En general, los circuitos de refrigeración se clasifican como paralelos o en serie. En ambos tipos de circuitos, la subida de temperatura final del refrigerante viene determinada por completo por la energía introducida desde el plástico y la velocidad de flujo volumétrico del refrigerante.
Los factores más importantes para mantener una transferencia de calor efectiva son, por tanto, la velocidad del flujo y el diseño del circuito. El siguiente diagrama muestra un circuito en serie a la izquierda y un circuito en paralelo a la derecha.
Es más fácil controlar la velocidad del refrigerante en un circuito en serie, porque la velocidad del flujo es la misma en cada una de las secciones. Como consecuencia, es más fácil mantener condiciones de velocidad de flujo que produzcan una transferencia de calor eficaz.
Circuitos en paralelo
Los canales de refrigeración paralelos se perforan directamente desde un colector de suministro a un colector de recogida. Debido a las características de resistencia del diseño en paralelo, la velocidad del flujo a lo largo de cada uno de los canales de refrigeración puede ser diferente, según la resistencia de flujo de cada canal de refrigeración individual. Estas velocidades de flujo variables, a su vez, producen diferencias en la eficiencia de transferencia de calor para cada canal de refrigeración. Como resultado, con un circuito paralelo es posible que la refrigeración no sea uniforme.
Habitualmente, los lados de la cavidad y del núcleo de cada molde tienen circuitos paralelos propios. El número de canales de refrigeración por circuito varía con el tamaño y la complejidad del molde.
Utilice un circuito en paralelo, sólo si el modelo presenta una o varias de las siguientes circunstancias:
- La pérdida de presión en un circuito en serie es demasiado alta como para ser realista.
- Un área del molde no se puede refrigerar eficazmente con un circuito en serie.
- Está simulando el colector que lleva refrigerante al molde.
Cuando se utiliza un circuito paralelo, cada rama debe ser capaz de extraer la carga de calor del área circundante. El flujo del refrigerante debe regularse especificando el diámetro y la longitud de cada rama del circuito.
Cada una de las ramas debe tener flujo turbulento para proporcionar un coeficiente de transferencia de calor eficaz. El área de la superficie de la rama se determina equilibrando su longitud y su diámetro frente a la carga de calor localizada.
- La velocidad del flujo en cada rama se reduce cuando se incorporan ramas adicionales. Esto reduce la eficiencia de la refrigeración, a menos que se aumente el consecuencia la velocidad total del flujo.
- Cada canal de refrigeración puede tener una velocidad de flujo diferente, lo que provoca que la refrigeración no sea uniforme. Esta desventaja puede minimizarse ajustando el diámetro de las ramas para equilibrar el flujo del refrigerante.
- Si una rama resulta bloquea parcialmente por residuos, la velocidad del flujo en esa rama puede verse considerablemente reducida, mientras que puede aumentar ligeramente en otras ramas. Esto provoca una refrigeración desigual.
Circuitos en serie
Los canales de refrigeración conectados en un único bucle desde la entrada de refrigerante hasta la salida se denominan circuitos en serie. Es el tipo de canal de refrigeración más común. Si los canales de refrigeración tienen un tamaño uniforme, el refrigerante puede mantener su velocidad de flujo turbulento a través de todo el circuito.
El refrigerante continuará recogiendo calor a lo largo del circuito de refrigeración, así que debe asegurarse de minimizar la subida de temperatura del refrigerante desde la entrada hasta la salida. La diferencia de temperatura del refrigerante en la entrada y en la salida debe ser inferior a 5 °C para moldes de propósito general y de 3 °C para moldes de precisión. Para moldes grandes, es posible que se necesite más de un circuito en serie para garantizar una temperatura del refrigerante y una refrigeración uniformes.
- La longitud del circuito en serie provoca una pérdida de presión demasiado alta para la capacidad de bombeo disponible.
- Las restricciones físicas del diseño del molde significan que el molde no se puede refrigerar eficazmente con un circuito en serie.