Generador de Vapor, Condensadores, Turbinas, Evapordores

1. Generador de Vapor
Función
El generador de vapor tiene la función de transferir al agua la energía en forma de
calor de los gases producto de la combustión de sustancias combustibles, para que
ésta se convierta en vapor. Usando este vapor para accionar turbinas que generan
un movimiento mecánico.
Clasificación
-Caldera de vapor pirotubular
Los gases pasan por el interior de tubos sumergidos en el interior de una masa de
agua, todo ello rodeado por un cuerpo o carcasa exterior. Los gases al atravesar los
tubos ceden su calor sensible al agua que los rodea produciéndose la vaporización
en las proximidades de los tubos. Los gases puede recorrer varias veces la longitud
de la caldera, hasta llegar a la salida de gases.
-Caldera de vapor acuotubular
Los gases provenientes de la combustión circulan alrededor de los tubos en cuyo
interior circula agua, también son llamadas “calderas de tubos de agua”. Estas
calderas tienen un gran espectro de producción de vapor, el cual puede variar desde
una pequeña producción, en calderas compactas, hasta las grandes producciones
de 1000 ton/h y presiones hasta 150 kg/cm2.

2. -Calderas de fluido térmico (FT) y agua
sobrecalentada (ASC)
Este tipo de calderas básicamente consisten en un circuito en forma de serpentín o
haz de tubos por donde circula el fluido. La llama se produce en la zona intermedia
y la mayor cantidad de calor se cede al fluido por radiación. Las calderas de FT
permiten trabajar a baja presión y temperaturas hasta 350ºC. Las calderas de ASC
suelen trabajar entre 140 y 170ºC, lo que supone presiones de operación superiores
a 4 y 8 bar, respectivamente.
Además se clasifican por otros criterios como lo son:
a) Según el combustible utilizado: calderas de gas, de gasóleo o de carbón.
b) Según el medio de transporte de calor: calderas de fluido térmico (FT), de
agua caliente, de agua sobrecalentada (ASC), de vapor saturado o de
vapor sobrecalentado.
c) Según la presión de trabajo: pueden ser:
a. Subcríticas: de baja presión (p ≤ 20 bar), de media presión (20 ≤
p ≤ 64 bar); de alta presión (p ≥ 64 bar)
b. Supercríticas: p > 221 bar.
d) Según su posición, pueden ser de pie o murales.

3. e) Según la recuperación entálpica de los humos, existen calderas con o sin
recuperación entálpica.
etc.
Componentes del equipo
-Domo o Hervidor
Este componente es también llamado Caldera, es un recipiente metálico diseñado
con las condiciones de presión a las que debe trabajar el generador de vapor. La
función básica del domo es la de separar el vapor de la mezcla vapor-agua y
mantener el vapor seco.
-Hogar
Un hogar es una cámara donde se efectúa la combustión. La cámara confina los
productos de la combustión y debe resistir las altas temperaturas que se presentan
y las presiones que se utilizan. Sus dimensiones y geometría se adaptan a la
velocidad de liberación de calor, al tipo de combustible y al método de combustión,
de tal manera que se haga lo posible por tener una combustión completa y se
proporcione un medio apropiado para eliminar las cenizas. Los hogares enfriados
por agua, se utilizan en la mayor parte de las unidades de caldera y para todos los
tipos de combustibles y métodos de combustión.
-Sobrecalentador

4. Es la sección de tubos que aprovecha el calor de los gases de escape para elevar
la temperatura del vapor generado por encima de la temperatura de saturación. El
vapor sobrecalentado aumenta el rendimiento del ciclo del vapor. En una turbina,
por cada 40ºC de incremento de temperatura sobre la de saturación, se obtiene un
aumento del 3 % sobre el rendimiento. El vapor sobrecalentado evita
condensaciones en las tuberías y a la vez erosiones y desequilibrios en los
equipos.
-Spray Atemperador
Los atemperadores, también conocidos como desobrecalentadores, son boquillas
atomizadoras en los tubos de la caldera entre los sobrecalentadores. Estas boquillas
atomizadoras suministran una fina niebla de agua pura en el camino del flujo del
vapor para prevenir el daño del tubo por sobrecalentamiento. Los Atemperadores
son provistos tanto para los sobrecalentadores como para los recalentadores.
-Economizador
Un economizador es un dispositivo mecánico de transferencia de calor que calienta
un fluido hasta su punto de ebullición pero no más allá, recuperando el calor
sensible de los gases de salida de una caldera. Ayudan a obtener un mejor
rendimiento de la caldera al realizar un aprovechamiento más completo del calor de
los gases. Normalmente consisten en una seria de tubos por los que por su interior
circula el fluido a calentar y por exterior los gases de salida de la caldera.

