El sello contra humedad debe ser continuo. Hasta una perforación hecha con un alfiler destruye el propósito del sello contra vapor, de manera que no debe haber roturas de ninguna clase.

El sello contra vapor debe instalarse en el lado caliente o de presión de vapor alta de aislamiento, ya que este es el lado a través del cual penetra el vapor del agua, en el verano el lado caliente de un refrigerador, un cuarto de almacenamiento frio o una casa con acondicionamiento de aire, es el exterior del aislamiento. Por lo tanto, en estas aplicaciones el sello contra vapor debe estar en el exterior., por el contrario, un refrigerador que funciona en un clima muy frio (cuando el medio que rodea el refrigerador es más frio que el espacio refrigerado), tiene su lado caliente en el interior de la pared aislada. En este caso, el sello contra vapor debe estar en la pared interior.

Temperatura en el punto de condensación

Las temperaturas dentro del aislamiento descienden gradualmente del lado caliente al lado frio, fig. 9-4. Si no hay sello contra vapor en el lado caliente (o si está roto o perforado), entrara aire o vapor en el aislamiento y fluirá en el lado frio hasta que alcance su temperatura de punto de condensación. En este punto el vapor del aire se condensa formando agua. Después, el aislamiento absorbe el agua.

La ubicación de la temperatura de punto de condensación dentro del aislamiento cambia con la diferencia de temperaturas. Donde el aislamiento es demasiado delgado o esta mojado, o por cualquier otra razón no aísla adecuadamente la pared, la localización del punto de condensación puede encontrarse, realmente, fuera del aislamiento. El lado caliente puede estar tan frio que estará por debajo del punto de condensación. En estas condiciones, el aire caliente del exterior se condensa fuera del gabinete y se acumula como sudor.

Cuando ocurre la sudoración, el aislamiento no es suficientemente grueso para la diferencia de temperaturas o se a deteriorado (usualmente porque se a mojado).

Los puntos sudorosos que aparecen en la envoltura exterior del gabinete indican:

*que el aislamiento no se empaco originalmente de manera correcta, dejando lugares abiertos con aislamiento insuficiente o carente de este.*que el sello contra vapor no es hermético, lo que permite la formación de agua.*Que en la construcción del bastidor, los soportes metálicos u otros conductores se extienden desde el recubrimiento interior frio hasta la envolvente externa caliente.

Un gabinete refrigerado debe estar suficientemente bien aislado:

*Para mantener la carga de calor que se debe extraer a un valor mínimo.*Para conservar siempre la ubicación del punto de condensación dentro del aislamiento y el sello contra vapor húmedo, evitando asi la sudoración en el exterior.

La temperatura del punto de condensación determina el espesor y el valor del aislamiento de la pared aislada para evitar la sudoración del gabinete.

La diferencia de las presiones de vapor entre las condiciones exteriores e interiores del refrigerador puede impulsar una cantidad asombrosamente grande de vapor a través del aislamiento. Por ejemplo, si el sello contra vapor de un congelador de ocho o diez pies (227dm3 o 284dm3) está gravemente dañado de manera que prácticamente no existe ningún efecto sellante, se puede condensar un litro de agua por mes en el aislamiento. Esta cantidad de agua destruye el valor aislante del gabinete, haciéndolo usar con un clima húmedo y originando el funcionamiento continuo de la máquina y aun ser incapaz de mantener la temperatura interior al nivel necesario. Además de reducir el valor del asilamiento, el agua puede causar verdaderos daños al material aislante. Algunos tipos de materiales se deterioran si se mojan, mientras que otros se deforman y dejan espacios abiertos. El agua en el aislamiento de los gabinetes para helados, los congeladores domésticos, otros refrigeradores o cuartos fríos con temperaturas menos que 32° F (0° c), se congela y forma hielo. El tamaños del hielo aumenta con el tiempo pandea las paredes del gabinete o produce daños dentro de la unidad.

Nunca se ara resaltar suficientemente la necesidad de un sello contra vapor perfectamente hermético. Cuanto más frio este el interior del gabinete y mayor sea la diferencia de temperaturas y presiones de vapor entre el exterior y el interior, más grande será la necesidad de un sello que se originalmente hermético y que se mantenga en estas condiciones indefinidamente. También, es necesario sellar cuidadosamente cualquier abertura por donde entra la tubería al gabinete o atraviese el material aislante, fig. 9-5.

Aislamiento para temperaturas ultrajabas

Los gabinetes para temperaturas ultra bajas están diseñados para usarse a temperaturas menores que 150°F (-101°C) o más bajas. Estas unidades se están utilizando cada días más en la industria, pues la investigación descubre por esos que exigen estas temperaturas. Es evidente que este tpo de gabinetes demanda mejor aislamiento y construcción que los gabinetes para 0°F (-18°C ). Se usan aislamientos con espesores hasta de 12” (30.5Cm) y se tiene un cuidado extraordinario con lo sistemas contra vapor para impedir la entrada de humedad.Cuando un refrigerador debe de mantener una temperatura baja durante un tiempo prolongado, usualmente es deseable emplear un aislamiento que posea una capacidad térmica alta (aislamiento de tipo macizo), como el corcho. Cualquier interrupción en la refrigeración no será grave, porque el aislamiento absorbe el calor dentro de si mismo. Por otra parte cuando se necesitan fluctuaciones rápidas de temperaturas, se usa un aislamiento de capacidad térmica baja (habilidad para almacenamiento). El tipo de aislamiento reflejante es la respuesta para este problema.

