Su Proveedor Confiable de Intercambiadores de Calor en China
El intercambiador de calor Filson es un sistema utilizado para transferir calor entre dos o más fluidos. Comúnmente, el intercambiador de calor se aplica tanto en procesos de enfriamiento como de calentamiento para aprovechar su excelente propiedad de transferencia de calor.
Filson cuenta con una serie completa de intercambiadores de calor, incluyendo, entre otros, intercambiadores de calor de placas, intercambiadores de calor de placas y carcasa, intercambiadores de calor de carcasa y tubos, intercambiadores de calor de acero inoxidable y intercambiadores de calor de aletas de tubos.
Filson es una empresa orientada a la calidad que fabrica intercambiadores de calor de alta gama y satisface las especificaciones de los clientes mediante el uso de equipos avanzados y las últimas tecnologías. Por lo tanto, Filson se compromete a ofrecer los mejores y más perfectos productos.
Consulte el siguiente artículo sobre el intercambiador de calor Filson para saber qué es un intercambiador de calor o cómo funciona. También le ayudará si no sabe qué tipo de intercambiador de calor es más adecuado para sus aplicaciones.
Intercambiador de Calor Filson
¿Por Qué Elegir el Intercambiador de Calor Filson?
Filson cuenta con una amplia experiencia en el diseño, fabricación e incluso personalización de intercambiadores de calor de uso frecuente. No importa cuán especiales sean sus requisitos, Filson hará todo lo posible para construir uno perfecto para usted.
Se garantiza que todos sus intercambiadores de calor serán entregados en un plazo de 20 días laborables y, si hay productos en stock, puede recibirlos antes. Además, se permite proporcionar una muestra gratuita antes de su pedido más grande dentro de 7 días, para que pueda verificar todos los detalles de los intercambiadores de calor de Filson.
- Más de 20 años de experiencia en la fabricación de intercambiadores de calor
- Atención a cada detalle del proceso de fabricación
- El fabricante y proveedor de intercambiadores de calor más confiable y profesional en China
- Equipos de prueba avanzados y estándares estrictos para garantizar y controlar la calidad de los intercambiadores de calor
- Materias primas de alta calidad que están completamente certificadas
- Largo período de garantía de más de un año para todos nuestros intercambiadores de calor
- Fotos de la Fábrica
Filson: La Opción Óptima de Intercambiador de Calor para la Aplicación
A través de 20 años de experiencia en diseño y fabricación en el campo, Filson ha adquirido un valioso conocimiento y experiencia en intercambiadores de calor. Garantizamos un alto rendimiento y la durabilidad de nuestros productos implementando un estricto plan de gestión de calidad. 
Filson está comprometido a actualizar y desarrollar constantemente intercambiadores de calor, incorporando comentarios de nuestros clientes de todo el mundo y utilizando instalaciones de pruebas internas. Todo esto se produce con el apoyo de nuestro software avanzado para cálculos térmicos y mecánicos.
Generalmente, en un intercambiador de calor Filson, fluyen dos tipos de fluidos con diferentes temperaturas iniciales para el intercambio de calor. Los fluidos pueden estar separados por una pared sólida para evitar que se mezclen o, a veces, pueden estar en contacto directo.
El intercambiador de calor Filson está mayormente hecho de metales por su rápida absorción y significativa conducción de calor, como acero inoxidable, acero al carbono, acero inoxidable dúplex, aleaciones de aluminio, etc. Pero a veces, también pueden estar hechos de cerámicas, compuestos e incluso plásticos.
Los intercambiadores de calor Filson se fabrican utilizando materias primas totalmente certificadas. Todos estos materiales tienen sus ventajas. Las cerámicas y los metales son la mejor opción en circunstancias de alta temperatura y corrosión, mientras que los plásticos tienen un peso relativamente ligero y un costo más bajo.
Con los diferentes materiales de fabricación y tipos mencionados anteriormente, los intercambiadores de calor Filson tienen la capacidad de desempeñarse en diversas aplicaciones industriales, incluyendo tratamiento de aguas residuales, refrigeración, vinificación y elaboración de cerveza, refinación de petróleo, energía nuclear y productos químicos.
La adopción de un intercambiador de calor Filson mejorará enormemente la eficiencia energética industrial al transferir calor de sistemas donde no se necesita a otros sistemas donde puede ser utilizado completamente. Así, su empresa funcionará mejor y obtendrá mayores ganancias.
La eficiencia de un intercambiador de calor significa cuán bien realiza la transferencia de calor en relación con la pérdida de presión que produce. Típicamente, el intercambiador de calor Filson permite un flujo rápido dentro de él para facilitar la transferencia de calor.
El flujo rápido puede resultar en pérdidas de presión en los fluidos. En comparación con los intercambiadores de calor comunes, Filson muestra sus ventajas en esta ocasión. Nuestra tecnología de intercambiadores de calor probada y madura minimiza las pérdidas de presión mientras maximiza la eficiencia de transferencia de calor.
Los intercambiadores de calor Filson pueden cumplir múltiples objetivos de diseño, como resistir altas presiones de fluidos, soportar ensuciamientos y corrosión. Por supuesto, se requiere limpieza y reparación regular después de un período de uso. Y nuestros especialistas le proporcionarán los métodos de limpieza adecuados.
El tamaño y la forma de los intercambiadores de calor Filson pueden personalizarse. Si necesita un intercambiador de calor de buen rendimiento, Filson siempre será su mejor opción y estamos aquí listos para ayudarle en cualquier momento.
Como uno de los fabricantes de intercambiadores de calor industriales más profesionales en China, Filson posee los mejores recursos para su intercambiador de calor personalizado. ¡Esperamos ser su socio en intercambiadores de calor en el futuro!
¿Cómo Funciona un Intercambiador de Calor?
Diferentes Tipos de Flujo en el Intercambiador de Calor
La imagen mostrada arriba ilustra el principio de funcionamiento básico y simple de un intercambiador de calor Filson.