5. -Precalentadores de Aire
Los precalentadores de aire al igual que los economizadores extraen calor de los
gases de combustión con temperaturas relativamente bajas. El calor que se
recupera de los gases de la combustión se recicla al hogar junto con el aire de
combustión y cuando se agrega a la energía térmica liberada por el combustible, se
convierte en energía disponible para la absorción en la unidad generadora de vapor,
con una ganancia en la eficiencia térmica global. El uso de aire precalentado para
la combustión acelera la ignición y fomenta una combustión rápida y completa del
combustible.
Operación
El agua se impulsa al generador de vapor mediante la bomba de alimentación, la
que la hace circular por el economizador. La función del economizador es calentar
el agua, generalmente hasta una temperatura inferior a la de saturación
correspondiente a la presión a la que se encuentra el agua; esto se hace con el

6. objetivo de que el agua no entre fría al domo y evitar contracciones que pueden
provocar rotura.
El agua entra al domo después de salir del economizador; en él se produce la
separación del vapor y el agua, el agua que entra al domo sale de éste por los tubos
llamados descendentes que alimentan los colectores inferiores de las paredes de
agua; éstos son tubos que cubren la mayor parte de la superficie interior del horno,
por los tubos circula el aire y por fuera están los gases calientes y las llamas, éstas
transfieren a los tubos una gran cantidad de calor por radiación y por convección;
se forma entonces en el interior de los tubos una mezcla de vapor y agua que
asciende por la pared de tubos producto a la disminución de su densidad. Las
paredes de agua tienen colectores en su parte superior, a través de los cuales se
descarga la mezcla agua-vapor al domo.
En el domo, el vapor se separa del agua acumulándose en la parte superior de
donde es extraído para ir a los sobrecalentadores, los sobrecalentadores de vapor
tienen la función de hacer que el vapor adquiera una temperatura superior a la de
saturación, correspondiente a la presión a que se encuentran, para que salga del
generador con mayor entalpía. El agua que no pasó a vapor va de nuevo a los tubos
descendentes y se repite el ciclo.
Turbina de vapor
Función
La turbina de vapor es un motor térmico cíclico rotativo, de combustión externa, que
movido por vapor produce energía mecánica. El vapor entra a alta presión y
temperatura, y se expansiona en la turbina, transformando una parte de su entalpía
en energía mecánica. A la salida de la turbina, el vapor ha perdido presión y
temperatura.
Clasificación
-Turbina de vapor de reacción
En la turbina de reacción la energía mecánica se obtiene de la aceleración del vapor
en expansión. Las turbinas de este tipo cuentan con dos grupos de palas, unas
móviles y las otras fijas. Las palas fijas actúan como una boquilla a través de la cual
pasa el vapor mientras se expande.
En la turbina de reacción se produce un escalonamiento de velocidad. Este
escalonamiento consiste en producir una gran caída de presión en un grupo de
toberas y utilizar la velocidad resultante del vapor en tantos grupos de alabes como
sea necesario mediante un juego de enderezadores reorientando el vapor de salida
de la primera etapa para que entre en un segundo rodete.

7. -Turbina de vapor de acción
Su funcionamiento consiste en impulsar el vapor a través de las toberas fijas hasta
alcanzar las palas, que absorben una parte de la energía cinética del vapor en
expansión, lo que hace girar el rotor y con ella el eje al que está unida. Las turbinas
de acción habituales tienen varias etapas, en las que la presión va disminuyendo de
forma escalonada en cada una de ellas.
-Turbina de flujo axial
Es el método más utilizado, el paso de vapor se realiza siguiendo un cono que tiene
el mismo eje que la turbina.
-Turbina de flujo radial
El paso de vapor se realiza siguiendo todas las direcciones perpendiculares al eje
de la turbina.
-Turbina con extracción de vapor
Se realiza en etapas de alta presión, enviando parte del vapor de vuelta a la caldera
para sobrecalentarlo y reenviarlo a etapas intermedias. En algunas ocasiones el
vapor también puede ser extraído de alguna etapa para derivarlo a otros procesos
industriales.
-Turbina de contrapresión
La presión del vapor a la salida de la turbina es superior a la atmosférica, suele estar
conectado a un condensador inicial que condensa al vapor, obteniéndose agua
caliente o sobrecalentada, que permite su aprovechamiento térmico posterior.
-Turbinas de condensación
El vapor sale a una presión inferior a la atmosférica, en este diseño existe un mayor
aprovechamiento energético que a contrapresión, se obtiene agua de refrigeración
de su condensación. Este diseño se utiliza en turbinas de gran potencia que buscan
un alto rendimiento.