AISLAMIENTO CONTRA LA CONDUCCION

Algunos materiales son mucho mejores aisladores que otros. El valor aislante de un material se clasifica por su conductividad o factor k . El factor K representa la parte de una Btu que en una hora pasara a través de un pie cuadrado (930.25cm2 ) de un material, de una pulgada (25.4mm) de grueso, si la diferencia de temperaturas es 1°F.

Para los aislamientos que se usan mas comúnmente el valor de esta conductividad es entre 0.20 y 0.30 . esto quiere decir que para un material como el corcho o la lana mineral se transmitirá aproximadamente un ⅟4 de BTU (63 calorías) pór oro a través de un pie cuadrado(930.25cm2 ) de aislamiento de una pulgada (25.4mm) de espesor , si un lado es un grado Fhareheid más caliente que otro. Cuanto más baja sea la conductividad (k), mejor será el aislamiento. En la sección 6 se describen algunos recientes desarrollos de materiales aislantes y aplicaciones especiales.

El espesor de un material aislante, medido como la distancia de la parte caliente a la fría, afecta la velocidad de flujo de calor. Si la separación de estas partes es de una pulgada (25.4mm), la velocidad de flujo será dos veces más grande que cuando stan a una distancia de dos pulgadas

(51mm); 3 veces mayor que cuando su separación es de tres pulgadas (76mm) y, asi, sucesivamente.Uniendo la conductividad de un material y su espesor, la cantidad de calor transmitido por un pie cuadrado (230.25cm2 ) de asilamiento de una hora se puede encontrar multiplicando la diferencia de temperatura (DT) en grados F y por K y después dividiendo entre el espesor (d) del aislamiento en pulgadas (1 pulgadas = 25.4 mm).Esto se expresa en la siguiente fórmula para la velocidad de flujo del calor:

Cantidad de calor que llega a un refrigerador

La cantidad total de calor que pasa a través de las partes de un refrigerador en una hora se puede encontrar multiplicando la velocidad de flujo del calor por pie cuadrado (1pie2 =930.25cm2) por ora por la superficie exterior total del refrigerador en pies cuadrados. El resultado es la filtración total de calor del refrigerador en BTU/hora. Ese valor, cuando se multiplica por 24, nos da el total de Bru/dia. La cantidad total de calor que atraviesa las paredes por día se denomina.

Los enfriadores y otros recintos refrigerados, donde entran las personas, Deben de estar equipados, con mecanismos de seguridad para poder abrir las Puertas desde el interior.

La fórmula supone que el único valor aislante que tiene la pared se debe al aislamiento de la misma y que todo este es de una clase, esto no siempre es así, como se muestra en la figura 9-6 algunas veces la pared se construye con revestimiento de madera tanto el interior como el exterior. Los revestimientos de madera poseen un valor aislante que se suma al aislamiento propiamente dicho. Por economía algunas paredes están diseñadas para usar dos o más clases de aislamiento.

Los valores K de los diversos materiales que se emplean en la construcción de una pared aislada son diferentes. Por lo tanto, para obtener la conductividad de una pared construida, se debe calcular separadamente cada parte. El termino conductancia ©se usa en lugar de conductividad para denotar las BTU que pasan a través de un material de un grosor especificado, en lugar de considerarlo para un espesor de una pulgada (24.4mm). la conductancia © se determina dividiendo la conductividad (K) entre el grueso real. En la tabla 8 del Apéndice se indican las características de transmisión térmica de los materiales de construcción comunes.

Filtración total de calor

Cuando se calcula la conductancia total para una pared determinada, se pueden simplificar los pasos matemáticos si primero se determina un coeficiente de transmisión. El coeficiente total de transmisión es el número de Btu/pie2 de la pared una diferencia de temperatura de un grado F y se identifica como U. este coeficiente se encuentra dividiendo la conductancia de cada material aislante entre 1. Después se suman los resultados. Posteriormente se divide esta suma entre 1. El resultado es el coeficiente de transmisión de calor (U). Estos enunciados se pueden reducir a una simple formula:

Filtración total de calor= (U) x (A) x (DT) x (t) tiempo de oras

Precaución para seguridad

EJEMPLO: Una pared esta compuesta por dos pulgadas (51mm) de tablero de corcho, dos pulgadas de espuma de vidrio, media pulgada (12.7mm) de yeso en el interior y una pulgada (25.4mm) de revestimiento de pino blanco en el exterior.

La temperatura exterior es de 100° F (38°C); en el interior. De 40° F (4°C).La superficie exterior ed de 500 pies cuadrados (46.5m2 )Determinar el valor de la filtración total de calor por tia.

Procedimiento:

Paso 1: Localizar en una tabla el factor K (Conductividad) para cad material.

Tablero de corcho (0.27)Espuma de vidrio (0.40)Yeso (12.00)Pino blando (0.88)

Paso 2: Determinar la conductancia para cada material.

Tablero de corcho 2” (0.27 / 2 = 0.135)Espuma de vidrio 2” (0.40 / 2 = 0.20)Yeso 1/2 “ (12.0 / ½ = 24.0)Pino blando 1” (0.88 / 1 = 0.88)

Paso 3 Calcular la resistencia de cada material dividiendo 1 entre el valor de conductancia.