Independientemente de los tipos, diseños y materiales, todos los intercambiadores de calor operan bajo los mismos principios fundamentales.
El intercambiador de calor Filson es un dispositivo que permite que el calor de un fluido pase al otro fluido sin que los dos fluidos se mezclen o se contacten directamente. Los fluidos pueden ser líquidos o gases.
Tomemos la imagen como ejemplo:
El fluido más caliente fluye a través del área roja, al mismo tiempo, el fluido más frío fluye a través del área azul. Durante este proceso, el fluido más caliente transfiere su calor al fluido más frío y disminuye su temperatura, mientras que el fluido más frío absorbe calor del fluido más caliente y aumenta su temperatura.
Función del Intercambiador de Calor Filson:
- Optimizar el sistema energético general
- Mejorar la eficiencia energética de los sistemas de planta
- Reducir el uso de combustible, gases de efecto invernadero y emisiones
- Calentar un fluido más frío utilizando el calor de un fluido más caliente
- Enfriar un fluido más caliente transfiriendo su calor a un fluido más frío
- Aumentar las ganancias al ahorrar energía
- Beneficiar a una amplia gama de industrias
- Mejorar la sostenibilidad y reducir el impacto ambiental de la energía desperdiciada
Características del Intercambiador de Calor Filson:
- Alta eficiencia energética
- Transferencia de calor óptima con costos operativos mínimos
- Extremadamente duradero y sellado permanentemente
- Sin o pequeñas cantidades de limpieza y mantenimiento necesarios
- Fácil y rápido de instalar, limpiar y reemplazar
- Excelente resistencia en condiciones industriales severas
- Diseño sofisticado para una huella mínima
Especificaciones del Intercambiador de Calor Filson:
- Material: acero inoxidable, acero al carbono, cerámico, plástico, grafito y más
- Tipo de medio: aceite, agua, aire, gas
- Temperatura de trabajo: bajo 450℃ (dependiendo del material y tipo)
- Presión de trabajo: bajo 6.4MPa
- Caudal: 25L/min (dependiendo del tipo de fluido)
- Eficiencia de transferencia de calor: 2.80% hasta casi 100%
- Área de intercambio de calor: 1 – 800㎡
- Color: gris, azul, plata, marrón (según los requisitos del cliente)
- Normativa: ASME, ANSI, JIS, GB
Aplicación del Intercambiador de Calor Filson:
- Industria láctea, alimentaria o de bebidas
- Enfriamiento de motores
- Enfriamiento de aceite hidráulico
- Aplicaciones de evaporadores y condensadores
- Industria de refrigeración
- Calefacción solar
- Enfriamiento y calentamiento de agua
- Plantas de energía
- Procesamiento químico
Intercambiador de Calor: La Guía Definitiva de Preguntas Frecuentes
El intercambiador de calor es un equipo que ayuda a transferir energía entre dos o más fluidos.
O bien, puede transferir calor entre un objeto sólido y un fluido.
Sistema de intercambiador de calor
En esencia, un fluido proporciona calor mientras que el otro recibe calor.
Estos fluidos están separados por una pared sólida para ayudar a evitar que se mezclen, ya que podrían entrar en contacto.
Un ejemplo de intercambiador de calor es un disipador de calor que transmite energía producida por un dispositivo mecánico o electrónico a un refrigerante líquido o gaseoso.
Un disipador de calor es un intercambiador de calor pasivo.
Otro ejemplo es el de un dispositivo en un motor de combustión interna donde el refrigerante del motor pasa a través de las bobinas del radiador y el aire pasa por las bobinas.
De este modo, se enfría el refrigerante y se calienta el aire entrante.
Una de las exigencias de las especificaciones del proceso de diseño es que los fluidos se mantengan a una temperatura específica.
Además, el requisito mínimo para este dispositivo es la disponibilidad de dos corrientes de medios con diferentes temperaturas.
Una de las corrientes de medios tiene un suministro de calor mientras que la otra tiene un receptor de calor.
Puede utilizar intercambiadores de calor tanto en el proceso principal como en el auxiliar.
La construcción y diseño de este dispositivo están regulados por los códigos TEMA y códigos ASME.
Un intercambiador de calor se compone de dos componentes principales: varios tubos dentro de una carcasa de forma cilíndrica.
Partes del sistema de intercambiador de calor
Sin embargo, hay varios componentes que varían desde:
· Placa de tubos
Normalmente, se necesitan dos placas de tubos para este dispositivo.
Una placa de tubos es una placa perforada para permitir la inserción de tubos.
Los tubos están fijados de forma segura a la placa de tubos, lo que ayuda a evitar que los fluidos se mezclen entre sí.
Los agujeros perforados en la placa de tubos pueden tener un patrón cuadrado o triangular.
Una vez insertados los tubos a través de los agujeros de la placa de tubos, se fijan firmemente mediante expansión hidráulica/mecánica o soldadura.
Placa de tubos de intercambiador de calor
· Haz de tubos
Un haz de tubos consiste en varios tipos de tubos, que van desde tubos con aletas longitudinales hasta tubos simples.
Son las partes del dispositivo por las que circulan los fluidos.
Haz de tubos de intercambiador de calor
· Tubos
Estos son tubos de pequeño diámetro, ubicados a menudo dentro de una carcasa y fijados de manera segura a las placas de tubos.
Los tubos pueden disponerse en patrones triangulares o cuadrados.
Los patrones cuadrados garantizan espacios claros para limpiar las superficies exteriores de los tubos.
Por otro lado, los patrones triangulares garantizan una mejor transferencia de calor en la superficie exterior del tubo, junto con más turbulencia.
Tubo de intercambiador de calor
· Deflectores
Los deflectores se utilizan a menudo en las carcasas de los intercambiadores de calor para dirigir el flujo del fluido sobre los tubos.
De este modo, se aumenta el coeficiente de transferencia de calor y la velocidad del flujo del fluido.