8. Componentes del equipo
-El rotor
El rotor de una turbina de acción es de acero fundido con ciertas cantidades de
Níquel o cromo para darle tenacidad al rotor, y es de diámetro aproximadamente
uniforme.
Los alabes se realizan de aceros inoxidables, aleaciones de cromo-hierro, con las
curvaturas de diseño según los ángulos de salida de vapor y las velocidades
necesarias. Son criticas las últimas etapas por la posibilidad de existencia de
partículas de agua que erosionarían a los alabes. Por ello se fija una cinta de metal
satélite soldado con soldadura de plata en el borde de ataque de cada alabe para
retardar la erosión.

9. -La carcasa
La carcasa se divide en dos partes: la parte inferior, unida a la bancada y la parte
superior, desmontable para el acceso al rotor. Ambas contienen las coronas fijas de
toberas o alabes fijos. Las carcasas se realizan de hierro, acero o de aleaciones de
este, dependiendo de la temperatura de trabajo, obviamente las partes de la carcasa
de la parte de alta presión son de materiales más resistentes que en la parte del
escape. La humedad máxima debe ser de un 10% para las últimas etapas.
-Alabes
Los alabes fijos y móviles se colocan en ranuras alrededor del rotor y carcasa. Los
alabes se pueden asegurar solos o en grupos, fijándolos a su posiciónpor medio de
un pequeño seguro, en forma perno, o mediante remaches. Los extremos de los
alabes se fijan en un anillo donde se remachan, y los más largos a menudo se
amarran entre sí con alambres o barras en uno o dos lugares intermedios, para
darles rigidez.

10. -Válvula de regulación
Regula el caudal de entrada a la turbina, siendo de los elementos más importantes
de la turbina de vapor. Es accionada hidráulicamente con la ayuda de un grupo de
presión de aceite (aceite de control) o neumáticamente. Forma parte de dos lazos
de control: el lazo que controla la velocidad de la turbina y el lazo que controla la
carga o potencia de la turbina.
-Cojinetes de apoyo, de bancada o radiales
Sobre ellos gira el rotor. Suelen ser de un material blando, y recubiertos de una capa
lubricante que disminuya la fricción. Son elementos de desgaste, que deben ser
sustituidos periódicamente, bien con una frecuencia establecida si su coste es bajo
respecto de su producción, o bien por observación de su superficie y cambio cuando
se encuentren en un estado deficiente.

11. -Cojinete de empuje o axial
El cojinete axial, o de empuje impide el desplazamiento del rotor en la dirección del
eje, Evitando el empuje axial que sufre el eje por el efecto del vapor repercuta en el
reductor, dañándolo seriamente. No se encuentra en contacto con el eje si no que
hace tope con un disco que forma parte solidaria con el eje.
El cojinete está construido en un material blando y recubierto por una capa de
material que disminuya la fricción entre el disco y el cojinete. Además, debe
encontrarse convenientemente lubricado.
-Sistema de lubricación:
Proporciona el fluido lubricante, generalmente aceite. Para asegurar la circulación
del aceite en todo momento el sistema suele estar equipado con un par de bombas:
-Bomba mecánica principal
Esta acoplada al eje de la turbina, de forma que siempre que este girando la turbina
está girando la bomba, asegurándose así la presión de bombeo mejor que con una

12. bomba eléctrica. No obstante, en los arranques esta bomba no da presiónsuficiente,
por lo que es necesario que el equipo tenga al menos una bomba adicional
-Bomba auxiliar
Se utiliza exclusivamente en los arranques, y sirve para asegurar la correcta presión
de aceite hasta que la bomba mecánica puede realizar este servicio. Se conecta
antes del arranque de la turbina y se desconecta a unas revoluciones determinadas
durante el arranque, cambiándose automáticamente de la bomba auxiliar a la
bomba principal. También se conecta durante las paradas de la turbina.
-Sistema de sellado de vapor
Las turbinas de vapor están equipadas con sellos de carbón, que se ajustan al eje,
y/o con laberintos de vapor. Con esto se consigue evitar que el vapor salga a la
atmósfera y disminuyan la eficiencia térmica de la turbina.
-Compensador
Es el elemento de unión entre la salida de la turbina y el resto de la instalación
(generalmente las tuberías que conducen al condensador o el propio condensador).
Ya que la carcasa de la turbina sufre grandes cambios de temperatura, este
elemento de unión es imprescindible para controlar y amortiguar el efecto de
dilataciones y contracciones.