Tablero de corcho: 1 / 0.137 = 7.4Espuma de vidrio: 1/0.20 = 5Yeso: 1/24 = 0.0417Pino blando: 1/0.88 = 1.136

Paso 4 Determinar el coeficiente total de transmisión (U) par atoda la pared sumando los valores de resistencia de los cuatro materiales y dividiendo la suma entre 1.

Suma = 13.581/ 13.58 = 0.074

Paso 5 Calcular la filtración total de calor. El valor de la filtración total de calor se indica en BTU.

= (U) x (A) x (DT) x (t) = 0.074 x 500 x 60 x24= 53,280 BTURespuesta ( 13,427 kilocalorias )

El ejemplo precedente proporciona la filtración total de calor y no incluye la carga por los alimentos calientes, los motores, las luces, la apertura de las puertas y otras fuentes de calor.

Aislamiuento contra la convección.

Los materiales (Excepto los de tipo reflejante) Que tienen la habilidad de retardar el flujo de calor por estar compuestos de pequeñísimas celdas de aire totalmente encerradas, reciben el nombre de aislamiento de “tipo maciso”. Las celdas de estos materiales se encuentra en forma de una masas solida como los aislamientos celulares de corcho y espuma , o de fibras oo hilos como en el fieltro de pelo, la lana mineral, la fibra de vidrio, la madera y el asbesto.

El aire que no esta en movimiento (Aire muerto) es un aislamiuento muy bueno y posee un factor K teórico de 0.18 btu/hora/°F/pie cuadrado de superficie, de una pulgada de grueso. Cuanto mas espacio de aire esté separado en espacios pequeños mas se descompondrán las corrientes de convección y mayor será el valor aislante,. Las corrientes de convección en las diminutas celdas de aire de lois materiales aislantes son muy pequeñas, por lo que estos materiales actúan como buenos conductoeres de calor. La dificultad con el aire es que no se puede mantener estatico. Una vez que tienen lugar las corrientes de convección y la radiación de calor, el espacio de aire se convierte en un mal aislador.Ademas de un buen aislamiento, es necesario diseñar los compartimientos para refrigeración (como los que se necesitan en las cajas de camiones para transporte refrigerado) de modo de evitar cualquier paso metalico a través del cual pueda viajar el calor. Las envolventes interior y exterior de un vagón frigorífico, ilustran como se adhiere el aislamiento de espuma de uretano aplicado en el sitio a los miembros de la estructura. Este tipo de construcción combina un aislamiento excelente con la resistencia y rigidez estructurales del cuerpo del frigorífico.

ASILAMIENTO REFLEJANTE CONTRA LA ENERGIA DEL CALOR RADIANTE.

El acabado de esmalte blanco brillante del exterior de una caja refrigeradora se ha mencionado como una técnica par arechazar las ondas de energía radiante. La reflexión evita que gran parte de la energía térmica entre al espacio refrigerado.La habilidad de un paterial para reflejar el calor radiante se conoce como reflectividad; la habilidad para absorber el calor es su absorbencia. Cuanto mas calor absorbe un material, menos refleja y viceversa.Un material que posee reflectividad alta debe tener absorbencia baja.Este principio se utiliza para aislar casaws,refrigeradores, camiones y estructuras por el estilo, recubriéndolos con materiales que reciben el nombre de aislamiento reflejante. Usualmente se empolean laminas delgadas de materiales brillantes talecom el aluminio, el acero recubierto con plomo y los aceros inoxidables que reflejan el calor, como aislamiento reflejante.Según estos ejempolos, es obvio que solamente las laminas de materiales que poseen una reflectividad alta se emplean extensamente como aislamiento reflejante. La pared qe se debe aislar se puede construir con varias hojas de aluminio, acero recubierto con plomo o cualquier otro material reflejajnte con una separación de 3/8 a ¾ /9.5 mm a 19 mm( entre ellas., el numero de dichas laminas depende de la diferencia de temperaturas entre el interio r y el exterior de la casa o del refrigeradore.Para diferencias de temperatura de 50 ¡° f (28°c) aproximadamente (como para las paredes de un refrigerador), se pueden usar dos o tres hojas de aislamiento reflectante. Para diferencias de temperatura del 100 °F / 55,6° c, como para instalaciones de congeladores se emplean cuatro o cinco hojas. En términos aproximados una hoja de aislamiento reflejante casi es equivalente a una capa de tablero de corcho de una pulgada de espesor. Una hoja de la mina de aluminio refleja de 86 % a 90 , del calor radiante que choca contra su superficie.La hoja de aluminio también constituye un buen sello contra el vapor húmedo cuando se traslapan y cementan cuidadosamente los bordes para formar un sello hermético.Es altamente deseable poder ver los productos almacenados dentro de muchos tipos de refrigeradores comerciales, gabinetes de pruebas, y exhibidores. En estas instalaciones se utilizan usualmente varias hojas de vidrio, dos o tres para diferencias de temperatura de 40° F (22°C) .

Parte del valor aislante de estas ventanas de vidrios multiples se debe a :

* El valor reflejante de las superficies de vidrio (Si están limpias)* Los espacios de aire entre las hojas de vidrio * La baja conductividad del propio vidrio.