Los deflectores ayudan a reducir la vibración en los tubos y también los soportan indirectamente.
Además, ayudan a mantener el espaciado de los tubos.
Deflector de intercambiador de calor
Los intercambiadores de calor tienen tubos con deflectores que dirigen el fluido para facilitar cuatro pasadas a través de los tubos para una transferencia de calor más eficiente.
El espacio entre deflectores es el espacio entre los deflectores segmentados.
El corte del deflector, por otro lado, es un segmento cortado para permitir que el fluido fluya paralelo al eje del tubo mientras se mueve de un espacio de deflector a otro.
Tanto el espacio entre deflectores como el corte se eligen a menudo durante el proceso de diseño del dispositivo.
Esta actividad ayuda a proporcionar una alta tasa de transferencia de calor y velocidad del fluido, respetando la caída de presión permitida.
· Carcasa
Esta es la parte más costosa de un intercambiador de calor.
El diámetro de la carcasa dependerá del diámetro del haz de tubos.
Según las normas TEMA, el tamaño de la carcasa varía entre 6 pulgadas y 60 pulgadas.
Además, tienen tubos estándar que pueden llegar hasta 24 pulgadas.
Se puede fabricar una carcasa de más de 24 pulgadas enrollando una placa.
Carcasa de intercambiador de calor
· Placas
Las placas a menudo están separadas por juntas.
Hay varias placas fijadas de manera segura a la carcasa del dispositivo.
Se puede cambiar el área de superficie de contacto de los intercambiadores de calor añadiendo o eliminando placas.
El servicio de las placas puede verse fácilmente limitado por las clasificaciones de presión.
Intercambiador de calor de placas
· Tubos en espiral
Un tubo en espiral es un pequeño tubo de pequeño diámetro que tiene forma de espiral.
Este tubo está soldado a la carcasa para asegurar resistencia y durabilidad.
Intercambiador de calor con tubo en espiral
· Espaciadores
Los espaciadores ayudan a mantener el espacio entre los deflectores.
A menudo se pasan sobre las varillas de amarre.
Debido a los espaciadores, los deflectores no pueden deslizarse sobre las varillas de amarre bajo la influencia de la fuerza del líquido.
También mantienen la asamblea del deflector en su lugar.
El número mínimo de espaciadores depende del diámetro del dispositivo y del tamaño de los espaciadores.
Espaciadores en el sistema de intercambiador de calor
· Junta
Las juntas se fabrican en diferentes formas, tamaños, con o sin barras.
Mientras que la otra junta es el sello secundario, el diámetro interno de esta característica es el sello primario.
El tipo de junta elegida para un intercambiador de calor depende de las condiciones operativas del dispositivo.
Algunos materiales potenciales para juntas son caucho y fibra.
Junta en intercambiador de calor
· Varillas de amarre
Las varillas de amarre, al igual que los espaciadores, son un componente importante de los intercambiadores de calor.
Las varillas de amarre están aseguradas a un extremo del último deflector y a un extremo de la placa de tubos.
El número de varillas de amarre en su dispositivo depende del tamaño de las varillas y del diámetro de la carcasa.
Varillas de amarre en el sistema de intercambiador de calor
Debe realizar todas las inspecciones y pruebas que considere necesarias para sus aplicaciones.
De hecho, la prueba debe realizarse de acuerdo con los códigos de producción y operación establecidos.
Como cliente, siempre puede verificar las certificaciones del producto para garantizar la calidad de los intercambiadores de calor.
De lo contrario, las siguientes certificaciones y pruebas deben realizarse en los intercambiadores de calor para comprobar su calidad.
Pruebas de Calidad
Algunas de las pruebas de calidad incluyen:
I. Prueba Hidráulica
La prueba hidráulica se realiza principalmente en las partes que contienen presión de un intercambiador de calor.
Las partes principales son los haces de tubos, la tapa final y la carcasa del intercambiador de calor.
La presión de prueba es 1.5 veces la presión de diseño y dura aproximadamente 15 minutos.
II. Prueba de Corriente Eddy
Esta prueba se utiliza principalmente en tubos no ferromagnéticos.
Caracteriza, detecta y dimensiona los defectos en los tubos.
Esto incluye grietas, adelgazamiento de la pared, vacíos subsuperficiales y desaleación.
Por lo general, los tubos están sujetos a una gran tensión como resultado de la alta presión del fluido, contracciones y expansiones de los tubos.
Es el método de inspección más ideal, ya que detecta puntos de tensión clave en los tubos de los intercambiadores de calor.
III. Prueba de Examen de Penetrantes
Esta prueba se realiza para determinar discontinuidades inusuales y comunes expuestas a la superficie del material.
Es probable que encuentre hallazgos como grietas de rectificado, grietas por fatiga, discontinuidades en soldaduras, fracturas por impacto y sobrecarga.
IV. Sistemas de Inspección Rotativa Interna
La IRS se realiza para probar el diámetro interno y externo de los tubos de intercambiador de calor, tanto ferromagnéticos como no ferromagnéticos, en busca de corrosión.
El proceso implica el uso de espejos que producen un pulso ultrasónico cerca de un camino helicoidal para obtener un escaneo y medir adecuadamente la pérdida de metal y el grosor de la pared.
V. Prueba de Campo Remoto
Esta prueba se utiliza para examinar tubos en busca de adelgazamiento.
Se aplica a tubos ferromagnéticos.
Se conocen los defectos si el campo magnético muestra distorsiones.
VI. Prueba de Radiografía
Una prueba radiográfica se realiza para determinar la calidad de las uniones de soldadura entre los accesorios de conexión especiales y los colectores en espiral del dispositivo.
Esta prueba implica tomar una radiografía de las soldaduras para confirmar que no hay grietas ni porosidad.
Se realiza una prueba de fuga sensible después de la inspección radiográfica.