13. Operación
La fuerte presión del vapor que entra, impacta primero los alabes fijos que dirigen
esta fuerza hacia alabes móviles del rotor de la turbina, sobre las que recae la tarea
de impulsar el vapor hacia la salida, para que la energía térmica se convierta en
mecánica. Pero su principio de funcionamiento obedece al ciclo rankine
regenerativo, que es un ciclo termodinámico al final del cual el líquido de trabajo
retorna a su estado inicial.
Intercambiador de calor
Función
En los sistemas mecánicos, químicos, nucleares y otros, ocurre que el calor debe
ser transferido de un lugar a otro, o bien, de un fluido a otro. Los intercambiadores
de calor son los dispositivos que permiten realizar dicha tarea. Un entendimiento
básico de los componentes mecánicos de los intercambiadores de calor es

14. necesario para comprender cómo estos funcionan y operan para un adecuado
desempeño.
Componentes del equipo
-Según su construcción
-Carcaza y tubo
Este tipo de intercambiador consiste en un conjunto de tubos en un contenedor
llamado carcaza. El flujo de fluido dentro de los tubos se le denomina comúnmente
flujo interno y aquel que fluye en el interior del contenedor como fluido de carcaza o
fluido externo. En los extremos de los tubos, el fluido interno es separado del fluido
externo de la carcaza por la(s) placa(s) del tubo. Los tubos se sujetan o se sueldan
a una placa para proporcionan un sello adecuado.
En sistemas donde los dos fluidos presentan una gran diferencia entre sus
presiones, el líquido con mayor presión se hace circular típicamente a través de los
tubos y el líquido con una presión más baja se circula del lado de la cáscara. Esto
es debido a los costos en materiales, los tubos del intercambiador de calor se
pueden fabricar para soportar presiones 3 más altas que la cáscara del cambiador
con un costo mucho más bajo.
-Plato
El intercambiador de calor de tipo plato, consiste de placas en lugar de tubos para
separar a los dos fluidos caliente y frío Los líquidos calientes y fríos se alternan entre
cada uno de las placas y los bafles dirigen el flujo del líquido entre las placas. Ya
que cada una de las placas tiene un área superficial muy grande, las placas proveen
un área extremadamente grande de transferencia de térmica a cada uno de los
líquidos.

15. Por lo tanto, un intercambiador de placa es capaz de transferir mucho más calor con
respecto a un intercambiador de carcaza y tubos con volumen semejante, esto es
debido a que las placas proporcionan una mayor área que la de los tubos. El
intercambiador de calor de plato, debido a la alta eficacia en la transferencia de
calor, es mucho más pequeño que el de carcaza y tubos para la misma capacidad
de intercambio de calor.
-Según su operación
-Flujo paralelo.
Existe un flujo paralelo cuando el flujo interno y el flujo externo ambos fluyen en la
misma dirección. En este caso, los dos fluidos entran al intercambiador por el mismo
extremo y estos presentan una diferencia de temperatura significativa. Como el calor
se transfiere del fluido con mayor temperatura hacia el fluido de menor temperatura,
la temperatura de los fluidos se aproxima la una a la otra, es decir que uno disminuye
su temperatura y el otro la aumenta tratando de alcanzar el equilibrio térmico entre
ellos. Debe quedar claro que el fluido con menor temperatura nunca alcanza la
temperatura del fluido más caliente.
-Contraflujo
Se presenta un contraflujo cuando los dos fluidos fluyen en la misma dirección pero
en sentido opuesto. Cada uno de los fluidos entra al intercambiador por diferentes
extremos Ya que el fluido con menor temperatura sale en contraflujo del
intercambiador de calor en el extremo donde entra el fluido con mayor temperatura,
la temperatura del fluido más frío se aproximará a la temperatura del fluido de
entrada.

16. En contraste con el intercambiador de calor de flujo paralelo, el intercambiador de
contraflujo puede presentar la temperatura más alta en el fluido frío y la más baja
temperatura en el fluido caliente una vez realizada la transferencia de calor en el
intercambiador.
-Flujo cruzado
Los intercambiadores de flujo cruzado (fluido a 90° con respecto del otro) son
comúnmente usados donde uno de los fluidos presenta cambio de fase y por tanto
se tiene un fluido pasado por el intercambiador en dos fases.
-Intercambiadores de un solo paso (o paso simple) y de múltiple pasos.
-Paso simple
Sí el fluido sólo intercambia calor en una sola vez, se denomina intercambiador de
calor de paso simple o de un solo paso.
-Múltiples pasos
Comúnmente el intercambiador de múltiples pasos invierte el sentido del flujo en los
tubos al utilizar dobleces en forma de "U" en los extremos, es decir, permite al fluido
fluir de regreso e incrementar el área de transferencia del intercambiador. Un
segundo método para llevar a cabo múltiples pasos es insertar bafles o platos dentro
del intercambiador.
-Intercambiadores Regenerativos y No-regenerativos
-Regenerativos
Un intercambiador regenerativo es aquel donde se utiliza el mismo fluido (el fluido
caliente y el fluido frío es el mismo).
- No-regenerativos