RESUMEN:*El termino aislamiento se refiere a cualquier materia que efectivamente reduce la velocidad de transmisión de calor.* Las temperaturas dentro de un material aislante son graduales y cambian con los cambios de temperatura.* La humedad en un material aislante reduce su habilidad para aislar. Por lo tanto, se debe excluir toda la humedad de los aisladores.* Los sellos contra vapor continuos y herméticos constituyen una barrera contra la presión de vapor del exterior de un refrigerador que tiende a impulsar la humedad a través del aislamiento.* Se debe usar un sello eficaz contra el vapor en el lado caliente del aislamiento.*Se usan capas de asfalto o papel recubierto con asflato como sello contra vapor , aunque las laminillas metálicas son superiores.*El punto de condensación es la temperatura a la cual se satura el aire (Espacio) . Cuando se enfria el aire hasta el punto de condensación , el vapor de agua, se puede condensar y tomar la forma liquida (siempre que se extraiga el calor latente)*La temperatura del punto de condensación determina el valor de una pared y el espesor del aislamiento necesario.*La temperatura del punto de condensación determina el valor aislante de una pared y el espesor del aislamiento necesario.*El factor K o conductividad representa la parte de una BTU que en el lapso de una hora atravesará un pie cuadrado (930.25 cm2) de un material de una pulgada (25.4 mm ) de espesor, por cada grado de diferencia de temperatura.*La velocidad del flujo de calor en BTU por pie cuadrado (930.25 cm2) por hora se puede encontrar mediante la formula :

(K) x (DT)Velocidad de flujo de calor = --------------------------------------------

(d)

*La filtración total de calor = (DT) x (U) x (A) x tiempo en horas.

*El aislamiento del tipo macizo como la espuma de vidrio o el tablero de corcho, es eficaz para retardar la transmisión de calor por conducción . Su eficiencia se debe a los espacios de aire atrapado.*El aislamiento reflejante es eficaz para retardar la transmisión de calor por radiación. Se usa el aluminio , el acero recubierto con plomo y otros materiales reflejantes.

EXAMEN.A . Condiciones dentro del aislamientoDeterminar cuáles aseveraciones (1 al 10 ) son verdaderas (V) y cuales son falsas (F) .

1 Los materiales aislantes aceleran la transmisión de calor en un sistema de refrigeración.2 La velocidad de flujo de calor a través de un aislamiento se reduce gradualmente.3 La temperatura en todo el material aislante es la misma.4 Las temperaturas dentro del aislamiento conservan su mismo valor a pesar de los cambios de ttemperatura del exterior.5 Si la temperatura de un refrigerador baja mientras la temperatura ambiente permanece igual, el plano de temperatura dentro del aislamiento se mueve hacia el lado caliente.

6 El valor aislante de un material se reduce si el material absorbe agua.7 Los aislamientos celulares como el vidrio, el caucho y el plástico absorben grandes cantidades de agua.8 La humedad en el aislamiento usualmente se forma del vapor de agua que se condensa del aire.9 La combinación de las presiones del vapor de agua y del aire producen la presión atmosférica.10 El corcho es un mejor aislador del calor que un espesor igual de madera.

Seleccionar la letra que represente el temrino que complete mejor los enunciados del 11 al 21.

11 La humedad se puede impulsar a través del aislamiento mediante la presión de vapor, a menos que se impida por medio de (a) un sello contra vapor, (b) el punto de condensación (c) un aislamiento de mayor espesor.12 La humedad penetra el asilamiento en el lado (a) frio, (b) bajo (c) presión de vapor alta.13 El lado caliente de un refrigerador durante el verano se encuentra en el (a) exterior (b) Interior (C) centro de aislamiento14 El vapor húmedo continua como vapor en el aislamiento hasta que se alcanza(a) La presión de vapor , (B) el punto de condensación , (C) la temperatura del sello contra el vapor15 Un gabinete refrigerador se debe aislar para mantener la ubicación del punto de condensación (a) en el exterior (b) en el interior , (c) en la superficie del aislamiento y el sello contra el vapor húmedo16 Cuanto mayor es la diferencia de temperatura y presión de vapor en el exterior y el interior de un gabinete, mas grande es la necesidad de (a) una presión de vapor mas alta, (b) un punto de condensación mas alto, (c) un sello contra vapor perfectamente hermético17 Los gabinetes para temperaturas ultrabajas se usan con temperaturas aproximadamente de (a) 0°F (-18°C) , (b) 32°F (0°C) , (c) -150°F (- 101°C), (d) -480°F (-284°C) 18 El aislamiento para unidades refrigeradoras que deben mantenerse una temperatura baja durante un tiempo prolongado, es el quye posee una capacidad alta de vapor , (b) térmica alta , (c) térmica baja19 La eficiencia de una lamina gruesa de aluminio es (a) mayor que, (b) menor que , (c) igual que la del papel impregnado con asfalto cuando se usa como sello contra vapor.20 El lado de la barrera contra vapor de un aislamiento se debe instalar de fente (a) a la pared caliente , (b) a la pared fría , (c) al cualquier pared.21 La cantidad de calor quese transmite en una hora a través de un pie 2 (930.25 cm2) de un material de 3 “ (76 mm) de espesor para un cambio de remperatura de 1°F se denomina su factor (a)C, (b)U, (c) K.