Implica aplicar presión a la bobina de ensamblaje utilizando helio.
Además, se utiliza un detector ultrasensible de helio para asegurarse de que no haya fugas en el ensamblaje de la bobina.
Este analizador detecta fácilmente una fuga de helio equivalente a 1×10-9 cc/segundo.
En el momento en que el intercambiador de calor específico aprueba la prueba de la bobina de ensamblaje, se garantiza al cliente la calidad y el rendimiento del dispositivo.
Por lo tanto, ahorra tiempo y dinero.
VII. Prueba de Estanqueidad Helio/Aire
Esta prueba se realiza para determinar la estanqueidad frente a fugas.
Se realiza utilizando detectores de fugas de helio y helio.
El proceso implica medir la concentración de helio en el volumen del tubo.
Se debe calcular el valor de la tasa de fuga.
VIII. Prueba Hidrostática
Esta prueba se realiza en los haces completos del dispositivo y otras partes.
La cantidad de presión de prueba debe ser consistente con el valor mostrado en el dibujo aprobado.
Esta prueba se considera exitosa solo si no hay fugas ni caída de presión mientras el dispositivo está bajo presión.
Después de realizar todas las pruebas de calidad, debe realizar inspecciones exhaustivas de todas las partes de un intercambiador de calor.
Esto es para determinar si tienen algún defecto de fabricación.
Este tipo de prueba/inspección se denomina prueba de unidad completa.
IX. Inspección de Juntas de Expansión
Los intercambiadores de calor con juntas de expansión se someten a este tipo de inspección.
Sin embargo, las inspecciones son para:
- Prueba de aire
- Inspección de la superficie interna, especialmente en busca de erosión y corrosión
- Inspección de las bridas en busca de corrosión y erosión
- Después de todas estas inspecciones y pruebas, se realiza la prueba hidrostática en el dispositivo.
Certificaciones para Sistemas de Intercambiadores de Calor
Algunas de las certificaciones principales son:
· Certificación ASME
Esta certificación indica a los clientes que la composición química, la resistencia y las clasificaciones y pruebas de presión de los materiales de un dispositivo se adhieren a los mandatos de calidad más estrictos de la industria.
La planta de fabricación donde se fabrican los intercambiadores de calor debe cumplir con el Código ASME.
Los productos de la planta deben recibir una designación de Recipiente a Presión que se presenta en forma de un (sello U).
Garantiza que el dispositivo se alinee con las especificaciones, procedimientos y requisitos de prueba escritos de ASME.
· Certificación No Destructiva
La inspección de NDE de Nivel III se realiza para aprobar radiografías antes de continuar con la finalización del producto.
· Certificado ISO9001
El intercambiador de calor debe contar con una certificación de calidad ISO9001.
Esta marca de calidad asegura a los compradores la alta calidad y seguridad del intercambiador de calor.
· Certificación CE
Este es un certificado de garantía de calidad.
La marca CE muestra la adherencia a los estándares de seguridad, salud y protección ambiental para intercambiadores de calor vendidos en el Espacio Económico Europeo.
Sistema de intercambiador de calor de tubos
Los intercambiadores de calor pueden soportar temperaturas y presiones muy altas.
Todo depende de las especificaciones del comprador.
Por ejemplo, un intercambiador de calor de carcasa y tubos puede soportar una presión de 30 bares y una temperatura de 2600C.
De manera similar, un intercambiador de calor de placas puede operar a temperaturas de hasta 5000C.
Intercambiador de calor de placas
Esta información muestra que las temperaturas y presiones de este dispositivo varían dependiendo de los tipos de intercambiadores de calor.
Dependiendo de las tecnologías utilizadas, las presiones y temperaturas que este dispositivo puede soportar oscilan hasta 1000 bares y 1000°C.
A continuación se presentan algunas de las ventajas de un intercambiador de calor:
- Hay una mayor área de transferencia de calor.
- Pueden soportar altas presiones y temperaturas.
Por lo tanto, puede utilizarse en sistemas que requieren mayores presiones y temperaturas de operación.
- Son altamente duraderos, ya que están fabricados con materiales de alta resistencia a la tracción.
- Están protegidos contra la corrosión.
- Tienen una alta eficiencia de transferencia de calor.
- Son más ligeros, dado que están hechos de un material con esta propiedad única.
- Son altamente expansibles, especialmente los intercambiadores de calor de placas y marco.
Puede aumentar su capacidad uniendo placas en pares.
- Tienen un bajo tiempo de inactividad.
- Como la prueba de presión es sencilla, puede localizar y sellar fácilmente las fugas en los tubos.
- Algunos son adecuados para productos viscosos, como los intercambiadores de calor de carcasa y tubos.
Debido al alto flujo turbulento, este dispositivo no deja depósitos que puedan interferir con la transferencia de calor.
- Un pequeño tamaño, como los intercambiadores de calor de placas y marco.
Además, son buenos para el medio ambiente, ya que el dispositivo consume poca energía mientras maximiza el efecto del proceso y reduce la limpieza.
- Tienen máxima fiabilidad; con esto, se reduce el estrés, el desgaste, la incrustación o la corrosión.
- Por lo tanto, los intercambiadores de calor funcionan a su nivel óptimo.
Ø Versatilidad
Este equipo tiene muchas aplicaciones en la industria.
Por ejemplo, puede utilizar un intercambiador de calor en una planta química, en el tratamiento de aguas residuales, en refinerías de petróleo y en instalaciones de energía nuclear.
Los motores de combustión interna tienen una bobina de radiador, que es un ejemplo de un intercambiador de calor.
Ø Mantenimiento
Este dispositivo suele ser fácil de limpiar debido a su diseño CIP.
Los dispositivos actuales se han modificado, especialmente pensando en la facilidad de limpieza.
Por ejemplo, puede quitar fácilmente las placas de un intercambiador de calor de placas y reemplazarlas individualmente.
Con este dispositivo, no es necesario retirar todo el sistema al limpiar.
