CONDENSADORES

Definición

Los equipos de transferencia de calor utilizados para licuar vapores eliminando su calor latente reciben el nombre de condensadores.

El calor latente se retira absorbiéndolo por un líquido más frio denominado refrigerante. Puesto que evidentemente la temperatura del refrigerante aumenta en un condensador, la unidad también actúa como un calentador, pero funcionalmente es la acción más importante de condensación, y el nombre refleja este hecho. Un condensador es un intercambiador térmico, en cual se pretende que el fluido que lo recorre cambie a fase líquida desde su fase gaseosa mediante el intercambio de calor (cesión de calor al exterior, que se pierde sin posibilidad de aprovechamiento con otro medio. La condensación se puede producir bien utilizando aire mediante el uso de un ventilador (aerocondensadores) o con agua (esta última suele ser en circuito semicerrado con torre de refrigeración, o en circuito abierto proveniente de un río o del mar).

Funcionamiento del condensador.

En el condensador, la operación es justamente contraía a la del evaporador. El vapor de refrigerante entra al condensador después de ser comprimido por el compresor a una alta presión y elevada temperatura, permitiendo el intercambio de calor con el aire, agua de proceso o con cualquier fluido. Esto logra el calor que absorbió del evaporador sea cedido al medio ambiente (o cualquier otro fluido). En el proceso de condensación, el refrigerante cambia de vapor a líquido saturado o líquido sub-enfriado, a fin de que se mantenga en fase líquida en su camino de retorno al evaporador.

Tres puntos importantes que con los que debe cumplir un condensador son los siguientes:

• Poseer suficiente área de intercambio.
• Mínima caída de presión.
• Materiales que faciliten la transferencia de calor.

Esquema.

Resulta un poco complicado nombrar las distintas partes de un condensador por la gran variedad que exisiten por eso vamos a hacer mecion de algunos tipos:

Condensadores enfriados por aire - conveccion forzada.

Descripción de las partes:

• Compresor.
• Refrigerante circulante.
• Ventilador.
• Aletas de enfriamiento.

Condensadores enfriados por agua.

Descripción de las partes:

• A: Tubos.
• B1, B2: Placas tubulares.
• C: Carcasa.
• D1, D2: Canales.
• E1, E2: Tapaderas.
• F: Entrada de vapor.
• G: Salida del condensado.
• H: Entrada de líquido frio.
• J: Salida de líquido caliente.
• K: Purga de gas no condensado.

Condensador evaporativo.

Descripción de las partes:

• Entrada o aportación de agua.
• Bandeja de agua.
• Entrada de aire.
• Serpentín de tubo liso.
• Entrada de vapor refrigerante.
• Salida de líquido refrigerante.
• Banco de pulverizados.
• Ventilador separador de gotas.
• Salida de aire caliente y húmedo y aerosol.

Clasificación.

Los condensadores se dividen en dos clases: En la primera de ellas, correspondiente a los condensadores sin contacto, por ejemplo en el de carcasa y tubos, el vapor condensante y el refrigerante están separados por una superficie tubular de transmisión de calor. La transferencia de calor se efectúa por convección desde el fluido caliente a la pared o la superficie de los tubos, a través de la pared de tubos o placa por conducción, y luego por convección al fluido frío.

En la segunda clase, correspondiente a los condensadores de contacto, las corrientes de vapor y de refrigerante, que ambas son generalmente agua, se mezclan físicamente y abandonan el condensador formando una sola corriente.

Equipos que funcionan sin contacto.

Esta clasificación se puede dividir en dos subgrupos: condensadores enfriados por aire y condensadores enfriados por agua. A continuación se explicaran cada uno de ellos y los equipos que utilizan estos medios para la transferencia de calor.

    Enfriados por aire.

        Convección natural:

La cantidad de aire que circula por este condensador es muy pobre, por lo que requiere una superficie de condensación relativamente grande.

Esto los limita a aplicaciones de tamaño reducido, principalmente en congeladores y refrigeradores domésticos.

Estos comúnmente son de superficie plana o de tuberías con alambres, y generalmente están instalados en la parte posterior del gabinete de los equipos.

    Convección forzada:

Estos son generalmente de tubos con alambres o de tubos con aletas. Utilizan uno o más ventiladores para forzar el aire a pasar por él.

Son utilizados de dos tipos:

• Montados sobre chasis (unidad condensadora (compresor y condensador)):

Se encuentran en una base común junto al compresor, al recibidor de líquido y el motor del ventilador, formando lo que se conoce como la unidad condensadora. Esto lo hace una unidad completamente compacta ideal para trabajos comerciales pequeños, aunque eso mismo la hace impracticable para trabajos de mayor envergadura.

• Remoto (condensador y ventilador):

Estos son los condensadores montados únicamente con los ventiladores. para este tipo de instalación se debe tener en cuenta los vientos dominantes de manera que el condensador quede orientado a favor del viento y la dirección de éste ayude en la acción de los ventiladores y no que la retarde.

    Enfriados por agua.