B. AISLAMIENTO CONTRA LA CONDUCCION.

1 Define la conductividad o factor k.2 Indicar como se mide el espesor de un material aislante.3 Determinar la velocidad de flujo del calor para cada grupo de condiciones que se dan en la tabla.

Material Factor K Diferencia de temperatura (DT)

Espesor del aislamiento en pulgadas

Velocidad del flijo de calor por hora (Btu/pie2)

A Espuma de vidrio 27°F (-3° C) 3 (76 mm)B Tuberia de acero 124°F (51°C) 1/8 (3 mm)C Vidrio de ventana 27°F (-3°C) 1/8 (3 mm)D Agua 48°F (9°C) 6 (152 mm)E Tablero de corcho 48°F (9°C) 6 (152 mm)

4 Calcular la filtración total de calor por dia de un refrigerador que usa los materiales de la A a la E del problema 3 , para las superficies que se indican en la tabla.

5Una pared de refrigerador se construye con tablero de corcho de 3 “ (76 mm) , espuma de vidruio de 2 “ (51 mm), yeso de ¾ (19 mm) y pino de 1” (25.4 mm) . La temperatura exterior es de 120 ° F (49°C);la temperatura interior es de 35°F (2°C) . La superficie exterior total es de 460 pies2 (42.8m2).Calcular la filtración total de calor en 24 horas, corregir hasta el numero entero mas próximo (redondeando el factor U corregir hasta tres lugares decimales. Mostrar todos los calculoos y los valores obtenidos.

Material Aislante Superficie exterior de refrigeración(pies2) 1 pie2 = 930.25cm2)

A Espuma de vidrio 100 (9.3 m2)B Tuberia de acero 10 (0.93m2)C Vidrio de ventana 100 (9.3m2)D Agua 50(4.65 m2)E Tablero de corcho 50(4.65 m2)

C. AISLAMIENTO CONTRA LA CONVECCIONAokicar una palabra o frase para completar las aseveraciones del 1 al 3.

1 De acuerdo conlos principios del aislamiento macizo, los materiales densos y pesados como el concreto, la piedra y el acero poseen valores __________________________ de transmisión de calor en comparación con los materiales porosos de peso ligero.2 El aire muerto posee un factor K __________________________ que el yeso3 Cuando tiene lugar las corriuentes de convección y la radiación en un espacio de aire, se forma un aislador _________________ comparado con las minúsculas celdas de aire de los materiales aislantes.

D: AISLAMIENTO REFLEJANTE CONTRA ENERGIA TÉRMICA RADIANTE

Proporcionar la palabra o frase correctas para completar lops enunciados del uno al 7

1 La reflexión impide la entrada __________________ a un área refrigerada.2 Cuanto mas calor refleja un material, menos ____________________.3 Dos de los materiales que se emplean como aislamiento reflejante son _________________________ y ________________________4 La separación y numkero de hojas de aislamiento reflejante dependen de ________________________5 Una hoja pulida de lamina de aluminio refleja aproximadamente_________________________ de la energía de calor radiante que choca contra su superficie6 La lamina de aluminio constituye un buen sello contra el vapor húmedo cuando _____________________ sus bordes para formar un sello hermético7 La suciedad sobre una superficie de vidrio tiene a reducir su habilidad para _______________________8 Citar dos razones por las que las ventanas de vidrios multipoles poseen un valor aislante.

UNIDAD 10EL EVAPORADOR

El evaporador es el dispositivo del lado de presión baja de un sistema de refrigeración a través del cual fluye el calor indeseable. El evaporador absorbe el calor y lo introduce al sistema para poderlo mover o transferir al condensador. El evaporador también se conoce como serpentin de enfriamiento, serpentin de soplador, unidad de enfriamiento o hervidor. Independientemente del nombre su función consiste en absorber el calor del aire o liquido circundantes, y por medio de un refrigerante, extraer este calor del espacio refrigerado.

Los puntos principales quese tratan en esta unidad incluyen: la teoría básica del evaporador, la clasificación de los evaporadores de acuerdo con su uso y fuincion y el efecto de la u,m,edad sobre la operación de los evaporadores. Se presta una considerable atención a los métodos que se usan para descongelar: manual, semiautomática, y automáticamente los evaporadores.

TIPOS DE EVAPORADORES.Los dos tipos básicos de evaporadores son el seco o de expansión directa y el tipo inundado . El secoo de expansión directa esta formado por un tubo continuo. El refrigerante procedente del dispositivo medidor se alimenta en un extremo del tubo y la línea de succion conecta con el otro extremo , el de salida. En el evaporador de expansión directa no existen medios para recircular el liquido o gas dentro del evaporador, o para separar el liquido y el gas. La alimentación para este tipo de evaporador puede ser la parte superior o por la inferior.Por el contrario, el evaporador inundado, recircula el refrigerante mediante una cámara de compensación. Esta cámara es un tambor o recipiente en elp cual entra el liquido que entra del dispositivo medidor. El liquido fluye de la cámara de compensación al evaporador, donde hierve , y después regresa a la misma cámara. Allí se separan el liquido y el gas refrigerante . El vapor refrigerante se extrae hacia la línea de succion como se ilustra en la figura, mientras que el liquido se recircula en la cámara.La ventaja del evaporador del tipo inundado es que toda la superficie del serpentin evaporador esta en contacto con el refrigerante liquido en todas las condiciones de carga. Esto es posible porque el nivel del liquido se controla el que no evapora se recircula.