17. En un intercambiador regenerativo, como se muestra en la figura (7), el fluido con
mayor temperatura en enfriado por un fluido de un sistema separado y la energía
(calor) removida y no es regresaba al sistema.
Componentes del equipo (carcasa y tubos)
-Tubos
Los tubos son los componentes fundamentales, proporcionando la superficie de
transferencia de calor entre el fluido que circula por el interior de los tubos, y la
carcasa. Los tubos pueden ser completos o soldados y generalmente están hechos
de cobre o aleaciones de acero. Otras aleaciones de níquel, titanio o aluminio
pueden ser requeridas para aplicaciones específicas.
Los tubos pueden ser desnudos o alteados. Las superficies extendidas se usan
cuando uno de los fluidos tiene un coeficiente de transferencia de calor mucho
menor que el otro fluido. Los tubos doblemente alteados pueden mejorar aún más
la eficiencia. Las aletas proveen de dos a cuatro veces el área de transferencia de
calor que proporcionaría el tubo desnudo.
-Placa tubular
Los tubos se mantienen en su lugar al ser insertados dentro de agujeros en la placa
tubular, fijándose mediante expansión o soldadura. La placa tubular es
generalmente una placa de metal sencilla que ha sido taladrada para albergar a los
tubos (patrón deseado).

18. -Deflectores
Hay dos tipos de deflectores, transversales y longitudinales. El propósito de los
deflectores longitudinales es controlar la dirección general del flujo del lado de la
carcasa.
Los deflectores transversales tienen dos funciones, la más importante es la de
mantener a los tubos en la posición adecuada durante la operación y evita la
vibración producida por los vórtices inducidos por el flujo. En segundo lugar ellos
guían al fluido del lado de la carcasa para acercarse en lo posible a las
características del flujo cruzado.
-Carcasa y boquillas
La carcasa es la envolvente del segundo fluido, y las boquillas son los puertos de
entrada y salida. La carcasa generalmente es de sección circular y está hecha de
una placa de acero conformado en forma cilíndrica y soldado longitudinalmente.

19. Operación
La manera de operación del intercambiador de calor resulta en la utilización de la
ley cero de la termodinámica, ya que, como se conoce 2 cuerpos en contacto por
un medio solido alcanzaran un equilibrio térmico.
Consiste en la entrada de dos fluidos (gas o liquido) que se hacen circular por un
espacio determinado y entrando en contacto por diferentes maneras, esperando a
la salida un cambio de temperatura del fluido deseado, siendo el fluido de menor
temperatura de vuelto al ciclo.

20. Compresor
Función
Consiste en forzar mecánicamente la circulación de un fluido en un circuito cerrado
creando zonas de alta y baja presión con el propósito de que el fluido absorba calor
en un lugar y lo disipe en el otro.
Clasificación
-Compresores de desplazamiento positivo
El principio de funcionamiento de estos compresores se basa en la disminución del
volumen del aire en la cámara de compresión donde se encuentra confinado,
produciéndose el incremento de la presión interna hasta llegar al valor de diseño
previsto, momento en el cual el aire es liberado al sistema.
-Compresor de pistón
En este tipo de compresores, el aire es aspirado al interior de un cilindro, por la
acción de un pistón accionado por una biela y un cigüeñal. Ese mismo pistón, al
realizar el movimiento contrario, comprime el aire en el interior del mencionado
cilindro, liberándolo a la red o a la siguiente etapa, una vez alcanzada la presión
requerida.
-Compresor de tornillo
Se basan en el desplazamiento del aire, a través de las cámaras que se crean con
el giro simultáneo y en sentido contrario, de dos tornillos, uno macho y otro hembra.
El aire llena los espacios creados entre ambos tornillos, aumentando la presión
según se va reduciendo el volumen en las citadas cámaras.

21. El sentido del desplazamiento del aire es lineal, desde el lado de aspiración hasta
el lado de presión, donde se encuentra la tobera de salida.
-Compresor de paletas
El sistema consiste en la instalación de un rotor de paletas flotantes en el interior de
una carcasa, situándolo de forma excéntrica a la misma.
Al estar situado el rotor en una posición excéntrica al eje central de la carcasa, las
cámaras van creciendo en la zona de aspiración, llegando a producir una depresión
que provoca la entrada del aire. Según se desplazan con el giro del rotor, las
cámaras se van reduciendo hacia la zona de impulsión, comprimiendo el aire en el
interior.
-Compresor de lóbulos o émbolos rotativos
El principio de funcionamiento está basado en el giro de dos rotores de lóbulos en
el interior de la carcasa. Los rotores giran de forma sincronizada y en sentido
contrario, formando entre ellos unas cámaras en las que entra el aire.

