Que Es El Evaporador De Un Vehículo: Funcionamiento, Tipos, Problemas Comunes

El  evaporador al igual que el condensador, el evaporador es también un intercambiador de calor formado por tubos y aletas. Sin embargo, ahí es donde termina la similitud. A diferencia de un condensador, que está diseñado para liberar grandes cantidades de calor, un evaporador se utiliza para absorber grandes cantidades de calor.

Un evaporador es también mucho más pequeño que un condensador y es parte del lado bajo del sistema. Evaporadores ubicados en la caja de tratamiento de aire junto con el soplador.

¿Qué es un evaporador?

El evaporador de aire acondicionado es un pequeño radiador en el interior del tablero que proporciona aire frío para el sistema de aire acondicionado. Se llama evaporador porque es donde el refrigerante líquido congelante absorbe el calor del aire que pasa a través de él y cambia a un estado gaseoso (evaporándolo) antes de devolverlo al condensador del aire acondicionado para desprenderse del calor; el proceso se repite constantemente. El aire que sale del aire acondicionado es frío como resultado.

El evaporador suele estar oculto dentro del tablero del vehículo y puede requerir mucho trabajo para reemplazarlo, lo que requiere una recarga completa del sistema. A diferencia de la ruptura del núcleo del calentador, que puede filtrar el refrigerante del motor en los orificios de los pies, una fuga en el evaporador sólo libera vapor de refrigerante. Un canal de drenaje obstruido es una causa común de agua en las cavidades de los pies delanteros.

Cómo funciona un evaporador

El evaporador de aire acondicionado se ve y funciona de manera similar a un radiador. Está hecho de aluminio, y la principal diferencia física es que es mucho más grueso y pequeño que un radiador. Los evaporadores constan de varias trayectorias de flujo internas con aletas adheridas.

El aire pasa libremente a través de las aletas como lo haría en un radiador, pero los tubos transportan refrigerante en lugar de refrigerante del motor. Los vehículos más antiguos utilizan freón o refrigerante R-12, pero después de 1994, los vehículos utilizan HFC-134a o R-134a.

El refrigerante frío entra en el evaporador al mismo tiempo que el aire caliente entra por el ventilador del motor. El refrigerante absorbe el calor del aire caliente y la humedad se condensa en la superficie fría del evaporador.

La condensación gotea fuera del vehículo a través de tubos, y el refrigerante completa su camino hacia el compresor. El evaporador de aire acondicionado funciona como el núcleo del calentador del vehículo, sólo que en marcha atrás.

Tipos de evaporadores

Tipos de evaporadores y sus caracteristicas:

Evaporador de circulación natural/forzada

Los evaporadores de circulación natural se basan en la circulación natural del producto causada por las diferencias de densidad que surgen del calentamiento. En un evaporador con tubos, después de que el agua comienza a hervir, las burbujas suben y causan circulación, facilitando la separación del líquido y el vapor en la parte superior de los tubos de calentamiento. La cantidad de evaporación que se produce depende de la diferencia de temperatura entre el vapor y la solución.

Pueden surgir problemas si los tubos no están bien sumergidos en la solución. Si esto pasa, el sistema se secará y la circulación se verá comprometida. Para evitar esto, se puede utilizar la circulación forzada insertando una bomba para aumentar la presión y la circulación.

La circulación forzada ocurre cuando la cabeza hidrostática evita que hierva en la superficie de calentamiento. Los usos comunes de los evaporadores de circulación forzada incluyen corrientes de desechos, cristalizadores, fluidos viscosos y otros fluidos de proceso difíciles, ya que la ebullición suprimida puede reducir la formación de incrustaciones e incrustaciones.

También se puede utilizar una bomba para evitar las incrustaciones causadas por la ebullición de líquido en los tubos; la bomba suprime la formación de burbujas. Otros problemas son que el tiempo de permanencia es indefinido y el consumo de vapor es muy alto, pero a altas temperaturas se logra fácilmente una buena circulación.

Evaporador de película descendente

Este tipo de evaporador se compone generalmente de tubos de 4-8 m (13-26 pies) encerrados por camisas de vapor. La distribución uniforme de la solución es importante cuando se utiliza este tipo de evaporador.

La solución entra y gana velocidad a medida que fluye hacia abajo. Esta ganancia de velocidad se atribuye a la evolución del vapor contra el medio de calefacción, que también fluye hacia abajo.

Este evaporador se aplica generalmente a soluciones altamente viscosas, por lo que se utiliza frecuentemente en las industrias química, azucarera, alimentaria y de fermentación.

