Indice de contenido
El condensador tiene la función de poner en contacto los gases, calientes y alta presión, que provienen del compresor con un medio para licuarlo.
Una parte del condensador tiene la función de quitar el calor sensible (1/6 parte aproximadamente) y cuando llegamos ala temperatura de condensación y no podemos enfriar más, empezamos a condensar (4/6). La última parte se reserva para el subenfriamiento del líquido.
El condensador suele ser un 30% mas grande que el evaporador.
Para poder condensar ha de haber 10ºC de △t entre la temperatura de condensación y el medio condensable.
Un buen subenfriamiento es de 6-8ºC por debajo de la temperatura de condensación.
Si el condensador fuera demasiado grande no tendríamos suficiente presión de alta y no podríamos empujar el líquido hacia el evaporador.
La presión ideal de condensación es la mínima que podamos mantener todo el año.
En el momento que cesa el medio condensable, aumentaría la temperatura de condensación y la presión.
Capacidad del condensador.
La capacidad del condensador es la cantidad de calor que el condensador es capaz de extraer al refrigerante.
Si disminuimos la temperatura de condensación, el condensador podrá ser más pequeño.
También nos modifica la capacidad del condensador la relación de compresión, o la diferencia de presión entre la baja y la alta.
Cuanto más alta sea la temperatura de condensación, más grande deberá ser el condensador para la misma potencia frigorífica.
Por ejemplo: si tenemos dos cámaras de la misma potencia frigorífica, pero de diferentes temperaturas, aumentaría la capacidad del condensador al aumentar la relación de compresión.
La diferencia de temperatura entre el invierno y el verano afecta negativamente en los condensadores de aire, ya que en invierno tendremos menos presión de alta. Para compensar esto, es necesaria una regulación de condensación (ventiladores, etc.)
El △t del condensador es la diferencia de temperatura entre el medio condensante y la temperatura de condensación.
El problema de todos los condensadores es la suciedad que se acumula y que hace de aislante, impidiendo que evacúe correctamente el calor generado por el equipo frigorífico.
Condensador de aire
Los condensadores que tienen como medio enfriador el aire ambiente pueden ser estáticos o de tiro forzado.
Condensadores estáticos:
Suelen ser de tubo liso. Como la velocidad del aire es lenta, se acumula mucha suciedad. Suelen ser bastante largos y se usan sólo en el entorno doméstico, Su principal ventaja és la ausencia de ruido.
Condensadores de tiro forzado:
Utilizan ventiladores para aumentar la velocidad del aire y por lo tanto reducimos la superfície de intercambio. Exteriormente es bastante parecido a un evaporador, sin la bandeja de recogida de condensados.
Cuando está instalado junto con el compresor, el condensador ha de tomar el aire en el lado contrario de éste para evitar aspirar el aire ya caliente.
Condensador de agua
Son aquellos que usan el agua como medio condensable
Para asegurar el buen funcionamiento y limitar el consumo de agua, las temperaturas idóneas del agua a la salida del condensador con respecto a la temperatura de entrada han de ser:
- Temperatura de entrada hasta -15ºC, la salida ha de ser 10ºC más que la entrada.
- Temperatura de entrada a partir de +16ºC, la salida ha de ser 9ºC más que la entrada.
- Temperatura de entrada a partir de +21ºC, la salida ha de ser 8ºC más qeu la entrada.
Se deben instalar torres de recuperación de agua a partir de las siguientes potencias frigoríficas:
- En sistemas de refrigeración, a partir de 20.000w/h
- En aire acondicionado, a partir de 7.000w/h
Estas torres de recuperación deben de recuperar hasta el 75% del agua.
Condensador de doble tubo
El condensador de doble tubo, o de contra-corriente, es un serpentín formado por dos tubos concéntricos. Por el tubo interior circula el agua y por el exterior el refrigerante. Los flujos se hacen circular a contracorriente para robar mejor el calor al refrigerante.