Evaporadores de expansión directa.El serpentin es uno de los dispositivos que se usan mas ampliamente para el enfriamiento del aire. Como el aire caliente fluye alrededor de los tubos de un sepentin cede su calor al refrigerante en ebullición del interior de los tubos. El flujo0 de este refrigetante liquido usualmente se controla por medio de uno de dos tipos de válvulas: la valvula automática de expansión o la valvula de flotador.Ek diagrama esquemático muestra un serpentin de expansión directa. La tuveria y las aletas o la tubería y la mplaca forman al evaporador. El interior del evaporador siempre esta lleno con una mezcla de refrigerante en forma de liquido y vapor. En el lado de entrada del serpentin, el refrigerante se encuentra principalmente de forma liquida.Las partes importantes de un serpentin de enfriamiento, de expansión directa se muestran en la fotografía acompañante. Repitiendo el refrigerante, absorbe el calor al evaporarse (hervir) dentro de los tubop. Los tubos toman el calor del aire que los rodea. Este aire se puede soplar a través del serpentin mediante corrientes forzadas de convección.

Distribucion.El flujo de un refrigerante a través del serpentin evaporador se divide en uno o mas circuitos. El termino circuitos significa que el flujo se dirige hacia hileras separadas de tubos, en lugar de hacerlo hacia un tubo solo. Este procedimiento de circular el refrigerante en los evaporadores de expansión directa o secos recibe el nombre de distribución y es de gran importancia.La distribución hace posible mantener las velocidades correctas y la caída de presión deseada del refrigerante dentro de limites definidos. La velocidad es importante porque el refrigerante debe

tener una fuerza suficiente para frotar las paredes de los tubos. Al frotar las paredes de los tubos se impide que se adhiera una película de liquido refrigerante y el aceite a las superficies interiores. La velocidad dee tener un valior tal que asegureun movimiento continuo del aceite en el refrigerante. Al mismo tiempo no debe ser tan grande como para producir una caída de presión excesiva ya que esto origina una carga adicional para el compresor.La caída de presión es únicamente la diferencia de presión que se necesita para mantener el flujo deseado del refrigerante. Se recomienda que la caída total de presión a través deun serpentin de expansión directa sea entre una y cinco libras por pulgada cuadrada l, aproximadamente. Cuando la presión baja de una libra, la velocidad del refrigerante es demasiado baja para transmitir satisfactoriamente el calor y extraerlo del serpentin . una caída de presión superior a cinco libras es antiecomomica. La caída de presión causa un sobrecalentamiento excesivo e impide la utilización de la superficie del serpentin

Diseño y operación de un serpentin evaporador de expansión directa.La forma mas usual de evaporador es el serpentin de enfriamiento directa, algunas veces conocido como serpentin DX. Estos serpentines se pueden emplear en las unidades de acondicionamiento de aire, o como parte de un sistema de refrigeración central.La capacidad de un serpentin DX depende de:*La cantidad de aire que se impulsa a través del serpentin*La temperatura de este aire*La temperatura del refrigerante ne ebullición.

Al aumentar la cantidad de aire o la diferencia de temperaturas entre el aire y el refrigetrante se incrementa la capacidad del serpentin. En estas condiciones el serpentin puede evaporar una cantidad máxima de refrigerante en un tiempo determinado.

Un aumento en la velocidad de evaporación origina una elevación de la presión de succion. Esto ser debe al hecho de que se forma una cantidad adicional de gas mientra s el compresor marcha a una velocidad constante.Por otra parte, si se reuce la cantidad de aire o la diferencia de temperaturas, disminuye la velocidad con que se evapora el refrigertante. Esto da por resultado una presión de succion mas baja. La presión de succion disminuye porque el compresor puede bombear el vapor mas aprisa delo que se forma, hasta que se alcanza el equilibrio a la presión mas baja.

ENFRIADOR DE AGUA DE EXPANSION DIRECTA Y REFRIGERANTEWS SECUNDARIOS.Otro tipo de evaporador es el enfriador de agua de envolventey tubos. En este evaporador el agua rodea el exterior de los tubpos. El liquido refrigerante dentro de los tubos se confierte en vapor al absorber el calor del agua. Las instalaciones grandes de refrigeración y acondicionamiento de aire deben usar evaporadores separados a una distancia considerable unos de los otros. Los problemas de plomería asociados con el flujo de refrigerantes y el retorno del aceite son costosos, a menos que se usen refrigerantes secundarios. En este tipo de instalación , el agua, que es el refrigerante secundario.,m se enfria mediante el evaporador. Después se recircula esta agua fría por los serpentines de enfriamiento en nlas diferentes partes del sistema grande. El costo de este método es razonable porque el agua es barata y fácil de manejar. Para operaciones a temperaturas menores que el pubto de congelación del agua, se usan soluciones de salmuera en luigar de agua.Si bien solo se hab descrito dos tipos de evaporradores de expansión directa, hay muchos otros, como los evaporadores de tubo desnudo y placa, evaporadores de corriente de convección natural y forzada, y los serpentines de enfruiamiento.En resumen, se puee decir que en el evaporador de expansión directa el refrigerante loquido se alimentoa a dicho componente solo cuandos e necesita. El liquido hiuerve en el evaporador al absorber calor del espacio circundante. El refrigerante permanece en estado loquido solamente cuando entra en el evaporador ,hirviendo rapidam,ente mientras transcurre a lo larfgo de los

trubos del evaporador . por esta razón los evaporadores de expansión directa algunas veces se denominan evaporadores de exppansion seca.Por el contrario otro tipo de evaporador funciona con jsus serpentines llenos d eliquido todo el tiempo, estos reciben el nombre de evaporadores inundados.

