¿Cuál es el proceso de diseño del evaporador de aire ambiente?

Utilizando la energía disponible en el aire como fuente de calor, el Vaporizador de aire ambiente (AAV) es una alternativa rentable para vaporizar líquidos criogénicos. Los vaporizadores calentados por aire ambiente están diseñados para eliminar la necesidad de costosos equipos de calefacción eléctrica y, al mismo tiempo, reducir el impacto ambiental del calentamiento de líquidos criogénicos. Estos vaporizadores son adecuados para una amplia gama de aplicaciones y pueden usarse tanto para gases industriales como para gases exóticos.

El diseño básico del vaporizador de aire ambiente es una base que se compone de miembros de patas de canal orientados verticalmente. Estos miembros están anclados al suelo, zapatas u otros elementos estructurales. Estos componentes proporcionan el soporte estructural necesario para el vaporizador y mejoran su área de transferencia de calor. El vaporizador se puede fabricar en una variedad de configuraciones con diferentes elementos de transferencia de calor. Las configuraciones más comúnmente utilizadas incluyen un tubo con aletas longitudinales orientado verticalmente, que comúnmente se denomina tubo con aletas.

Los tubos con aletas tienen una gran área de transferencia de calor. Están fabricados con materiales de aluminio de alta calidad y tienen una alta eficiencia. Sin embargo, son vulnerables a la acumulación de escarcha, lo que puede afectar el rendimiento del vaporizador. Por lo tanto, los elementos de aletas deben diseñarse para eliminar la escarcha y regenerar la superficie durante el funcionamiento.

El primer paso en el proceso de diseño es determinar las variables de diseño apropiadas para un clima determinado. Estas variables incluyen la temperatura del aire ambiente, la humedad relativa, los caudales y los ciclos de trabajo. También es importante considerar los efectos de las condiciones solares y eólicas. Es posible que estos factores no estén incluidos en las calificaciones cotizadas. Además, condiciones especiales también pueden afectar el rendimiento.

El segundo paso del proceso de diseño es crear un modelo de la transferencia de calor del vaporizador. Esto se realiza resolviendo un modelo unidimensional de transferencia de calor utilizando el método de diferencias centrales. Luego, el modelo se optimiza variando el número de elementos de aleta y la longitud de los elementos de transferencia de calor. El diseño optimizado da como resultado un aumento del rendimiento del 23,4 por ciento.

El tercer paso del proceso de diseño es diseñar el control eléctrico del vaporizador. El diseño del control eléctrico incluye un controlador de temperatura de estado sólido, alojado en una carcasa a prueba de polvo. El controlador también es independiente del controlador del interruptor de temperatura. El controlador está equipado con un interruptor de sobretemperatura y está diseñado para mantener una temperatura constante en el vaporizador. Los componentes eléctricos están disponibles en múltiples voltajes y pueden reemplazarse fácilmente.

El cuarto paso del proceso de diseño implica probar el rendimiento del vaporizador en condiciones operativas. Esto se puede hacer mediante una prueba de fuga de nitrógeno y una prueba de presión de agua. El vaporizador también se puede cambiar para que funcione en modo de tiro forzado. Este modo se puede implementar junto con un sistema de conmutación automática.