Este trabajo partió de la demanda de una PYME para realizar el diseño de un evaporador (intercambiador de calor de tipo banco de tubos aleteados), con vistas a desarrollar una gama completa.
La refrigeración comercial y semi-industrial provee de frío al sector alimentario y de la distribución, entre otros. Estos aparatos se encuentran por ejemplo en cámaras frigoríficas, salas de trabajo, túneles de congelación o salas de ventas.
El cálculo térmico es el de la potencia frigorífica intercambiada entre aire forzado por un ventilador y un fluido frigorífico (R-404A). El cálculo se realizó utilizando la analogía de las resistencias eléctricas y un balance térmico. Se calcularon por partes los coeficientes de convección interior (ebullición), exterior y el de conducción a través del tubo, así como también la eficiencia de las aletas. Se utilizaron métodos numéricos (iteración) para dar finalmente con la potencia del aparato en las condiciones de trabajo estandarizadas (Eurovent).
El diseño de la máquina se realizó teniendo en cuenta criterios de usabilidad, fabricación y montaje. Se intentó en todo momento reducir al máximo el número de piezas necesarias, y procuró que éstas pudieran ser fabricadas con maquinaria habitual de taller. El diseño final consistió en una combinación de diez piezas diferentes de chapa de acero y aluminio, que se diseñaron al detalle.
Como mejoras más importantes introducidas en este diseño cabría destacar:
1. Reducido número de piezas. El carrozado de un diseño tradicional de evaporador puede tener unas 15 piezas diferentes, que se redujeron a 10.
2. Sólo se emplearon 2 formatos de material para todo el carrozado. Chapa de aluminio y de acero galvanizado de 1,5mm de espesor. Ello hace que se puedan cortar varias piezas juntas en anidados de chapa (mismo material), y que sólo se requiera un regle de plegado en la plegadora, sin cambios de herramienta (mismo espesor).
3. Diseño modular, simplificación del montaje y de los volteos del aparato durante éste. El aparato se monta entero sin necesidad de darle la vuelta para fijar piezas en lados no accesibles. Voltear un aparato de este tamaño es lento, peligroso y requiere del uso de puentes grúa.
4. La utilización de bafles de ventilador estándar y de un sistema de fijación que permite acoplar fácilmente otros modelos de ventilador. Los bafles son suministrados por el proveedor del ventilador, este sistema facilita el uso de distintos ventiladores y elimina la necesidad de disponer de una prensa para embutir bafles.
5. Sistema de tapas de acceso totalmente desmontables que facilitan la instalación y el mantenimiento. El ensuciamiento de las superficies de intercambio con el uso (fouling) afecta negativamente al rendimiento de los intercambiadores de calor, por ello es importante el acceso a la batería para limpiarla.