Evaporador de película ascendente (vertical de tubo largo)

En este tipo de evaporadores, la ebullición tiene lugar en el interior de los tubos, debido al calentamiento que se produce (generalmente por vapor) en el exterior de los mismos.

Por lo tanto, la inmersión no es deseable; la creación de burbujas de vapor de agua dentro del tubo crea un flujo ascensional que mejora el coeficiente de transferencia de calor. Este tipo de evaporador es, por lo tanto, bastante eficiente, con la desventaja de ser propenso a una rápida descamación de la superficie interna de los tubos.

Este diseño se suele aplicar a soluciones claras y sin salazón. Los tubos son generalmente bastante largos, típicamente 4+ metros (13+ pies). A veces se proporciona un pequeño reciclaje.

El dimensionamiento de este tipo de evaporador suele ser una tarea delicada, ya que requiere una evaluación precisa del nivel real del licor de proceso dentro de los tubos. Las aplicaciones recientes tienden a favorecer el patrón de película descendente en lugar de la película ascendente, y también es muy útil.

Evaporador de placas ascendentes y descendentes

Los evaporadores de placas ascendentes y descendentes tienen una superficie relativamente grande. Las placas suelen ser onduladas y están soportadas por un marco. Durante la evaporación, el vapor fluye a través de los canales formados por los espacios libres entre las placas.

El vapor sube y baja alternativamente en paralelo al líquido concentrado. El vapor sigue una trayectoria de contracorriente en relación con el líquido. El concentrado y el vapor se introducen en la etapa de separación, donde el vapor se envía a un condensador.

Este tipo de evaporador de placas se aplica frecuentemente en las industrias láctea y de fermentación, ya que tienen flexibilidad espacial. Un punto negativo de este tipo de evaporador es que su capacidad para tratar productos viscosos o que contienen sólidos es limitada.

Existen otros tipos de evaporadores de placas, que funcionan sólo con película trepadora.

Evaporadores de efectos múltiples

A diferencia de los evaporadores de una etapa, estos evaporadores pueden estar compuestos de hasta siete etapas (efectos). El consumo de energía de los evaporadores de efecto simple es muy elevado y representa la mayor parte del coste de un sistema de evaporación.

El montaje de los evaporadores ahorra calor y, por lo tanto, requiere menos energía. Si se añade un evaporador al original, el consumo de energía se reduce al 50%. Añadir otro efecto lo reduce al 33% y así sucesivamente.

Se puede usar una ecuación de porcentaje de ahorro de calor para estimar cuánto se ahorrará añadiendo un cierto número de efectos.

El número de efectos en un evaporador de efectos múltiples se limita normalmente a siete, ya que después de esto, el coste del equipo se aproxima al ahorro de costes de la caída de la demanda de energía.

Hay dos tipos de alimentación que se pueden utilizar cuando se trata de evaporadores de efectos múltiples. La alimentación hacia delante tiene lugar cuando el producto entra en el sistema a través del primer efecto, que es a la temperatura más alta.

El producto se concentra parcialmente a medida que parte del agua se transforma en vapor y se transporta. A continuación, se introduce en el segundo efecto, que es ligeramente inferior en temperatura.

El segundo efecto utiliza el vapor calentado creado en la primera etapa como fuente de calor (de ahí el ahorro en el gasto de energía). La combinación de temperaturas más bajas y viscosidades más altas en los efectos posteriores proporciona buenas condiciones para el tratamiento de productos sensibles al calor, como enzimas y proteínas. En este sistema se requiere un aumento de la superficie de calentamiento de los efectos posteriores.

Otro método es utilizar la alimentación hacia atrás. En este proceso, los productos diluidos se introducen en el último efecto que tiene la temperatura más baja y se transfieren de efecto a efecto, con el aumento de la temperatura.

El concentrado final se recoge en el efecto más caliente, lo que proporciona la ventaja de que el producto es altamente viscoso en las últimas etapas, por lo que la transferencia de calor es mejor.

Desde hace algunos años también hay en funcionamiento evaporadores de vacío de efecto múltiple con bomba de calor, bien conocidos por ser energética y técnicamente más eficaces que los sistemas con recompresión mecánica de vapor (MVR), ya que debido a la menor temperatura de ebullición pueden manejar líquidos altamente corrosivos o que pueden formar incrustaciones.

Evaporadores de película delgada agitados

La evaporación en película delgada agitada ha tenido mucho éxito con productos difíciles de manejar. En pocas palabras, el método separa rápidamente los componentes volátiles de los menos volátiles utilizando transferencia de calor indirecta y agitación mecánica de la película de producto que fluye bajo condiciones controladas.

