LOS CONDENSADORES

Un sistema de refrigeración tiene varios componentes vitales que trabajan juntos para mantener una temperatura fría necesaria en algún medio o ambiente controlado.

Hay cuatro componentes esenciales en una unidad de refrigeración, sea un aire acondicionado de casa, o una enfriadora industrial. El ciclo de refrigeración es el mismo y cumple el mismo principio básico. Solo existe diferencia en algún componente adicional y el tamaño.

Los componentes principales son el compresor, el condensador, el evaporador y el refrigerante. Tampoco podemos olvidar la válvula de expansión, aunque en unos sistemas se usan tubos capilares. Todos ellos trabajan juntos para garantizar que la temperatura que necesitas, sea en el ambiente de tu casa, o en la nevera, o en un proceso industrial, sea la adecuada.

¿Qué es un condensador?

En un circuito básico de refrigeración, un condensador es un componente que convierte el vapor refrigerante calentado y presurizado en un líquido frío. Este líquido acondicionado pasa por el evaporador y ayuda a enfriar las temperaturas del medio. También absorbe el calor extraído de la habitación y lo transporta de regreso al condensador. Sin un condensador de buena calidad, la unidad de refrigeración no enfriará de manera eficiente.

 

¿Para qué sirve un condensador industrial?

En el caso de la refrigeración, el condensador va a encargarse de disipar el calor absorbido en el evaporador y de la energía del compresor. En el caso de una central térmica, el condensador va a encargarse de condensar el vapor procedente de la turbina de vapor. Este vapor está casi saturado y además se encargará de despachar el calor latente al exterior utilizando un fluido de intercambio como el agua. La superficie y el tamaño del condensador dependerán de la cantidad de fluido a comprimirse.

Proceso

El condensador del vapor es un componente importante del ciclo del vapor en instalaciones de generación de potencia.

Es un recinto cerrado en el cual el vapor sale de la turbina y se fuerza para ceder su calor latente de la vaporización.

-Convierte el vapor en agua para luego regresarla al generador o a la caldera de vapor como agua de alimentación. Esto baja el costo operacional de la planta permitiendo reutilizar el agua de alimentación, y resulta más fácil bombear un líquido que el vapor.

-Aumenta la eficiencia del ciclo permitiendo que opere con los gradientes más grandes posibles de temperatura y presión entre la fuente de calor (caldera) y el sumidero de calor (condensador).

Funcionamiento

En el condensador de paso transversal simple, el más común, proporciona agua fría que pasa a través de los tubos rectos de una cavidad llena de agua en un extremo hacia otra cavidad llena de agua en el otro extremo. El agua fluye una sola vez a través del condensador (de un solo paso).

El calor latente del vapor de la condensación se pasa al agua que atraviesa los tubos del condensador. Después de que el vapor condensa, el líquido saturado continúa transfiriendo calor al agua que se enfría al ir bajando hasta el fondo del condensador.

El área inferior del condensador se localiza pozo de condensado (hotwell), donde el condensado se recoge mediante una bomba de succión.

La temperatura y el caudal del agua de enfriamiento que pasa por el condensador controlan la temperatura del condensado.

Importancia de los condensadores en un equipo de refrigeración industrial

Como hemos visto, los condensadores forman parte del sistema de refrigeración industrial y se utilizan para abstraer el calor mediante el intercambio de calor. Existen diferentes tipos de condensadores, dependiendo del uso que se les requiere dar. Es importante la elección de un condensador de frío industrial y para ello se requiere de un especialista en refrigeración.

Partes de un condensador

Cuello: Se une a la turbina de vapor por la parte más estrecha, y la más ancha va soldada a la carcasa del condensador.

Carcasa o cuerpo: Alberga los paquetes de tubos y las placas.

Cajas de agua: Colector a la entrada y a la salida del agua de refrigeración para que ésta se reparta por todos los tubos de intercambio.

Tubos: Elementos de intercambio térmico entre el agua y el vapor.

Placas soporte: Placas perforadas situadas en el interior de la carcasa y atravesadas de forma perpendicular por los tubos. Impiden que los tubos puedan vibrar debido a su gran longitud.

Placas de tubos: Dos placas perforadas que soportan los dos extremos de los tubos. Constituyen la pared de separación física entre la zona del agua de las cajas de agua y la zona de vapor del interior de la carcasa.

Pozo caliente: Depósito situado en la parte inferior de la carcasa que recoge y acumula el agua que resulta de la condensación del vapor.

Zona de enfriamiento de aire: Situada en el interior de los paquetes de tubos, protegida de la circulación de vapor mediante unas chapas para conseguir condiciones de subenfriamiento.

Sistema de extracción de aire: Dispositivos que emplean vapor como fluido o bombas. Succionan y extraen el aire del interior del condensador para mantener el vacío.