22. En este caso, los lóbulos se limitan a desplazar el aire, consiguiendo aumentar la
presión en función de la contrapresión con la que se encuentran en la salida del
equipo. Esta contrapresión viene dada por las pérdidas por rozamiento y las
necesidades de presión del sistema con el que trabaja. Estos compresores son muy
usados como soplantes, es decir, compresores de baja presión.
-Compresores scroll
Estos compresores tienen un desplazamiento que se denomina orbital. La
compresión se realiza por reducción de volumen. El conjunto compresor está
formado por dos rotores con forma espiral. Uno de ellos es fijo en la carcasa y el
otro es móvil, accionado por el motor. Están montados con un desfase de 180º, lo
que permite que en su movimiento se creen cámaras de aire cada vez más
pequeñas.
-Bombas de vacío
El funcionamiento de todas ellas es similar al de su compresor homólogo, pero con
la característica de que están pensadas para aspirar del interior de un recipiente o
red y no para comprimir el aire o gas que aspiran.

23. -Compresores dinámicos
El principio de funcionamiento de estos compresores se basa en la aceleración
molecular. El aire es aspirado por el rodete a través de su campana de entrada y
acelerado a gran velocidad. Después es descargado directamente a unos difusores
situados junto al rodete, donde toda la energía cinética del aire se transforma en
presión estática. A partir de este punto es liberado al sistema.
-Compresores centrífugos radiales
A este grupo pertenecen los compresores centrífugos tradicionales. En estos
equipos, el aire entra directamente en la zona central del rotor, guiado por la
campana de aspiración. El rotor, girando a gran velocidad, lanza el aire sobre un
difusor situado a su espalda y es guiado al cuerpo de impulsión.
-Compresores centrífugos axiales
Se diferencian de los compresores centrífugos radiales en que el aire circula en
paralelo al eje. Los compresores axiales están formados por varios discos llamados
rotores. Entre cada rotor, se instala otro disco denominado estator, donde el aire
acelerado por el rotor, incrementa su presión antes de entrar en el disco siguiente.

24. En la aspiración de algunos compresores, se instalan unos álabes guía, que
permiten orientar la corriente de aire para que entre con el ángulo adecuado.
Componentes del equipo (Compresor de Pistón)
-Motor
Es la máquina que convierte energía en movimiento o trabajo mecánico
transportando esta energía a los pistones por medio de poleas y correas.
-Carcasa
Llamado también «cuerpo o bloque de compresor», actúa como soporte de todos
los componentes y debe ser totalmente estanca al gas refrigerante utilizado.
-Pistón
Es el encargado de comprimir al aire. Cuando se le aplica una energía mecánica
determinada por medio de un motor este empieza a realizar un movimiento de
vaivén absorbiendo, comprimiendo y descargando el aire hacia el tanque.

25. -El cilindro
Esta unido a la biela mediante un bulón. Para conseguir el cierre hermético entre el
cilindro y el pistón, Es en este por el cual se desliz el pistón y que es la guía del
pistón.
-Biela y manivela
Es el que genera el recorrido del pistón produciendo el movimiento de vaivén.
-Cigüeñal
Es un eje con codos y contrapesos presente en ciertas máquinas que, aplicando el
principio del mecanismo de biela - manivela, transforma el movimiento rectilíneo
alternativo en rotatorio y viceversa.

26. -Válvulas
Las válvulas son mecanismos automáticos colocados en la aspiración e impulsión
de cada uno de los cilindros que permiten el flujo del gas en una sola dirección,
bien sea hacia dentro del cilindro (aspiración), bien hacia fuera del mismo
(impulsión).
Estos mecanismos actúan por diferencia de presión, aunque en ciertas condiciones
pueden ser ayudadas por resortes.
-El tanque
El depósito es la característica más predominante de un compresor de aire. Es
donde el aire comprimido se almacena. Éste debe tener una válvula unidireccional,

27. también conocido como una válvula de retención, que permite que entre el aire en
el depósito y evita que se escape por el mismo camino.
Operación
Durante la carrera de descenso, todo el cilindro se llena de aire a una presión
cercana a la presión exterior. Luego, cuando el pistón comienza a subir, la válvula
de admisión se cierra, la presión interior comienza a subir y esta vence la fuerza del
muelle de recuperación de la válvula de escape o salida, con lo que el aire es
obligado a salir del cilindro a una presión algo superior a la que existe en el conducto
de salida.
Condensador
Función
Un condensador es un intercambiador térmico, en cual se pretende que el fluido que
lo recorre cambie a fase líquida desde su fase gaseosa mediante el intercambio de

