Balance de energia en un evaporador

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FICHA DE RED Nº 5.07 EL EVAPORADOR

Área Empresarial Andalucía C.L.A. Ctra. Andalucía, km. 16.5 – Sector 7-8 28906 Getafe Madrid

Definición El evaporador se encuentra localizado en el conjunto de distribución de trampillas, después del impulsor y antes del radiador de calefacción. El evaporador del circuito frigorífico es un intercambiador térmico que tiene por función enfriar ydeshumidificar el aire que lo atraviesa Para ello absorbe calor del aire, produciéndose dos fenómenos físicos: - el aire se enfría y el vapor de agua presente en este aire se condensa en las aletas del evaporador - el fluido se evapora y se recalienta. Función El evaporador desempeña la función de enfriar el aire puesto en movimiento por el impulsor (ventilador centrífugo situado en el conjunto dedistribución de trampillas) y enviado hacia el habitáculo del vehículo. En ciertas condiciones de utilización del circuito frigorífico, debe permitir deshumidificar ese flujo de aire, con el fin de evitar el empañado de las superficies acristaladas del vehículo. Sin embargo, el nivel de deshumidificación no es controlable ya que depende directamente de la temperatura a la se va a enfriar dicho aire; ladeshumidificación del aire no se produce a menos que su temperatura sea inferior a la temperatura de rocío correspondiente al aire. Funcionamiento Balance energético del aire El aire caliente y húmedo, puesto en movimiento por el impulsor, se enfría y generalmente se deshumidifica en contacto con las aletas frías del intercambiador. La potencia cedida por el aire o potencia frigorífica del circuito,Pfrigo, se puede descomponer en una potencia de refrigeración y una potencia de condensación: Pfrigo donde Qa Cp Ti Tf Hai Haf L : : : : : : : = Qa × Cp × ( Ti – Tf) + Qa × ( Hai – Haf ) × L caudal másico del aire que atraviesa el evaporador, en kg/s calor específico del aire, en J/kg.°C temperatura del aire a la entrada del haz de tubos del intercambiador, en °C temperatura del aire a la salida delhaz de tubos del intercambiador, en °C humedad absoluta del aire a la entrada del intercambiador, en kg de agua por kg de aire seco, humedad absoluta del aire a la salida del intercambiador, en kg de agua por kg de aire seco, calor latente de evaporación del agua, en J/kg

Esta fórmula solamente es válida si existe condensación en las aletas del evaporador, y en ese caso Hai > Haf. Esto secumple si el aire es enfriado hasta una temperatura inferior a la temperatura de rocío correspondiente al aire aspirado. El diagrama psicométrico del aire húmedo permite apreciar la cantidad de agua depositada sobre las paredes del intercambiador.
Capítulo Nº Ficha Nº Versión 5 5.07 1 FICHAS DE PRODUCTO El evaporador Fecha de creación 30/03/01 12:40

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FICHA DE RED Nº 5.07 EL EVAPORADOR

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En el ejemplo adjunto, se considera el caso siguiente: Ti HRi = 35°C = 40% ⇒ Hai ≅ 0.0141 kg/kg y Tf HRf = 10°C = 100% ⇒ Haf ≅ 0.0078 kg/kg

tomando como hipótesis que el aire sale del evaporador saturado (HR = 100%).Con un caudal de aire impulsado de 500 kg/h, la producción de agua sobre las aletas del evaporador es igual a: Qcondensados = Qa × ( Hai – Haf ) = 3.15 kg/h

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Si no hay condensación, es decir si el aire se lleva a una temperatura superior a la temperatura de rocío, la potencia calorífica cedida por el aire al refrigerante se limita a la potencia de refrigeración, es decir: Pfrigo = Qa × Cp × ( Ti – Tf)

Observación. Es muy difícil estimar las...
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