CARACTERISRICAS DE UN CONDENSADOR

CLASIFICACION DE LOS CONDENSADORES

CONDENSADOR DE AIRE

Se utilizan en instalaciones de pequeño tamaño. Constan en un serpentín o conjunto de tubos normalmente de cobre por cuyo interior circula el refrigerante. Soldados a estos y en sentido perpendicular se disponen unas láminas de aluminio cuya función es elevar la superficie de transferencia de calor por radiación por lo que estos tubos reciben el adjetivo de aleteados. Normalmente en estos condensadores el aire se hace circular de manera forzada a través de ventiladores que se pueden montar de manera que, o bien impulsan el aire sobre el conjunto de tubos aleteados o bien extraen el aire a través del condensador. Con el de extracción de aire se mejora la ventilación en los extremos.

Los condensadores de aire pueden ser estáticos o de tiro forzado. Los más usuales son los de tiro forzado ya que al aumentar la velocidad del aire disminuye la superficie necesaria para realizar la condensación. Estos utilizan diversos tipos de ventiladores, los más usuales son los helicoidales y las moto turbinas centrifugas.

CONDENSADOR DE AGUA

Los condensadores de agua son aquellos que utilizan agua como elemento secundario encargado de refrigerar el condensador para que el refrigerante pueda condensarse.

Actualmente están prohibidos los sistemas que no recuperen el agua en sistemas cerrados o semicerrados (como las torres de recuperación) por una cuestión de ahorro energético. Por tanto todos los sistemas de control de caudal constante que servían para regular el agua de entrada y tiraban a la cloaca están totalmente prohibidos.

CONDENSADOR A CONTRACORRIENTE

Están formados por dos tubos de diferentes diámetros concéntricos que funcionan a contracorriente.

El gas refrigerante circula por el tubo de menor medida y el agua por el de mayor medida a contracorriente robando así el agua el calor necesario al refrigerante para que este pueda licuarse. En los circuitos frigoríficos que portan este tipo de condensadores es necesario instalar un depósito de líquido.

CONDENSADORES DE INMERSIÓN

Están formados por un depósito cilíndrico que tiene en su interior un serpentín en espiral por cuyo interior circula el agua de enfriamiento. El refrigerante en forma de vapor comprimido al estar en contacto con la superficie del serpentín cede su calor y se condensa. Pueden trabajar en sentido horizontal o vertical.

CONDENSADOR MULTITUBULAR

Esta formado como los de inmersión por un recipiente cilíndrico de chapa de acero y tiene en su interior multitud de tubos rectos o incluso con aletas que lo recorren longitudinalmente paralelos los unos a los otros y por cuyo interior circula el agua de enfriamiento.
Llevan un tapón fusible de seguridad y una válvula de purga para extraer los gases incondensables.

El inconveniente que presenta este tipo de condensadores es el alto consumo de agua, que en grandes instalaciones frigoríficas encarece mucho el proceso. En estos casos el agua se recupera para hacerla recircular y reutilizarla en su función condensadora enfriándola en equipos auxiliares denominados torres de enfriamiento o torres de refrigeración. En ellas el agua caliente que sale del condensador es atomizada o rociada desde la parte superior cayendo por gravedad hacia la parte inferior. Mediante la circulación de aire por el interior de la torre se consigue reducir la temperatura del agua al ceder este su calor al aire y también por evaporación de una parte de ella que pasa a la corriente de aire que se crea, tomando el calor necesario del resto del agua. El agua así enfriada es bombeada de nuevo al condensador donde absorbe el calor de condensación procedente del refrigerante. Las pérdidas de agua por evaporación se compensan con una aportación de agua nueva.

Existen también los condensadores multitubulares verticales, estos son de mayor dimensión, funcionan a corriente con una mezcla de aire y agua como elemento de fluido secundario con el un de condensar el refrigerante.

CONDENSADOR EVAPORATIVO

Consiste en una torre de recuperación con sistema de aire a contracorriente, mas un condensador formado por un serpentín de tubo liso. Este serpentín es mojado por el agua que proviene de los pulverizadores. El aire que circula a contracorriente hace evaporar el agua y así conseguimos que el refrigerante que circula por el condensador que licuado. Este condensador evaporativo está provisto de una balsa y una bomba capaz de recircular el agua desde la balsa a los pulverizadores. También incorpora como en el caso de las torres de recuperación un separador de gotas de alto rendimiento evitando así el exceso de pérdidas de agua por arrastra de aire.

Hay que tener en cuenta que con este sistema la temperatura de condensación es más elevada y eso afecta al rendimiento del compresor.

APLICACIONES EN LA INDUSTRIA

Bibliografía

Segovi, V. C. (12 de Junio de 2016). slideshare. Obtenido de https://es.slideshare.net/VicenteSegovia1/condensadores-62979408?from_action=save

SEOALITER. (30 de julio de 2021). alitersoluciones. Obtenido de https://alitersoluciones.es/condensador-industrial-caracteristicas/

VIDEO EXPLICATIVO