28. calor (cesión de calor al exterior, que se pierde sin posibilidad de aprovechamiento)
con otro medio.
La condensación se puede producir bien utilizando aire mediante el uso de un
ventilador (aerocondensadores) o con agua (esta última suele ser en circuito
semicerrado con torre de refrigeración, o en circuito abierto proveniente de un río o
del mar).
Clasificación
-Condensadores enfriados por aire
Cuando el agua no está disponible en cantidad suficiente o su carencia llega al
punto de no poder utilizarse un método evaporativo, se precisa instalar un
condensador enfriado por aire en el que no interviene en su funcionamiento la
humedad relativa, si no únicamente su temperatura seca, que por lógica, será más
elevada.
-Convección forzada (Dinámico)
En ellos el aire circula accionado por uno o varios ventiladores que lo impulsan sobre
la superficie del condensador. Este tipo de refrigeración del condensador es
apropiado para aquellos casos en que no se dispone de agua suficiente, o de
calidad, para la refrigeración, garantizándose un buen aprovechamiento de la
superficie intercambiadora; deben permanecer limpios por cuanto al polvo
depositado que puede actuar de aislante térmico, impidiendo o dificultando que el
aire refrigerante entre en contacto con los tubos a refrigerar, reduciendo la eficiencia
de la instalación.
-Convección natural (Estático)
La cantidad de aire que circula por éstos es muy pobre, por lo que requiere una
superficie de condensación relativamente grande. Esto los limita a aplicaciones de
tamaño reducido, principalmente en congeladores y refrigeradores domésticos.
Estos comúnmente son de superficie plana o de tuberías con alambres, y
generalmente están instalados en la parte posterior del gabinete del equipo, de
manera que forman un conducto o chimenea para que haya una buena circulación
de aire a través del condensador.
-Condensadores enfriados por agua

29. - Inmersión
Los condensadores de inmersión están formados por un envolvente metálico
atravesado por serpentines, con alto coeficiente de transferencia de calor por
conducción, que contienen agua en su interior, captando el calor del vapor entrante,
acumulándose en la parte baja del condensador. Este condensador, por tanto,
funciona a su vez como depósito separador y permite la entrada única de líquido en
el dispositivo de expansión de la instalación.
-Doble Tubo
El condensador de doble tubo está formado por dos tubos concéntricos permitiendo
que por el tubo interior circule el agua y por el tubo exterior el refrigerante a
contraflujo. Los condensadores de doble tubo pueden disponerse, también, de
manera vertical u horizontal. Este tipo de condensador está dotado de forma de
espiral con lo que aumenta la turbulencia de los fluidos facilitando su intercambio
térmico aunque, por otro lado, con pérdidas de carga.
-Multitubulares
Los condensadores multitubulares están formados por una carcasa que tiene en su
interior una serie de tubos paralelos colocados longitudinalmente. Por el interior de
los tubos circula el agua de refrigeración, y por el exterior se produce la
condensación del refrigerante, siendo utilizada la carcasa como recipiente del
líquido refrigerante.
-Evaporativos
Emplean simultáneamente agua y aire como medios condensantes; se componen
de un serpentín por el que circula el fluido.

30. Podemos considerarlo como una torre de refrigeración en cuyo interior se aloja el
condensador de tubo con aletas. Todo el sistema está dentro de una envolvente
metálica prismática, que optimiza la circulación del aire que entra y evita pérdidas
de agua por salpicaduras. La entrada de aire se realiza por una de las partes
laterales inferiores y la salida se lleva a cabo por la parte superior, forzada por
ventiladores.
Componentes del equipo
-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.
-Cajas de agua.

31. 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 que varía desde la pintura tipo epoxy.
-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 y titanio.
-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.
-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

32. contribuye al control de niveles del ciclo. De este depósito aspiran la bombas de
extracción de condensado.
Operación
Es un recinto cerrado en el cual el vapor sale de la turbina y se fuerza para ceder
su calor latente de la vaporización.
Es un componente necesario del ciclo del vapor por dos razones.
La primera, convierte el vapor usado nuevamente en agua para 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.
La segunda razón, aumenta la eficiencia del ciclo permitiendo que el ciclo funcione
operando con los gradientes más grandes posibles de temperatura y presión entre
la fuente de calor (caldera) y el sumidero de calor (condensador). Condensando el
vapor del extractor de la turbina, la presión del extractor es reducida 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, genera más calor por unidad de masa de vapor entregado a la turbina,
por conversión de poder mecánico. Ya que ocurre condensación, el calor latente de
condensación se usa en lugar del calor latente de vaporización. 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.
Evaporador
Función

