Descripción general
El evaporador absorbe calor del aire, del agua o de los productos mientras el refrigerante líquido a baja presión se evapora. El vapor vuelve al compresor por la línea de aspiración. Un funcionamiento correcto preserva la potencia frigorífica, la eficiencia y el estado de los productos. La certificación A1 de la UE se rige por el Reglamento de Ejecución (UE) 2024/2215 en el marco del Reglamento (UE) 2024/573.
Tipos de evaporadores
Los evaporadores pueden clasificarse según el medio que enfrían: aire o un líquido, como agua, salmuera o glicol.
- Expansión directa (DX): un dispositivo de expansión dosifica el refrigerante que entra en el evaporador, donde se evapora progresivamente. Los tipos constructivos básicos son de tubo liso, de superficie de placa y de tubos aleteados.
- Evaporadores inundados: el refrigerante líquido moja las superficies de intercambio térmico. Un control de nivel de líquido y un separador impiden el arrastre de líquido hacia el compresor.
- Evaporadores de placas: intercambiadores de calor compactos utilizados habitualmente para enfriar líquidos.
- Evaporadores de aire forzado: los ventiladores hacen pasar aire sobre tubos aleteados en cámaras frigoríficas, muebles frigoríficos y sistemas de aire acondicionado.
- Evaporadores de convección natural: el aire circula sin ventiladores. Requieren una mayor diferencia de temperatura para lograr una transferencia de calor comparable.
Funcionamiento del evaporador
La diferencia de temperatura (TD) es la temperatura del aire de entrada menos la temperatura de evaporación del refrigerante. Un frigorífico de convección natural que mantiene 4 °C podría evaporar a −16 °C: una TD de 20 K. En los equipos de aire forzado suelen utilizarse valores de 7–15 K.
En las mismas condiciones del aire de entrada, una batería más fría aumenta la TD y, por lo general, elimina más humedad, reduciendo la humedad del aire.
Un regulador de presión de evaporación (EPR) mantiene una presión mínima de evaporación al restringir el flujo de aspiración aguas abajo del evaporador. En sistemas con un compresor compartido, los EPR permiten que los evaporadores más calientes funcionen a una presión superior a la del evaporador más frío, evitando un enfriamiento excesivo.
Sobrecalentamiento
El sobrecalentamiento equivale a la temperatura medida en la tubería de salida menos la temperatura de saturación a la misma presión. Utilice los datos de presión–temperatura del refrigerante; para las mezclas con deslizamiento de temperatura, utilice la temperatura del punto de rocío.
- Sobrecalentamiento habitual en expansión directa: aproximadamente 5–10 K, según los requisitos del fabricante. Una temperatura de salida de 6 °C y una temperatura de saturación de −2 °C dan un sobrecalentamiento de 8 K.
- Sobrecalentamiento bajo: aumenta el riesgo de retorno de líquido y de daños en el compresor.
- Sobrecalentamiento alto: puede indicar una alimentación insuficiente de refrigerante y un menor aprovechamiento del evaporador.
La línea de aspiración normalmente transporta vapor sobrecalentado a baja presión.
Métodos de desescarche
La escarcha aísla la batería y restringe el caudal de aire. La potencia frigorífica y la presión de aspiración pueden disminuir, mientras aumentan el tiempo de funcionamiento del compresor y el consumo de energía.
- Desescarche por parada: se detiene la refrigeración y el aire más caliente del recinto funde la escarcha. Los ventiladores pueden seguir funcionando. La temperatura del aire debe estar suficientemente por encima del punto de congelación.
- Desescarche eléctrico: unas resistencias eléctricas calientan la batería.
- Desescarche por gas caliente: el gas de descarga del compresor calienta el evaporador y se condensa en su interior. El agua de deshielo se evacua por separado.
- Desescarche por gas templado: el vapor saturado procedente del receptor de líquido reduce el choque térmico, pero desescarcha más lentamente que el gas caliente.
- Desescarche por inversión de ciclo: la batería exterior de la bomba de calor se convierte temporalmente en un condensador.
- Desescarche por mitades de una doble batería exterior: una mitad condensa mientras la otra sigue evaporando, manteniendo la calefacción interior a potencia reducida en sistemas de caudal de refrigerante variable compatibles.
El desescarche por pulverización de agua tiene aplicaciones especializadas, pero no es un método estándar en este temario.
Durante el desescarche eléctrico o por gas caliente, los ventiladores se detienen. Un termostato de fin de desescarche finaliza el desescarche cuando la batería alcanza la temperatura de consigna. Un retardo de los ventiladores permite que la batería se enfríe antes de que estos vuelvan a arrancar. Un desescarche excesivo desperdicia energía y calienta los productos.
Enfriadores de agua
Los enfriadores transfieren calor del agua, la salmuera o el glicol en circulación al refrigerante.
- Carcasa y tubos: en los diseños en los que el refrigerante circula por el interior de los tubos, los deflectores del lado de la carcasa sostienen el haz tubular y redirigen repetidamente el agua a través de él, mejorando la mezcla y la transferencia de calor.
- Coaxiales: los tubos concéntricos proporcionan pasos separados para el líquido y el refrigerante.
- Placas soldadas mediante soldadura fuerte: las placas corrugadas forman canales adyacentes. Los canales L son adecuados para caudales másicos elevados con menores necesidades de transferencia de calor; los canales H son adecuados para caudales másicos menores con grandes necesidades de transferencia de calor, incluida la evaporación. Los canales M son intermedios. Combinar canales M y H puede causar una distribución desigual del refrigerante durante el cambio de fase. El enfriamiento del aire ambiente generalmente resulta poco práctico en estos intercambiadores.
Inspección del evaporador
- Caudal de aire: inspeccione la limpieza de la batería, los filtros, las rejillas, el sentido de giro y la velocidad de los ventiladores y el estado de sus palas antes de ajustar los controles de refrigerante.
- Distribución de la escarcha: la formación parcial de escarcha con zonas calientes apunta a restricciones en los tubos del distribuidor, una obstrucción del circuito o un funcionamiento defectuoso de la válvula de expansión.
- Drenaje: compruebe las bandejas, los desagües y las resistencias calefactoras. Las obstrucciones provocan acumulación de agua, recongelación y problemas de higiene.
- Fugas: inspeccione la corrosión, los restos de aceite y los codos de retorno en U, especialmente donde los ciclos térmicos someten las tuberías a esfuerzos.
- Controles: verifique la finalización del desescarche y el retardo de rearranque de los ventiladores.
Consejo para el examen: Una presión de aspiración baja por sí sola no demuestra que la carga sea insuficiente. Compruebe el caudal de aire, la formación de hielo y las restricciones; después, interprete la presión junto con el sobrecalentamiento y la distribución de la escarcha.