La separación se hace normalmente bajo condiciones de vacío para maximizar ∆T mientras se mantiene la temperatura más favorable del producto para que el producto sólo vea condiciones de equilibrio dentro del evaporador y pueda maximizar la extracción y recuperación de volátiles.

Problemas comunes con el evaporador

El problema más común que podría tener un evaporador de aire acondicionado es una fuga, pero hay varias razones por las que se produce una fuga. En la mayoría de los casos, una costura o soldadura se ha estropeado.

La corrosión dentro del evaporador causa una fuga externa. Este problema ocurre cuando las hojas u otro material orgánico entran en la carcasa del evaporador, generalmente a través de las rejillas de entrada de aire. La atmósfera húmeda dentro del evaporador se descompone rápidamente y forma material corrosivo que daña el evaporador.

Cualquiera que sea el tipo de falla que haya sufrido el evaporador, es necesario reemplazarlo. No hay una manera fácil o efectiva de arreglar el evaporador de aire acondicionado.

Reemplazo del evaporador

Un evaporador malo es un problema común en el sistema de calefacción y refrigeración de un coche. Sin embargo, muchas personas llaman a un mecánico cuando su evaporador falla porque parece ser un trabajo difícil. En lugar de gastar dinero para repararlo, puede seguir los siguientes pasos para hacer el trabajo usted mismo.

Paso 1 - Familiarízate con el evaporador de aire acondicionado
El evaporador de aire acondicionado está situado detrás del tablero, y es crucial para el sistema de aire acondicionado y calefacción del coche. Refrigera y deshumidifica el aire del habitáculo del automóvil.

El freón entra en el fondo del evaporador del aire acondicionado como fluido de baja presión. El refrigerante fluye a través de los serpentines del evaporador a 32 grados Fahrenheit. Un ventilador situado detrás de los serpentines del evaporador sopla el aire frío dentro del vehículo.

El proceso de deshumidificación tiene lugar cuando el aire caliente del interior del vehículo entra en contacto con la superficie fría del evaporador. Este aire caliente pasa a través de las aletas de su evaporador, lo que hace que el refrigerante de freón hierva.

A medida que hierve, absorbe una gran cantidad de calor. La temperatura ideal para los serpentines del evaporador es de 320 grados Fahrenheit. En días húmedos, verás que el agua gotea por debajo de su vehículo; esto es normal.

Cuando se le hace un buen servicio al auto, la revisión del evaporador debe ser parte de la revisión y mantenimiento de rutina del auto. Para evitar el sobrecalentamiento del motor, o si falla una prueba de fuga, se tiene que reemplazar el evaporador.

Olerás un olor extraño una vez que enciendas el aire acondicionado. Ese olor es una buena indicación de que el evaporador necesita ser reemplazado. Para reemplazar el evaporador es necesario quitar el salpicadero y la consola central del vehículo.

Paso 2 - Llegar al evaporador
Desconecta los cables de la batería y espera un par de minutos para que las bolsas de aire del lado del conductor y del lado del pasajero se desconecten. Retira el panel de instrumentos interior, las columnas del volante, la puerta de la guantera, los pernos de la cubierta del panel de instrumentos, los tornillos y la almohadilla del conducto del piso izquierdo, la columna de dirección, el cable de la cerradura del interruptor de encendido, el cableado de la columna, el conducto de salida del aire acondicionado y los pernos de montaje que soportan el soporte del pedal del freno en la columna.

Paso 3 - Retire el evaporador
Limpia todo el refrigerante del sistema y coloque el líquido en una unidad de reciclaje aprobada. El refrigerante debe ser descargado antes de que el evaporador pueda ser removido porque es peligroso remover partes cuando el refrigerante aún está en el sistema. Primero debes sangrar o descargar el sistema.

Retira la conexión de la línea de líquido que va al evaporador y luego retira la manguera del calentador del núcleo. A continuación, retira la unidad de aire acondicionado y calefacción de la parte inferior del salpicadero, que se encuentra debajo del tablero de instrumentos. Gira la unidad al revés para quitar los tornillos que la sujetan.

Luego, retira el conducto del adaptador central y los tornillos. Da la vuelta a la unidad para quitar la mitad superior de la "carcasa". Retira el evaporador de la carcasa inferior de la carcasa. Comprueba que la carcasa que sujeta el evaporador no esté agrietada o desgastada, y asegúrate de que no falten piezas en la carcasa. Reemplaza cualquier pieza dañada o desgastada.

Paso 4 - Reemplazar el evaporador
Por último, instala el nuevo sistema de evaporador siguiendo todos los pasos anteriores en orden inverso, y luego vuelve a llenar el sistema con refrigerante.