Ø Costo
A medida que avanza la tecnología, también lo hace el costo de fabricación de los intercambiadores de calor.
La mayoría de los intercambiadores de calor modernos utilizan placas prensadas, que no son tan caras como las placas soldadas utilizadas en los modelos antiguos de este dispositivo.
Además, las placas prensadas exhiben propiedades excelentes, como mayor resistencia a las reacciones químicas y a la corrosión.
Estas reacciones a menudo debilitan este dispositivo, requiriendo más reparaciones y reemplazos.
Por lo tanto, este equipo se vende a precios competitivos, aunque algunos pueden considerarlo un poco costoso.
Ø Adaptabilidad
La mayoría de los intercambiadores de calor modernos, especialmente los de placas, son altamente adaptables.
Las características de adaptabilidad hacen que este dispositivo sea adecuado para una amplia variedad de aplicaciones.
Este dispositivo puede utilizarse en artículos más pequeños, ya que los actuales se han vuelto más compactos.
Hoy en día, los intercambiadores de calor se utilizan incluso en acondicionadores de aire y duchas portátiles.
Los intercambiadores de calor son flexibles, ya que el fluido utilizado para facilitar el proceso de transferencia térmica puede modificarse según las especificaciones del diseño.
Existen diferentes factores a considerar al elegir el mejor intercambiador de calor.
Algunos de los factores que debes considerar al elegir sistemas de intercambiadores de calor incluyen:
· Resistencia Estructural
El intercambiador de calor debe ser duradero y fuerte.
Su carcasa debe ser capaz de soportar altas presiones y temperaturas.
· Tamaño
Es muy probable que ocurra una mayor transferencia de calor si el área de superficie de contacto es grande.
Al seleccionar un intercambiador de calor, elige uno que se ajuste a tus especificaciones/necesidades/requisitos.
· Costo
Típicamente, un intercambiador de calor tiene un alto costo inicial y costos de mantenimiento y reparación más bajos.
Si pagas un alto costo inicial por este dispositivo, gastarás menos en su instalación y mantenimiento.
Sin embargo, si pagas menos por el costo inicial, es muy probable que gastes más en costos de instalación y reparación.
El dispositivo no durará mucho, lo que te obligará a comprar otro intercambiador de calor.
Por lo tanto, el costo de un intercambiador de calor es muy importante al seleccionar un dispositivo adecuado.
· Presiones
Debes considerar la cantidad de presión que se aplicará al intercambiador de calor.
Algunas de las presiones involucradas son la pérdida de carga aceptable, la presión de diseño, la presión de servicio máxima, etc.
Los intercambiadores de calor de carcasa y tubos son los dispositivos más preferibles porque pueden soportar presiones muy altas.
Cuando están expuestos a un estrés excesivo, aún funcionan a su mejor rendimiento.
· Peso
Un buen intercambiador de calor debe ser liviano para que puedas moverlo fácilmente de un lugar a otro.
El mejor intercambiador de calor que también es liviano es el fabricado con material plástico.
Los intercambiadores de calor utilizados en duchas y piscinas a menudo están hechos de plástico por esta propiedad principal.
· Capacidad
El dispositivo elegido debe tener una capacidad de calentamiento/enfriamiento variable.
De esta manera, el dispositivo puede manejar una amplia gama de aplicaciones.
Existen intercambiadores de calor con una capacidad de enfriamiento de 2,000,000 Btu/hr que funcionan extremadamente bien.
Además, debe ser lo suficientemente amplio como para contener una cantidad específica de fluido.
· Pérdidas de Presión
La caída de presión de un intercambiador de calor depende de las necesidades del cliente.
Puedes cumplir con la caída de presión establecida por un cliente.
Es decir, reduciéndola.
Sin embargo, esto significa hacer el dispositivo más grande.
Al seleccionar un intercambiador de calor, presta atención al factor de caída de presión.
· Temperatura
Debes considerar aspectos como la temperatura de cruce, la diferencia de temperatura, la temperatura de pinzamiento y el coeficiente de intercambio térmico, etc.
Este factor es muy importante considerando que podrías estar utilizando el dispositivo para diferentes aplicaciones.
Hay aplicaciones que requieren temperaturas muy altas y otras que requieren temperatura ambiente.
· Tipo de Fluido, Tipo de Fluido y sus Propiedades
Existen fluidos que transfieren calor mejor que otros.
Por ejemplo, los líquidos son mejores que los gases.
Al elegir un intercambiador de calor, selecciona uno que utilice un líquido.
Sin embargo, hay intercambiadores de gas/gas, líquido/líquido y líquido/gas.
Además, se produce más transferencia de calor cuando la tasa de flujo del fluido es más lenta.
El mejor intercambiador de calor depende de las propiedades del fluido elegido.
Es muy importante saber si un fluido tiene alta resistencia a la corrosión, conductividad térmica o si puede soportar altas presiones y temperaturas.
La naturaleza de los fluidos puede ser de ensuciamiento, limpia, corrosiva, viscosa, etc.
· Facilidad de Mantenimiento
Al seleccionar un intercambiador de calor, debes considerar el grado de facilidad de mantenimiento.
Como comprador, debes examinar el nivel de mantenimiento del dispositivo.
Un ejemplo es la frecuencia de limpieza.
Al verificar la facilidad de mantenimiento, considera los intercambiadores farmacéuticos o los estándares de la FDA.
Dicho esto, al seleccionar un intercambiador de calor para tu industria o aplicación, puedes centrarte en estos parámetros mencionados.
Los intercambiadores de calor se basan en los principios de condensación, convección, evaporación, conducción o radiación para facilitar el proceso de intercambio de calor.
A continuación se explica cómo funcionan los modos de transferencia de calor:
· Conducción
Esta es la transferencia de energía térmica entre materiales que están en contacto entre sí.
