. TORRELLA
Pag. 103Capacidades térmicas. R-134a
15.25
20.25
25.25
rmic
a
t = 5.5 t = 4.5 t = 4.9R134a
Refrig
Glicol
15.25
20.25
25.25
rmic
a
t = 5.5 t = 4.5 t = 4.9R134a
Refrig
Glicol
E. TORRELLA
0.25
5.25
10.25
350 400 450 500 550 600
compressor rotational speed
Cap
acid
ad T
ér
0.25
5.25
10.25
350 400 450 500 550 600
compressor rotational speed
Cap
acid
ad T
ér
Pag. 104Capacidades térmicas. R-407C
3.00
3.50
4.00
rmic
a
t = 4.7 t = 4.5 t = 4.9
R407Cconsiderando ΔP
3.00
3.50
4.00
rmic
a
t = 4.7 t = 4.5 t = 4.9
R407Cconsiderando ΔP
E. TORRELLA
1.50
2.00
2.50
350 400 450 500 550 600
compressor rotational speed
Cap
acid
ad T
ér
Refrig
Glicol
1.50
2.00
2.50
350 400 450 500 550 600
compressor rotational speed
Cap
acid
ad T
ér
Refrig
Glicol
12/01/2011
27
Pag. 105Cálculo del NTU
• Caso real
( )
.max
min2
;1
12
;11ln
11
CCC
C
CE
EE
CNTU R
R
R
R
=+
+−=⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛
+−
⋅+−
= ε
E. TORRELLA
• Caso ideal (cp ≅ ∞)
( )ε−−= 1lnNTU
Pag. 106Comparación NTU ideal y real
E. TORRELLA
Pag. 107Método DMLT
( )( )
.__
2
2
2
;;
112112ln
11ln
11
refrigeglicole
refrig
refrig
glicol
TTT
PTT
R
RRPRRP
PP
RRF
−
Δ=
Δ
Δ=
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
+++⋅−
+−+⋅−
⎟⎠⎞
⎜⎝⎛
⋅−−
⋅−+
=
E. TORRELLA
• Factor de corrección para disposición “1-2”
Pag. 108
APLICACIONES ESPECIALES
E. TORRELLA
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28
Pag. 109PISTAS DE HIELO
E. TORRELLA
Pag. 110MÁQUINAS DE HIELO
E. TORRELLA
Pag. 111ALMACENAMIENTO DE HIELOIntercambiador de enfriamiento
E. TORRELLA
Pag. 112PLACAS EUTECTICAS
E. TORRELLA