EVAPORADORES INUNDADOSLa diferencia entre el evaporador de expansión directa y el tipo inundado se ilustra mejor comparando los enfriadores de agua para cada tipo. El enfriador de expansión directa conduce el agua entre la envolvente y los tubos.se incluyen unos desviadores para aumentar la velocidad y la transmisión de calor. El refrigerante pasa a través de los tubos del enfriador de agua se mide en la valvula de expansión, de manea que solo se admita la cantidad necesaria. El refrigerante liquido comienza a hervir al entrar en un cubo y continua hirviendo mientras se mueve por los circuitos de tubos. Para elmomento en que el refrigerante llega al extremo de succion, todo el liquido se ha convertido en vapor.Por comparación el agua en un enfriador inundado para dentro de los tubos. El refrigeranto liquido se transporta entre la envolvente y los tubos. Se usa una valvula de flotador para mantener el nivel del liquido y sustituir el que pueda faltar por la ebullición. El diagrama muestra la función y la relación del enfriador de agua de tipo inundado con el respeto de un sistema de refrigeración.El dibujo mas detallado de la figura 10-8 ilustra un modelo antiguo de evaporador de serpentin inundado con una valvula de flotador para mantener el refrigerante liquido a un nivel constante . el nivel del liquido es de tal modo que casi cubre todo el evaporador.Es por esta razón que este evaporador se conoce como de tipo inundado. Tan pronto como se evapora el refrigerante , el flotador regula la altura del liquido hasta que alcanza un nivel especifico.El evaporador inundado es eficiente porque el refrigerante liquido esta en contacto con toda la superficie interior de los tubos. Por medio de este contacto con las paredes relativamente calientes de los tubos tiene lugar la vaporización del liquido. Es obvio que un sistema de evaporador inundado necersita mas refrigerante que un sistema seco. El flujo de los refrigerantes liquidos para los evaporadores inundados se maneja por medio de controles de flotador . entre estos se encuentran el flotador del lado bajo, y el flotador del lado alto.

SERPENTINES CON FLOTADOR PARA EL LADO BAJO Y PARA EL LADO ALTO.El evaporador con flotador para el lado bajo de la figura 10-9 a funciona por medio de un flotador que controla el flujo del refrigerante al serpentín. Nótese que flotador esta contenido dentro del evaporador y necesita un espacio adicional. Este flotador para el lado bajo recibe su nombre por el lado de presión baja de la válvula donde opera.La figura 10-9(B) muestra un evaporador con flotador en el lado alto. La conexión a la línea del líquido está en la parte inferior del serpentín. La entrada del liquido en este punto proporciona una mejor agitación. La vlavula de flotador para el serpentín se encuentra fuera del serpentin propiamente dicho. Las zonas ampliadas en la parte superior y los lados se emplean para recolectar el vapor que se eleva a través del liquido.

LA HUMEDAD Y SU RELACION CON LOS EVAPORADORES.Dos propiedades del aire que es necesario revisar son la humedad relativa y la temperatura del punto de condensación. La humedad relativa es una relación de la cantidad de agua en el espacio de aire con la cantidad de agua que el espacio de aire puede retener a una temperatura determinada. La humedad es importante en la refrigeración porque los alimentos ffrescos y los productos lácteos necesitan de condiciones de humedad alta para reducir las perdidas por humedad. Los recipientes bien sellados a prueba de vapor no se ven afectados por las condiciones de humedad.Se citaran unos cuantos principios básicos pára mostrar el efecto de la humedad en la refrigeración. Al enfriarse el aire caliente se reduce su capacidad para retener humedad y aumenta su humedad relativa. Cuando la temperatura del anire alcanza el punto en el que el valor

de la humedad relativa es 100 % , se satura el aire porque ya no puede retener mas humedad. Eso se llama temperatura del punto de condensación.El aire que se enfria por debajo de su t emperatura del punto de condensación cede la humedad que no puede retener y la deposita en la superficie mas fría mas próxima. La superficie mas fría de un área refrigerada es el evaporados.El evaporador sirve para el doble propósito de (1)enfriar la temperatura del aire por debajo de la atmosfera circundante y (2) reducir el contenido de humedad del aire extrayendo humedad . la humedad que recolecta se llama condensación. Esta condensación se recolecta en forma de agua en el evaporador si su temperatura es mayor que 32°F (0°C) y esta abajo del punto de condensación. Cuando la temperatura del evaporador baja de 32°F , se congela la condensación y forma una capa de hielo. La diferencia de temperatura entre el aire circundante y el evaporador determina la velocidad a la cual se extrae y condensa la humedad.