Lo que ocurre es que, cuando dos fluidos entran en contacto, el tubo con un fluido caliente transfiere su calor al más frío, haciéndolo cálido/caliente.
· Convección
Este es un modo de transferencia de calor que implica el movimiento de energía desde una superficie a través del movimiento de un fluido.
La mayoría de los fluidos se expanden al calentarse.
Como resultado, se vuelven menos densos y ascienden en relación con otras partes del fluido que son más frías.
· Radiación
Este modo de transferencia de calor implica la producción de ondas electromagnéticas desde un objeto/superficie calentada.
No necesitas un medio intermedio para sostener la energía de onda al utilizar radiación.
Nota: Sin embargo, es importante entender que diferentes intercambiadores de calor:
i. Operan de diferentes maneras
ii. Utilizan diferentes características de diseño, equipos y disposiciones de flujo
Por lo tanto, la disposición de flujo de un intercambiador de calor es importante al explicar cómo funciona el dispositivo.
A continuación se describen los estilos de disposición de flujo:
Disposición de Flujo
Algunos de los flujos más comunes son:
· Flujos Paralelos
En el flujo paralelo, dos fluidos entran en el dispositivo en un extremo y se mueven en paralelo entre sí hasta el otro lado.
· En Contra-Flujo
En el contra-flujo, los fluidos entran en el dispositivo desde extremos opuestos.
Este es el diseño más eficiente.
La razón es que este diseño puede transferir una gran cantidad de energía del medio de transferencia de calor por cada unidad de masa.
Esto se debe a que la diferencia de temperatura promedio a lo largo de cualquier longitud unitaria es mayor.
· Flujo Cruzado
En un dispositivo de flujo cruzado, los fluidos se mueven casi perpendiculares entre sí a través del intercambiador de calor.
Para asegurar la eficiencia, estos dispositivos están diseñados especialmente para maximizar el área de superficie de la pared entre los dos fluidos específicos.
Simultáneamente, este diseño minimiza la resistencia al flujo del fluido a través del dispositivo.
El rendimiento del dispositivo también se ve afectado por la inclusión de corrugaciones y aletas en una o ambas direcciones.
Estas adiciones inducen turbulencia, canalizan el flujo del fluido y aumentan el área de superficie.
https://youtu.be/OwEwsRVa_hU?t=7
· Flujo Híbrido
El flujo híbrido ocurre cuando un intercambiador de calor utiliza varios pasajes de flujo así como disposiciones dentro de un solo dispositivo.
Es una combinación de todos los demás arreglos de flujo.
Este flujo es adecuado para sistemas de enfriamiento/calefacción porque cubre las limitaciones de un uso/aplicación.
Estas limitaciones incluyen requisitos de presión y temperatura, costos de presupuesto o espacio.
Nota: lo único común entre todos los intercambiadores de calor es que funcionan para exponer indirecta o directamente un fluido más caliente a uno más frío.
Como resultado, intercambian calor.
Cómo Funciona un Intercambiador de Calor de Carcasa y Tubo
https://youtu.be/4ZV8MgZ0Yiw?t=12
Este dispositivo transfiere calor entre paquetes de tubos fijados de manera segura a una carcasa.
Los fluidos que pasan a través de los tubos transfieren su calor a los fluidos que pasan sobre los tubos en la carcasa.
Así, el principio de intercambio de este dispositivo mueve sustancias a través de un paquete de tubos paralelos con fluido caliente alrededor y entre los fluidos.
El fluido (caliente) entra en el dispositivo a través de una entrada y sale por la salida fría.
Cómo Funcionan los Intercambiadores de Calor de Placa y Marco
Este dispositivo funciona bajo el principio de que las juntas colocadas entre las placas dirigen el flujo del producto y los fluidos de enfriamiento/calefacción a través de canales alternos.
En términos simples, los fluidos calientes pasan sobre las placas del dispositivo, y el calor se transfiere del lado caliente al lado frío.
Este proceso disminuye la temperatura del lado caliente, aumentando así la temperatura del lado frío.
Si bien los intercambiadores de calor son dispositivos excelentes que se utilizan en los sistemas de calefacción y refrigeración de las máquinas, tienen algunas limitaciones.
Algunas de estas limitaciones incluyen:
- Es muy difícil limpiar los conductos. Para ello, puede utilizar el sistema mecánico o CIP.
- Pueden producirse obstrucciones, ya que los conductos del intercambiador de calor son estrechos.
- Si utiliza aleaciones de aluminio en un intercambiador de calor, aumenta su susceptibilidad a sufrir fallas por fragilización por mercurio líquido.
- La caída de presión es un problema común en los intercambiadores de calor. Si hay una caída de presión en el dispositivo, debe verificar cada placa para detectar esta falla.
- Es muy difícil reparar o prevenir fugas en el dispositivo. Hay dispositivos que deben desmontarse por completo para verificar y corregir una fuga.
- El costo inicial de los intercambiadores de calor es alto. Por ejemplo, los intercambiadores de calor de placas son caros debido a las placas de titanio.
Los intercambiadores de calor de carcasa y tubos no son tan caros como los intercambiadores de placas.
- Hay algunos dispositivos que requieren más espacio que otros.
Por ejemplo, los intercambiadores de calor de carcasa y tubos requieren más espacio que los intercambiadores de placas.
Por supuesto que no.
Los intercambiadores de calor vienen en diferentes tamaños según el propósito previsto, las preferencias del cliente o el costo.
Las variaciones de tamaño ocurren en diferentes aspectos, como en:
- Tuberías
- Área de superficie del dispositivo en metros cuadrados
- Tamaño general del dispositivo
No querrá comprar un intercambiador de calor que no se ajuste al espacio físico designado porque es demasiado grande.
Si está comprando un dispositivo de intercambio de calor, compre uno que deje espacio para una expansión futura.
Absténgase de comprar un dispositivo que ocupe completamente el espacio físico.
