QUE ES UN CONDENSADOR
Concepto 1
Un condensador es
un cambiador de calor latente que convierte el vapor de su estado gaseoso a su
estado líquido, también conocido como fase de transición. El propósito es
condensar la salida (o extractor) de vapor de la turbina de vapor para así
obtener máxima eficiencia e igualmente obtener el vapor condensado en forma de
agua pura de regreso a la caldera. Condensando el vapor del extractor de la
turbina de vapor, la presión del extractor es reducida arriba de la presión
atmosférica hasta debajo de la presión atmosférica, incrementando la caída de
presión del vapor entre la entrada y la salida de la turbina de vapor. Esta
reducción de la presión en el extractor de la turbina de vapor genera más calor
por unidad de masa de vapor entregado a la turbina de vapor, por conversión de
poder mecánico.
Concepto 2
El condensador es
un intercambiador donde se transmite al medio secundario (agua o aire) el calor
de los vapores de refrigerante que proviene del compresor, allí el refrigerante
se licuara, durante este paso se produce un cambio de estado (vapor a líquido)
este proceso se denomina disminución de calor latente, una vez que hemos
finalizado el cambio de estado, estaremos aún dentro del condensador y como el
refrigerante será liquido 100% sufriremos un variación de calor sensible donde
obtendremos un subenfriamiento. El subenfriamiento ideal será entre 5ºC y 12ºC
he irá en función de forma inversamente proporcional al recalentamiento del
evaporador.
La condensación se
puede producir bien utilizando aire mediante el uso de un ventilador o con agua
(esta última suele ser en circuito cerrado con torre de refrigeración, en un
río o la mar). La condensación sirve para condensar el vapor, después de
realizar un trabajo termodinámico p.ej. una turbina de vapor o para condensar
el vapor comprimido de un compresor de frío en un circuito frigorífico. Cabe la
posibilidad de seguir enfriando ese fluido, obteniéndose líquido subenfriado en
el caso del aire acondicionado.
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:
o
Poseer suficiente área de intercambio.
o
Mínima caída de presión.
o
Materiales que faciliten la transferencia
de calor.
Partes
del Condensador.
Las partes más
significativas de un condensador son:
• Cuello:
Es el elemento de unión con el escape de la turbina de vapor. Tiene una parte
más estrecha que se une al escape de la turbina de vapor bien directamente
mediante soldadura o bien a través de una junta de expansión metálica o de goma
que absorbe los esfuerzos originados por las dilataciones y el empuje de la
presión atmosférica exterior.
• Carcasa o
cuerpo: Es la parte más voluminosa que constituye el cuerpo propiamente
dicho del condensador y que alberga los paquetes de tubos y las placas. Suele
ser de acero al carbono.
• Cajas de agua:
Colector a la entrada y a la salida del agua de refrigeración (agua de
circulación) con el objeto de que ésta se reparta de forma uniforme por todos
los tubos de intercambio. Suelen ser de acero al carbono con un recubrimiento
de protección contra la corrosión.
• Tubos:
Son los elementos de intercambio térmico entre el agua y el vapor. Su
disposición es perpendicular al eje de la turbina. Suelen ser de acero
inoxidable (agua de río) y titanio (agua de mar).
• Placas de
tubos: Son 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. Suelen ser de acero
al carbono con un recubrimiento (cladding) de titanio en la cara exterior
cuando el fluido de refrigeración es agua de mar.
• Placas
soporte: Placas perforadas situadas en el interior de la carcasa y
atravesadas perpendicularmente por los tubos. Su misión es alinear y soportar
los tubos, así como impedir que éstos vibren debido a su gran longitud. Su
número depende de la longitud de los tubos. Suelen ser de acero al carbono.
• Pozo caliente:
Depósito situado en la parte inferior del cuerpo que recoge y acumula el agua
que resulta de la condensación del vapor. Tiene una cierta capacidad de reserva
y contribuye al control de niveles del ciclo. De este depósito aspiran las
bombas de extracción de condensado.
• Zona de
enfriamiento de aire: Zona situada en el interior de los paquetes de tubos,
protegida de la circulación de vapor mediante unas chapas para conseguir
condiciones de subenfriamiento. De esta manera, el aire disuelto en el vapor se
separa del mismo y mediante un sistema de extracción de aire puede ser sacado
al exterior.
•
Sistema de extracción de aire: Dispositivos basados en
eyector que emplean vapor como fluido motriz o bombas de vacío de anillo
líquido. Su misión, en ambos casos, es succionar y extraer el aire del interior
del condensador para mantener el vacío. Estos dispositivos aspiran de la zona
de enfriamiento de aire.
ESQUEMA
LOS
CONDENSADORES LOS PODEMOS CLASIFICAR EN:
• Condensadores refrigerados por aire.
• Condensadores refrigerados por agua.
• Contracorriente.
• De inmersión.
• Multitubulares.
• Evaporativos.
Condensadores refrigerado por aire
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.
Condensadores 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.
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
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.
Condensador
Evaporativo
Consiste en una
torre de recuperación con sistema de aire a contracorriente, más un condensador
formado por un serpentín de tubo liso. Este serpentín es mojado por el agua que
proviene de los pulverizadores.
APLICACIÓN
INDUSTRIAL
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 son los siguientes:
Industria
Marítima: son utilizados como enfriadores de aceite,
enfriadores de agua de refrigeración de los motores, generadores de agua
potable.
Centrales
Nucleares: se utilizan en el circuito secundario de refrigeración.
Industria
Alimentaria: se utilizan en la fabricación de leche,
mantequilla, queso, postres, miel, yogures, cerveza, helados, refrescos.
Industria
Química: se utilizan para controlar temperaturas de proceso,
calentamiento o enfriamiento de productos químicos en proceso.
En esta
presentación se explicó, que la función de un condensador es intercambiar calor
entre dos medios estando separados o en contacto directo.
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). Y
se dieron a conocer los distintos tipos de condensadores y las aplicaciones que
actualmente tienen en la industria.
LINK DEL VIDEO
https://drive.google.com/file/d/1gpUvnjG73rQFHnQPJEFUW-PU_8vo8vZn/view?usp=sharing
REFERENCIA
BIBLIOGRÁFICA
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https://www.academia.edu/6248136/OPERACIONES_UNITARIAS_EN_INGENIERIA_QUIMICA
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