condensador

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Condensador
Introducción
Uno de los principales componentes de cualquier sistema frigorífico es el condensador. Es físicamente más
grande que el evaporador, debido a que no solamente tiene que eliminar el calor absorbido de la fuente fría,
sino también debe eliminar, la energía térmica que el compresor agrega al sistema durante el trabajo de
compresión. A menudo esto se denomina calor de compresión o trabajo de compresión.
Q1: Q2 + W
Tal como su nombre lo describe, su principal función es la de condensar el refrigerante enviado por el
compresor. Sin embargo, el condensador también tiene otras funciones, tales como, el des-recalentamianto y
sub-enfriamiento estas son funciones importantes para el condensador.
En síntesis, el condensador tiene tres funciones:
• Eliminar el recalentamiento
• Condensar
• Sub-enfriar
La función principal es la de condensar el fluido frigorífico enviado por el compresor.
Eliminación del recalentamiento
Las primeras vueltas del condensador eliminan el recalentamiento de los gases de la descarga. Esto prepara
a los vapores o gases recalentados a alta presión, provenientes de la descarga del compresor para su
condensación, o el cambio de fase de vapor a líquido.
Recuerde, estos vapores recalentados deben perder todo su recalentamiento antes de alcanzar la
temperatura de condensación para cierta presión de condensación.
Una vez que la fase inicial del condensador ha eliminado suficiente recalentamiento y la temperatura de
condensación ha sido alcanzada, este vapor se denomina vapor saturado.
Podemos decir entonces, que el refrigerante ha alcanzado en un 100% el punto de vapor saturado.

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Condensación
Como se mencionó anteriormente, una de las principales funciones del condensador, es la de condensar el
fluido frigorífico que ingresa al mismo en forma de vapor saturado seco o con cierto grado de recalentamiento
y se transforma en líquido.
La condensación depende del sistema y generalmente toma lugar en las últimas dos terceras partes del
condensador.
Una vez que se alcanza la temperatura de condensación en el condensador y el vapor ha alcanzado en un
100% su condición de vapor saturado, la condensación puede tomar lugar si se quita más calor. Cuanto más
calor es eliminado del vapor saturado, esto lo obliga a convertirse en líquido (condensación).
Cuando se condensa, el vapor gradualmente cambia al estado líquido hasta que solo queda un 100% de
líquido.
Este cambio de estado, como se sabe por termodinámica, ocurre a una temperatura constante incluso si el
calor está siendo eliminado. Esta temperatura constante es la temperatura de saturación, correspondiente a la
presión de saturación en el condensador.
Esta presión, puede medirse en cualquier lugar del lado de alta presión de un circuito frigorífico, dado que la
caída de presión debido a las líneas o válvulas, son despreciables.
Subenfriamiento
La última función del condensador, es la de sub-enfriar el refrigerante en estado líquido.
El sub-enfriamiento se define como cualquier calor sensible quitado del refrigerante en estado 100% líquido.
Técnicamente, el sub-enfriamiento está definido como la diferencia entre la temperatura de la línea de líquido
y la temperatura del líquido saturado a una presión dada.
Una vez que el vapor saturado en el condensador ha cambiado de estado a líquido saturado, se ha alcanzado
el punto de 100% de líquido saturado.
Si se elimina más calor, el líquido experimentará un proceso de eliminación de calor sensible y perderá
temperatura y al mismo tiempo calor.
Cuando el líquido es más frio que el líquido saturado en el condensador, se dice que es un líquido
sub-enfriado.
El sub-enfriamiento es un proceso importante, debido a que comienza a descender la temperatura del líquido
a la temperatura de evaporación. Esto reduce la posibilidad de la presencia de flash gas en el evaporador, de
manera a que cuanta más cantidad de líquido en estado de evaporación ingrese al evaporador, como dijimos
al ver específicamente el tema evaporadores, aumenta la eficiencia para el enfriamiento de la fuente fría.
Estado de mantenimiento de un condensador
Si un condensador se presenta sucio, se reduce la transferencia de calor desde el refrigerante hacia el agente
condensante (aire o agua).
Los condensadores sucios o bloqueados son una de las causas de problemas con mayor frecuencia vistas en
el rubro de refrigeración familiar o comercial y climatización para verano.
Si se reduce la transferencia de calor en un condensador enfriado por aire, el calor comenzará a acumularse
en el condensador, esta acumulación de calor en el condensador provocará que aumente la temperatura de
condensación.
Cuando la temperatura de condensación comienza a aumentar, habrá un punto en que la diferencia de
temperatura entre la temperatura de condensación y la del ambiente exterior (Dt) no será suficientemente
para quitar calor del condensador.