Los intercambiadores de calor compactos son adecuados para aplicaciones con espacio limitado, como automóviles o aviones.
https://youtu.be/MdDbxktvecg
Estos dispositivos brindan altas eficiencias térmicas en soluciones más livianas y más pequeñas.
Además, estos dispositivos tienen una alta relación entre el área de superficie de transferencia de calor y el volumen.
Si utiliza el dispositivo para una aplicación de líquido a gas, la relación será ≥400 m2/m3.
Sin embargo, si se trata de una aplicación de gas a gas, la relación será ≥700 m2/m3.
Algunas variantes de intercambiadores de calor que se utilizan para aplicaciones con espacio limitado son los intercambiadores de calor de placas.
Este dispositivo se puede encontrar en casi todas partes, en todo tipo de lugares.
Se puede utilizar para enfriar o calentar edificios, ayudando a que las máquinas y los motores funcionen bien.
Una ducha de bajo consumo tiene un intercambiador de calor que suele instalarse en la salida de las aguas residuales.
Este dispositivo tiene bobinas de cobre unidas al intercambiador de calor.
Ayudan a calentar el agua.
El agua fría sube por el tapón hasta el intercambiador de calor, donde se calienta.
No se mezcla con el agua sucia, pero absorbe parte de su calor del agua residual que fluye por el otro tubo del tapón.
Los acondicionadores de aire y los refrigeradores eliminan el calor de un compartimento donde no se necesita.
Luego, lo bombean en un fluido a otro lugar donde se puede verter.
El fluido refrigerante suele estar completamente sellado en un conjunto de tuberías para que no entre en contacto con el aire.
En los motores y las plantas de energía, el intercambiador de calor ayuda a eliminar el exceso de calor.
La máquina utiliza el proceso de transferencia de calor para lograr este objetivo.
Los intercambiadores de calor se fabrican con distintos tipos de materiales.
Estos materiales proporcionan diversas propiedades que son responsables de la eficiencia y funcionalidad del dispositivo.
Tienen que soportar condiciones de alto estrés durante todo el proceso de calentamiento y enfriamiento.
Teniendo en cuenta que es posible que deba utilizar fluidos corrosivos y a alta presión, los materiales deben ser adecuados para cumplir con estos requisitos.
Las tres clases principales de materiales que se utilizan para fabricar este equipo son:
Diagrama de flujo para sistema de intercambiador de calor
· Cerámica
Este material puede soportar altas temperaturas.
Por lo tanto, es bueno para aplicaciones de alta temperatura.
Puede utilizar cerámica, especialmente con fluidos abrasivos y corrosivos a bajas o altas temperaturas.
· Grafito
Este material tiene una alta resistencia a la corrosión y conductividad térmica
· Compuestos
Presentan resistencia a la corrosión y una alta conductividad térmica.
Además, tienen un peso reducido, lo que los hace portátiles.
Los compuestos toman las mejores características de su material original.
· Plástico
Aunque su bajo costo tiene una alta conductividad térmica y puede mantener un grado moderado de resistencia a la corrosión.
El plástico también puede resistir la suciedad y pesa menos.
Son mecánicamente débiles y pueden degradarse con el tiempo.
Este material es una buena opción para una ducha o piscina que funcione a temperatura ambiente.
· Metales
Los metales pueden soportar altas presiones y temperaturas, así como tener una alta conductividad térmica.
Algunos de los metales son los que se muestran a continuación:
- Acero inoxidable 316L/304/otros
- Acero al carbono
- Aleaciones de aluminio
- Titanio
- Cobre
- Latón
- Dúplex
- Cupro-níquel
- Hastelloy
Por lo general, los intercambiadores de calor se venden a precios competitivos.
Los precios de este dispositivo varían según factores como el tamaño, el diseño, la forma, el tipo y el material utilizado.
El costo total de este equipo incluye el precio, la producción, el material, la instalación, los costos operativos y de mantenimiento.
Una sola pieza del intercambiador de calor puede costar hasta alrededor de $6,000.
Por ejemplo, un intercambiador de calor de carcasa y tubos con una capacidad de calentamiento/enfriamiento de 2,000,000 Btu/h, una temperatura máxima de 3000C y una temperatura mínima de -20C cuesta $2,556. 88.
El precio inicial es alto, pero un dispositivo más duradero conlleva menores costos de mantenimiento.
Como resultado, un comprador gasta menos dinero durante la vida útil del producto.
Por otro lado, si se trata de un intercambiador de calor más económico, se gastará menos dinero al principio.
Sin embargo, puede gastar más dinero durante la vida útil del producto debido a reemplazos y reparaciones.
Este equipo tiene diferentes capacidades de enfriamiento que dependen del tipo particular de intercambiador de calor.
La capacidad de enfriamiento puede variar desde 5000 Btu/h hasta 2 000 000 Btu/h.
La capacidad de enfriamiento de Btu/h se basa a menudo en una diferencia de presión de 10 psi, agua a 85 °F y agua de proceso a 180 °F.
Sin embargo, la capacidad de enfriamiento de su intercambiador de calor dependerá de las necesidades del cliente o de los requisitos de la aplicación.
Siempre que desee comprar un intercambiador de calor, como cliente, debe seleccionar lo que se ajuste a las necesidades de su aplicación.
Para ello, deberá centrarse en las características de este dispositivo.
Algunas de las características de los intercambiadores de calor que puede buscar al comprar este dispositivo son:
- Son fáciles de limpiar debido a los tamaños adecuados del diámetro del dispositivo
- Pueden soportar altas presiones y temperaturas
- Son versátiles, ya que se utilizan en diferentes aplicaciones de procesos químicos
- Vienen en diferentes tamaños; no hay limitaciones de tamaño cuando se trata de intercambiadores de calor.
Puede encontrar dispositivos de tamaño pequeño, mediano o grande según su aplicación.
- Disponibilidad de repuestos; a veces es bueno tener repuestos en caso de que la máquina se estropee y haya que repararla.