33. Se conoce por evaporador al intercambiador de calor donde se produce la
transferencia de energía térmica desde un medio a ser enfriado hacia el fluido
refrigerante que circula en el interior del dispositivo. Su nombre proviene del cambio
de estado sufrido por el refrigerante al recibir esta energía, luego de una brusca
expansión que reduce su temperatura. Durante el proceso de evaporación, el fluido
pasa del estado líquido al gaseoso.
Clasificación
-Clasificación según su funcionamiento
- Evaporadores de expansión seca
La alimentación del refrigerante se realiza mediante un sistema de expansión, de
forma que el líquido se evapora totalmente a lo largo del evaporador, generalmente
con un ligero sobrecalentamiento. El refrigerante está en la proporción estrictamente
necesaria para formar un vapor saturado seco, que va a proporcionar un buen
funcionamiento en el compresor.
-Evaporador inundado
Se encuentran siempre completamente llenos de refrigerante líquido, regulándose
la alimentación mediante una válvula de flotador, la cual mantiene constante el nivel
de líquido en el evaporador. Preferentemente son utilizados en aplicaciones
industriales, con un número considerable de evaporadores, operando a baja
temperatura y utilizando amoníaco (R717) como refrigerante.

34. -Evaporador sobrealimentado
En este tipo de evaporadores el flujo másico de líquido supera con creces al flujo de
vapor producido en el evaporador. De esta manera, el fluido que abandona el
evaporador, es mezcla vapor-líquido de alto título, que no alcanza a ser vapor
saturado.
-Clasificación según su construcción
- Evaporador de tubo liso
Están constituidos por un tubo de acero o cobre de forma geométrica variada, según
convenga.

35. -Evaporador de placas
Consisten en dos placas metálicas acanaladas, unidas mediante soldadura, a las
que se da la forma más conveniente para que por las mismas circule el refrigerante,
conformando así una estructura interior de tubos en los que se produce la
vaporización del refrigerante. También pueden estar formados por una tubería,
normalmente en zigzag, embutida entre dos chapas metálicas soldadas entre sí en
los extremos.
-Evaporador de aletas
Están formados por un serpentín de tubería de cobre a la cual se le aplican aletas
de aluminio para aumentar así la superficie de transmisión del propio tubo.

36. Componentes del equipo
-Compresor
Tiene la función de transmitir y comprimir gas de la parte de baja presión (entrada)
del sistema a la parte de alta presión (descarga). El compresor limpia los
refrigerantes (estado de gas) del evaporador, en donde se ha reunido calor. Luego
comprime los refrigerantes gaseosos bajo una gran presión y los dirige al
condensador. Tan pronto como llega el gas cálido comprimido al condensador
empieza a enfriarse y emite calor, mientras va al fondo del condensador, donde se
vuelve a transformar en estado líquido frío. El gas líquido enfriado vuelve entonces
de nuevo al evaporador.
-Secador
Los sistemas de aire acondicionado utilizan un secador recipiente para extraer la
humedad del sistema. El secador recipiente se usa en los sistemas que utilizan
válvulas de expansión para controlar el flujo de refrigerantes y se encuentra en la
parte de alta presión del sistema, entre el compresor y el condensador. El secador
recipiente guarda una parte del refrigerante del sistema y contiene una sustancia
absorbente para eliminar la humedad del sistema que podría ensuciarlo.

37. -Condensador
El condensador y el disipador a menudo se parecen. El compresor produce gas
comprimido y lo envía a la parte superior del condensador, en donde el gas empieza
a enfriarse.
El gas continúa enfriándose y se condensa, mientras va a través de la bobina en
forma serpentina y se escapa por la base del condensador como líquido de alta
presión.
-Válvula de expansión
Las válvulas de expansión regulan la cantidad de refrigerantes líquidos que van del
condensador al evaporador en función de la presión del evaporador. Una válvula de
expansión térmica contiene un sensor de temperatura y dosifica la cantidad de
refrigerante que va al evaporador.

38. Operación
Los evaporadores utilizan el calor alrededor de este para producir el aire frío que
sale de los orificios de ventilación. Cuando el refrigerante, un fluido utilizado a lo
largo de muchos sistemas de refrigeración, sale del compresor, pasa a través de un
pequeño agujero en forma de líquido.
La baja presión del evaporador permite que el refrigerante se expanda y se enfríe,
convirtiéndose en un gas. Mientras esto sucede, un ventilador está soplando aire
más caliente en todo el sistema de refrigeración a través de las bobinas llenas con
el gas más frío. El gas atrapa las moléculas de calor, creando condensación en las
bobinas. Cuando sopla aire sobre las bobinas y a través de las rejillas de ventilación,
el aire se hace mucho más frío. El gas en las bobinas del evaporador continúa a la
parte frontal del sistema de refrigeración y repite el proceso hasta que se alcance la
temperatura.