Cuando la condensación se convierte en hielo y se desarrolla sobre la superficie de evaporador, actua como aislamiento, y retarda el flujo de calor. Por lo tanto cuandon un evaporador debe operar debajo de 32°F, se debe descongelar periódicamente para evitar perdidas de capacidad y eficacia de operación.

IMPORTANCIA DE DESCONGELAR LOS EVAPORADORES.Es evidente que todo lo que reduzca la habilidad de un evaporador para transmitir energía térmica afecta la capacidad y eficiencia del sistema de refrigeración. En resumen se puede decir que la habilidad de un evaporador para absorber calor depende de:*Su tamaño, las condiciones de su superficie y el material con que esta construido.*El método y la cantidad de aire que circula sobre él.*La diferencia de temperatura entre el evaporador y el aire circundante.*La velocidad de turbulencia*La clase de refrigerante en el evaporador*La cantidad de aceite en el refrigerante.

Un evaporador con una superficie limpia, libre de incrustaciones o películas, absorbe el calor fácil y rápidamente. Cualquier capa de herrumbre, congelación, hielo o corrosión actua como aislador y reduce la capacidad del sistema. En estas condiciones, la presión de succion baja para igualar las cantidades reducidas del calor que absorbe el evaporador. Al disminuir la eficacia, aumenta el costo de la refrigeración.

Las condiciones para un evaporador ideal exigen:*La mayor superficie posible y que esta se pueda mantener completamente refrigerada.*Una circulación rápida del aire alrededor de superficies limpias y libres de hielo en al unidad de evaporación.*Una diferencia de temperatura baja de 8° a10°F(4 a 6°C) entre el refrigerante y el aire.*Una cantidad baja de eliminación de vapor de agua que deje una humedad alta para conservar la buena apariencia de los alimentos, su contenido de humedad y peso.La construcción de muchas plantas de alimentos congelados, bodegas de almacenamiento con gabinetes a temperatura baja, la amplia fabricación y uso de refrigeradores con temperaturas bajas , exhibidores para almacenamiento y conservación de alimentos, además de las nuevas aplicaciones industriales que necesitan controles de temperatura para los procesos de fabricación… han puesto de manifiesto, la necesidad de sistemas automáticos para descongelación. Existen varios métodos de descongelación que utilizan fuentes de calor dentro del refrigerador. También se conocen varios métodos que interrumpen el funcionamiento del sistema de refrigeración y otros más que emplean fuentes externas de calor. Estos comprenden las resistencias eléctricas, la descongelación de agua y los métodos de gases calientes.

Evaporadores congelantes.

Los evaporadores se clasifican dentro de tres grandes grupos de acuerdo con sus condiciones de operación (1)congelantes, (2)nocongelantes y (3)descongelantes.El serpentin congelante fue uno de los primeros tipos que se produjeron para usarse en gabinetes refrigerados de todas clases. Como los primeros gabinetes tenían evaporadores con superficies limitadas, debían funcionar a temperadores muy bajas para prioducir el efecto de refrigeración deseado . por lo tanto, nunca llegaba a calentarse lo suficiente para permitir que se fundiera la humedad congelada y el hielo.El evaporador del tipo congelante siempre opera a temperaturas menores que 32 ° F . esto quiere decir que el serpentin se congela continuamente cuando esta en uso y se debe parar la maquina a intervalos regulares para separar la capa congelada.Esta condición tiene lugar porque el sistema funciona a temperaturas extremadamente bajas paramantener frio el conjunto refigerador. Al aumentar el espesorde la capa congelada, disminuye la eficacia del serpentin hasta que se retira el hielo y la humedad congelada.

EVAPORADORES NO CONGELANTES.Los evaporadores no congelantes, solamente usan el control del refrigerante, del tipo de válvula de expansión termostática. La superficie de estos serpentines es tan grande que a una temperatura entre 21°F y 32°F(-6°C y 0°C) el evaporador es capaz de enfriar una caja refrigeradora aproximadamente hasta 37°F(3°C. por esta razón estos serpentines se clasifican como no congelantes. El refrigerante dentro de los serpentines opera a temperaturas entre 20°F y 22°F (-7° C y -6°C) . aunque puede haber una ligera capa ocasional de humedad congelada sobre los serpentines con el compresor trabajando aquella desaparece cuando deja de funcionar el compresor.La gran ventaja de un evaporador no congelante es su operación a una temperatura cercana al punto de congelación. A esta temperatura no extrae rápidamente la humedad del aire. Esto permite una humedad relativa en el gabinete de 75ª 85 % . EN ESTAS CONDICIONES, LOS ALIMENTOS SE MANTIENEN FRESCOS y no pierden peso.Como los serpentines no congelantes poseen una superficie mas grande, son mas voluminosos que los tipos congelantes. También necesitan desviadores para dirigir el flujo del aire en una dirección que pase sobre los serpentines. La eficiencia del serpentin aumenta cuando los desviadores aumentan la velocidad del proceso de enfriamiento de aire.

EVAPORADORES DESCONGELANTESUn evaporador descongelante es aquel en que se acumula una capa de humedad congelada sobre los serpentines de enfriamiento cuando trabaja el compresor y se funde cuando deja de hacerlo. Este proceso tiene lugar cuando se emplea un serpentín del tipo descongelante con un control del refrigerante por medio de válvula de expansión termostática. El serpentín evaporador con una superficie grandemente aumentada permanece a una temperatura de 20°F a 22°F