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Normalmente este Dt entre la temperatura de condensación del fluido y la del medio que se utiliza para
refrigerar el condensador, debe ser como mínimo de 10º C., para asegurar que se realice la condensación del
fluido frigorífico.
Recordemos, que la diferencia de temperatura es un factor potencial para que tome lugar la transferencia de
calor entre dos elementos cualesquiera, ya que cuanto mayor es la diferencia de temperatura, mayor es la
transferencia de calor.
Los condensadores sucios o bloqueados, son una de las causas de problemas con mayor frecuencia,
vistas en el rubro de refrigeración familiar y comercial y la climatización para verano.
Problemas generados por causa del condensador sucio o bloqueado
Compresor - Espacio Nocivo
Los compresores del tipo a pistón o alternativos, tienen un espacio nocivo casi neutro, entre el plato de
válvulas y la parte superior o cabeza del pistón, para evitar la colisión entre estos dos.
Los compresores con tecnología moderna, tienen este espacio más reducido, pero siempre existe algo de
espacio.
Cuando el pistón comienza la carrera de aspiración, los gases de la descarga quedan atrapados en este
espacio (de ahí el nombre de espacio nocivo). Cuando el pistón comienza a moverse, este gas que quedo
atrapado de la descarga anterior, debe re-expandirse hacia la línea de succión antes de que se abra la válvula
de succión.
Si el condensador estuviese funcionando con una alta presión de descarga, el gas a alta presión quedará
atrapado en el espacio muerto. Esto requerirá una mayor re-expansión del gas que deberá tomar lugar antes
de que su presión alcance la presión de la línea de succión, lo que permitirá que se abra la válvula de succión.
Esto provocará baja eficiencia volumétrica.
El sistema funcionará por más tiempo, será menos eficiente, y aumentará el valor del amperaje consumido por
el motor del compresor.
Altas temperaturas del líquido sub enfriado
Con un condensador sucio o bloqueado, incluso la temperatura del líquido subenfriado que sale del
condensador tendrá una alta temperatura. Esto significa que la temperatura del líquido que sale del
condensador será mayor que la temperatura de evaporación. Esto provocará mas flash gas un bajo efecto
frigorífico en el evaporador.
Altas temperaturas de descarga
La temperatura de descarga del compresor, también será muy elevada debido a la alta temperatura y presión
de condensación, provocando altos valores de compresión. El compresor ahora tendrá que utilizar más
energía en comprimir los vapores de la succión a la alta presión de condensación o presión de descarga.
Esta energía agregada, es reflejada en las altas temperaturas de descarga y en los altos consumos de
corriente (amperaje).
La temperatura de descarga del compresor nunca debería exceder los 107º C medida a unos 15 centímetros
del compresor. Una temperatura de descarga mayor a 107º C provocará un futuro fallo del compresor.

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TRATAMIENTO DEL AGUA - para condensadores enfriados por agua o torres de refrigeración
Los problemas que puede crear el agua como elemento refrigerante son muchos, los más habituales son:
• La formación de incrustaciones.
• Los cultivos orgánicos.
• La corrosión de los metales empleados en la instalación.
• Las aguas pueden clasificarse como duras o blandas o también ácidas o alcalinas.
Las aguas duras son aquellas que contienen un elevado contenido en sales de calcio y magnesio.
Las blandas son aquellas que contienen pequeñas cantidades de estas sales.
La acidez o alcalinidad del agua se refleja principalmente por su P.H.
El agua utilizada en refrigeración generalmente procede de;
• Aguas subterráneas.
• Aguas superficiales.
• Aguas de mar.
• Aguas de la red urbana.
Las aguas subterráneas o de pozos profundos son muy estimadas para procesos de enfriamiento debido a su
temperatura. Pero usualmente estas aguas son muy duras y tienen un alto contenido de sólidos disueltos por
lo que si no son debidamente tratadas presentan problemas de incrustaciones.
Las aguas superficiales generalmente están sujetas a grandes variaciones de temperatura y por el contrario
contienen poca cantidad de sólidos disueltos.
El agua de mar puede ser empleada siempre que la instalación esté construida con materiales resistentes a la
corrosión.
Las aguas de la red urbana no son adecuadas para muchos procesos de refrigeración.
Antes de realizar un tratamiento del agua debemos conocer su P.H. siendo por debajo de P.H. 7 ácida y por
encima alcalina.
Existen varios procedimientos para evitar la formación de incrustaciones o el ensuciamiento del circuito de
refrigeración, los más destacados son:
• Filtración.
• Descalcificación.
• Acidificación.
La filtración del agua es empleada para evitar el ensuciamiento de las instalaciones. Los filtros están formados
por elementos filtrantes como pueden ser tejidos metálicos o sintéticos.
La descalcificación se emplea para evitar la formación de incrustaciones. Consiste en pasar el agua a una
determinada velocidad a través de una resina que está alojada en un depósito. La resina cede los iones de
sodio al agua modificando la dureza de ésta.
Cuando todos los iones del agua han sido cedidos el intercambiador está gastado y hay que regenerarlo.
El agua, una vez descalcificada, tiene tendencia a producir fenómenos de corrosión, por lo que es conveniente
complementar este tratamiento con otro para la corrosión.
La acidificación consiste en la adición de un ácido, normalmente el sulfúrico, que evita las incrustaciones.

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FUNCIONAMIENTO DE UN CONDENSADOR
I
II
III
Calentamiento
del agua de
refrigeración
Enfriamiento
del Fluido
Frigorígeno
118 ºC
32 ºC
20 ºC
30 ºC
Zona I: Vapores
recalentados (llamada
también zona de des-
recalentamiento).
Zona II: Vapores saturados o
zona de condensación
propiamente dicha.
Zona III: Liquido sub-enfriado
o liquido sub-refrigerado.
Agua
NH3

6. 6/13
CLASIFICACIÓN DE LOS EVAPORADORES

7. 7/13
EJEMPLOS DE SU CLASIFICACIÓN
Variantes de los condensadores enfriados por aire con convección forzada
Variante 1

8. 8/13
Variante 2
Variante 3
Instalación interior, con condensador refrigerado por aire

9. 9/13
Condensador enfriado por agua de doble tubo
Intercambiadores de carcasa y tubos

10. 10/13
Condensador evaporativo

11. 11/13
Torres de enfriamiento
De tiro inducido
De tiro forzado

12. 12/13
Sección transversal de la Torre de refrigeración

13. 13/13
Esquema de flujos de aire y agua en una Torre de refrigeración
Esquema de flujos de aire y agua en una Torre de refrigeración