Se instala junto con el serpentín una válvula presostática para controlar la presión del agua según la presión de alta de la instalación de forma que cuando la instalación está parada, no circule agua.
Son condensadores pequeños y muchas veces se utilizan como refuerzo.
Condensador multitubular
A parte de ser el condensador, tambien hace las funciones de recipiente de líquido. En potencias pequeñas se utiliza como bancada del compresor.
El agua circula por los tubos interiores y condensa el refrigerante contenido en el recipiente.
En la parte superior llevan un tapón fusible o una válvula de seguridad, así como una válvula de purga para extraer los gases incondensables.
Para el correcto funcionamiento de estos condensadores, tambien se suelen montar las válvulas presostáticas de agua.
Condensador evaporativo
Está formado por un serpentín por el cual circula el refrigerante. Este serpentín es mojado por unas duchas de agua de forma que al hacer circular una corriente de aire, el agua que moja los tubos se evapora, extrayendo calor.
Tiene un rendimiento muy bueno, especialmente en climas secos.
Condensador multitubular vertical
Son parecidos a los horizontales, pero mucho más grandes y suelen ser de obra.
Por el tubo circula agua y aire a contracorriente. El agua va lamiendo la pared del tubo y el aire va por el centro del tubo, que está en contacto con el refrigerante.
Tiene una especie de corona para que el agua circule de esta forma.
Tiene el mismo rendimiento, o más, que el condensador evaporativo.
Torres de enfriamiento
La torre de enfriamiento, o de refrigeración, tiene la misión de mantener el agua caliente el mayor tiempo posible en contacto con el aire para enfriarla.
El calor que se acumula se saca mediante ventiladores.
En su interior existen unas duchas que rocian el agua en un relleno que intercambia el flujo de agua descendente con el aire ascendente, provocando evaporación de parte del agua, con su consiguiente enfriamiento.
Un separador de gotas en la parte más superior, evitará el arrastre de gotas al exterior.
Este dispositivo se monta en combinación con los condensadores tipo multitubulares, de placas o contracorriente para evitar tener que tirar el agua caliente.
En una torre de refrigeración hay que tener en cuenta:
- Cantidad de calor
- Caudal de agua
- Temperatura entrada del agua.
- Temperatura de salida
- Temperatura de bulbo húmedo.
El margen de la torre es: Tentrada – Tsalida
El acercamiento de la torre es la diferencia entre la temperatura de salida y la temperatura de bulbo húmedo del aire.
acercamiento = Tsalida – TBHA
El rendimiento de la torre depende de la humedad relativa. Si el aire es muy húmedo no se podrá llevar mucho vapor de agua.
Para conseguir un buen rendimiento, el acercamiento ha de ser de 5 – 6ºC, El margen de 6 – 7ºC
El caudal de aire que tenemos que mover es de 175-225 m3/h por cada 1000 frig/h
Se evapora 1 litro de agua por cada 538 kcal/h de calor extraido al agua. Aproximadamente el 5% de agua que hacemos circular. (2% cada 5ºC de margen)
Las torres que funcionan poco en invierno suelen llevar unas resistèncias dentro de la balsa de agua con un termostato para que el agua nunca llegue a 0ºC.
Algunas llevan una válvula de 3 vias para evitar quedarse sin presión en invierno si la temperatura de entrada es menor de 20ºC.
Si esto ocurre, el agua vuelve a circular por el condensador hasta que alcance una temperatura elevada.
Tratamiento del agua
Los problemas que puede crear el agua como elemento refrigerante son muchos, los más habituales son:
- La formación de incrustaciones.
- Los cultivos orgánicos.
- La corrosión de los metales empleados en la instalación.
Las aguas pueden clasificarse como duras o blandas o también ácidas o alcalinas.
Las aguas duras son aquellas que contienen un elevado contenido en sales de calcio y magnesio.