Existen dos métodos utilizados:

1. Sistemas de agua por desperdicio: en estos sistemas la fuente de agua proviene de ríos, quebradas, lagos, cualquier otro cuerpo de agua y del sistema de acueducto. Luego de circular el agua por el condensador, el agua es devuelta al alcantarillado.
2. Sistemas de agua recirculada: en estos, el agua que abandona el condensador es llevada mediante bombas y tubos a unas torres de enfriamiento donde se le reduce la temperatura al agua para volver a utilizarla.

Tipos de condensadores enfriados por agua

• Condensador de doble tubo: Este condensador consiste de dos tubos, uno dentro del otro. Por el tubo interno circula agua en una dirección y por el tubo externo circula el refrigerante en dirección opuesta. Este contra flujo se hace para lograr una mejor transferencia de calor.

• Condensador de cubierta y serpentín: Están construidos de uno o más serpentines de tubos desnudos o con aletas, encerrados en una cubierta de acero soldada. El agua de condensación circula por el interior del serpentín mientras que el refrigerante gaseoso entra por la parte superior de la cubierta, y al ponerse en contacto con los serpentines, le cede el calor y se condensa. El refrigerante líquido cae al fondo de la cubierta que hace de recibidor.

• Condensador de cubierta y tubo: Consiste de una cubierta de acero por la cual corren tubos de cobre rectos. Las tapas de la cubierta son removibles para poder limpiar los tubos. Por los tubos circula agua y por la parte superior de la cubierta entra el refrigerante gaseoso. El refrigerante se pone en contacto con los tubos y le cede su calor al agua que circula por ellos, condensándose. Estos condensadores pueden ser desde dos hasta cientos de toneladas de refrigeración.

• Condensadores evaporativos: Este tipo de condensador es una combinación de condensador y torre de enfriamiento. En él se emplea tanto aire como agua, la cual el agua sale por la parte superior a través de unas boquillas de atomización situadas en la parte superior del condensador.
  
  El agua al salir de las boquillas cae sobre el condensador y le extrae el calor a los tubo   por donde circula el refrigerante condensándolo. Parte de esa agua se evapora y es removido por grandes cantidades de aire que son impulsadas por uno o más ventiladores que le extraen el calor al vapor de agua el cual se condensa y cae sobre el depósito para volver a ser utilizada.

            Torre de enfriamiento:

Artefacto utilizado para la preservación del agua utilizada en sistemas de condensación por agua recirculada, donde el agua que sale del condensador se le reduce la temperatura para volver a utilizarse. Las hay de convección natural y de conversión forzada.

Equipos que funcionan con contacto.

Los condensadores de contacto son mucho más pequeños y baratos que los condensadores de superficie.

En su diseño una parte del agua de enfriamiento se aspersa en la corriente de vapor cerca de la entrada de este, y el resto se dirige hacia la garganta de descarga con el fin de completar la condensación.

Aplicación.

¿Cuál es la función de un condensador?

Su misión principal es condensar el vapor que proviene del escape de la turbina de vapor en condiciones próximas a la saturación y evacuar el calor de condensación (calor latente) el exterior mediante un fluido de intercambio (aire o agua).

En el caso de una maquina frigorífica, el condensador tiene por objetivo la disipación del calor absorbido en el evaporador y de la energía del comprensor.

Diferentes usos en la Industria.

Son diversos los usos que se le pueden acreditar a cada uno de los tipos de condensadores existentes, algunos de los usos que se conocen sol los siguientes:

• Industria Maritima: son utilizados como enfriadores de aceite, enfriadores de agua de refrigeracion de los motores, generadores de agua potable.
• Centrales Nucleares: se utilizan en el circuito secundario de refrigeracion.
• Industria Alimentaria: se utilizan en la fabricacion de leche, mantequilla, queso, postres, miel, yogures, cerveza, helados, refrescos.
• Industria Quimica: se utilizan para controlar temperaturas de proceso, calentamiento o enfriamiento de productos quimicos en proceso.

Aplicaciones:

Enfríados por aire - La mayoría de los usos comunes de este condensador son los refrigeradores domésticos, congeladores verticales y en aparatos de aire acondicionado residenciales empaquetados. Una gran característica del condensador refrigerado por aire es que son muy fáciles de limpiar. Ya que la suciedad puede provocar serios problemas con el rendimiento condensadores, se recomienda que éstos se mantendrán libres de suciedad.

Enfriados por agua - Se utiliza comúnmente para piscinas y condensadores de cañerías para el flujo de agua de la ciudad, estos condensadores requieren servicio y mantenimiento regular.
Dependiendo de la aplicación se puede elegir entre tubo en tubo, cáscara y de la bobina o de carcasa y tubos condensadores. Todos están hechos esencialmente para producir el mismo resultado, pero cada uno de una manera diferente.

Evaporativo – Los condensadores evaporativos se pueden utilizar dentro o fuera de un edificio y en condiciones típicas, operan a una temperatura baja de condensación.

CONCLUSIÓN

Básicamente el cometido de un condensador, es lograr el cambio de fase (gas a líquido) de un fluido, sea un refrigerante como en el caso de circuitos de refrigeración, solventes/vapores orgánicos en el caso de recuperación de emisiones de depósitos de combustibles, o la tradicional condensación de vapor de agua en plantas de generación termoeléctrica.

Referencia Bibliográfica

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