Las blandas son aquellas que contienen pequeñas cantidades de estas sales.
La acidez o alcalinidad del agua se refleja principalmente por su PH
El agua utilizada en refrigeración generalmente procede de:
- Aguas subterráneas.
- Aguas superficiales
- Aguas de mar.
- Aguas de la red urbana
Las aguas subterráneas o de pozos profundos son muy estimadas para procesos de enfriamiento debido a su temperatura. Pero usualmente estas aguas son muy duras y tienen un alto contenido de sólidos disueltos por lo que si no son debidamente tratadas presentan problemas de incrustaciones.
Las aguas superficiales generalmente están sujetas a grandes variaciones de temperatura y por lo contrario contienen poca cantidad de sólidos disueltos.
El agua de mar puede ser empleada siempre que la instalación esté construida con materiales resistentes a la corrosión.
Las aguas de la red urbana no son adecuadas para muchos procesos de refrigeración.
Antes de realizar un tratamiento del agua debemos conocer su P.H. siendo por debajo de P.H. 7, ácida, y por encima alcalina.
Existen varios procedimientos para evitar la formación de incrustaciones o el ensuciamiento del circuito de refrigeración. Los más destacados son:
- Filtración
- Descalcificación
- Acidificación.
La filtración del agua es empleada para evitar el ensuciamiento de las instalaciones. Los filtros están formados por elementos filtrantes como pueden ser tejidos metálicos o sintéticos.
La descalcificación se emplea para evitar la formación de incrustaciones.
Consiste en pasar el agua a una determinada velocidad a través de una resina que está alojada en un depósito.
La resina cede los iones de sodio al agua, modificando la dureza de esta.
Cuando todos los iones del agua han sido cedidos, el intercambiador está gastado y hay que regenerar la resina.
El agua, una vez descalcificada, tiene tendencia a producir fenómenos de corrosión, por lo que es conveniente completar este tratamiento con otro para la corrosión.
La acidificación consiste en la adición de un ácido, normalmente sulfúrico, que evita las incrustaciones.
Cálculos del condensador
En los condensadores de aire debemos conocer el volumen de aire que es capaz de mover el condensador para asegurar el intercambio de calor.
Para conocer el volumen, primero debemos conocer la velocidad del aire. Este valor nos lo dará el anemómetro.
Las medidas se han de hacer dentro de la superficie del condensador, se suman todas y se divide por el número de lecturas.
Después debemos conocer la superficie del condensador.
Por ejemplo: si el condensador hace 40cm x 25cm = 1m2 y si la velocidad obtenida es de 10m/s el resultado será:
10 m/s x 1 m2 = 3600 m3/h
Ejercicios de ejemplo
Ejemplo 1:
Tenemos un condensador que mueve 500 m3/h, la temperatura del aire que entra es de 30ºC y del que sale 38ºC.
El calor específico del aire seco es de 0,24 y el del aire húmedo 0,29
La cantidad de calor que roba el condensador al refrigerante es de:
Q = m x △t x Ce
Q = 500m3/h x (38-8) x 0,29 = 1.160 kcal/h
Ejemplo 2:
Tenemos un condensador de agua que mueve 500l/h de agua. La temperatura de entrada es de 18ºC y la de salida de 25ºC
El calor específico del agua es 1
La potencia del condensador es de:
Q = 500l/h x (25-18) x 1 = 3.500 kcal/h
Ejemplo 3:
Hallar la longitud de un condensador a contra-corriente para ayudar a un condensador de aire. La ayuda es de 1500 kcal/h, empleando un tubo exterior con circulación del agua de 7/8″ y 5/8″ para la circulación del gas.
K=600
△t= de entre 10 a 12ºC
1 metro lineal de 5/8″ tiene 0,05m2
Q = 600 x 12 x 0,05 = 360 kcal/m
Longitud del tubo = 1500 : 360 = 4,16m de tubo de 5/8