- Excelente conductividad térmica
- Tienen resistencia a la corrosión; Este dispositivo puede estar expuesto a fluidos que sean ácidos o que corroan las superficies en general.
Es importante seleccionar equipos que estén fabricados con un material resistente a la corrosión.
- Utilice fluidos de diferente viscosidad
- Tenga características de ensuciamiento
- Disponibilidad de compuestos solubles en agua
- Contenido de material particulado
- Tenga un diseño adecuado
- Altamente duradero; un dispositivo que es duradero está fabricado con materiales como el acero inoxidable que tiene una alta resistencia a la tracción.
- Alta eficiencia
- Construcción robusta; un dispositivo debe ser lo suficientemente fuerte como para soportar sus componentes. Su robustez también le da al dispositivo una apariencia excelente.
- Bajo mantenimiento; este dispositivo debe tener bajos costos de mantenimiento. Y, si tiene que tener mantenimiento, debe ser bajo porque está especialmente diseñado para ser duradero, de alta calidad y eficiente.
Estos son algunos de los beneficios de los intercambiadores de calor:
· Consumo de servicios públicos al conservar vapor, electricidad y agua
Puede ahorrar energía con los intercambiadores de calor.
El calor del fluido entrante calienta el fluido que sale del dispositivo y luego se enfría.
Como resultado, hay una eficiencia de transferencia que ahorra energía y calefacción.
A menudo, este proceso se conoce como recuperación de calor/intercambio de calor regenerativo.
No tiene que utilizar energía para calentar fluidos a través de las diferentes salidas/tubos.
Los tubos compartirán su energía de los fluidos al fluido en el otro tubo a través de convección/conducción.
· Limpieza en el lugar/mantenimiento
Para la mayoría de los intercambiadores de calor, no tiene que desmontarlos/abrirlos para limpiar sus partes/componentes.
Lo que sucede es que el dispositivo calienta las soluciones o el agua de limpieza a una temperatura constante.
Esto ayuda a la eliminación de residuos.
Puede utilizar la limpieza química in situ (CIP) mientras realiza el mantenimiento del dispositivo.
De manera similar, puede utilizar la limpieza mecánica para el mantenimiento del dispositivo.
La limpieza mecánica implica el uso de un chorro de agua a presión a través de puertos de apertura rápida sin necesidad de desmontar las tuberías.
Como tal, el mantenimiento es muy sencillo.
· Diseño exclusivo
Un intercambiador de calor tiene características de diseño exclusivas.
Es decir, contracorriente casi perfecta acoplada con un caudal de fluido desigual en los dos lados del dispositivo.
Hay diferentes áreas de flujo combinadas sin puntos de contacto, especialmente para el fluido más contaminante.
· Eficiencia
Este dispositivo es muy eficiente, especialmente cuando tiene una disposición de flujo híbrido.
Con este diseño, puede funcionar de manera óptima con problemas limitados.
Teniendo en cuenta que el dispositivo ha sido sometido a varias inspecciones y pruebas de calidad, tiene deficiencias limitadas.
Por ejemplo, el dispositivo no tiene fugas, corrosión, erosión de superficies ni roturas.
Por lo tanto, el dispositivo funciona mejor cuando se utiliza en una aplicación.
· Costo
A diferencia del pasado, cuando los intercambiadores de calor eran voluminosos y costosos, hoy en día son asequibles.
Se venden a precios muy competitivos para los clientes.
Puede encontrar intercambiadores de calor portátiles incluso para el hogar o cualquier otro lugar.
Algunos dispositivos cuestan tan solo $500, mientras que otros cuestan hasta $7000.
El costo depende del diseño, el tipo, la disposición del flujo y el tamaño, etc.
Puede elegir entre cualquiera de los siguientes tipos de intercambiadores de calor:
Intercambiador de calor de carcasa y tubos
Este equipo se aplica principalmente en aplicaciones de alta presión.
Funciona a una temperatura superior a 2600C y una presión de 30 bares.
El intercambiador de calor de carcasa y tubos está fabricado con material duradero que puede soportar la alta presión y carga.
Este dispositivo incluye varios tubos que están dispuestos longitudinalmente en la carcasa.
Un fluido específico pasa a través de los tubos y otro fluido pasa sobre los tubos a través de la abertura de la carcasa.
Intercambiador de calor de carcasa y tubo
Sin embargo, todos los tubos están conectados a una única entrada o salida a través del primer paso de fluido.
El segundo fluido pasa sobre los tubos, ya que hay deflectores dentro de la carcasa.
Ayudan a optimizar el contacto del segundo fluido con los tubos.
El tubo y la carcasa vienen en diferentes diseños y formas.
Si bien un diámetro más pequeño hace que el intercambiador de calor sea compacto y económico, es importante tener un tamaño de diámetro adecuado.
Es decir, ni demasiado grande ni demasiado pequeño.
Los deflectores de este dispositivo ayudan a orientar el flujo de fluido a través de los tubos.
Los deflectores también evitan que los tubos vibren.
También generan turbulencia en el flujo de fluido dentro de la carcasa, lo que genera un mayor coeficiente de transferencia de calor para la superficie exterior de los tubos.
Intercambiadores de calor de placas
Intercambiador de calor de placas y tubos
Está hecho de varias placas delgadas y ligeramente separadas que tienen pequeños pasajes de flujo de fluido y grandes áreas de superficie para la transferencia de calor.
Este intercambiador de calor es más práctico debido a la nueva tecnología utilizada para hacer juntas y soldaduras.
Puede acceder a un dispositivo unido de forma permanente o a uno que se monta y desmonta fácilmente.
Este dispositivo viene en diferentes diseños y configuraciones de placas.
Se puede utilizar en aplicaciones de HVAC, refrigeración y enfriamiento.
Intercambiador de calor de placas y carcasa
Intercambiador de calor de placas y carcasa
Básicamente, este dispositivo es una combinación de intercambiadores de calor de carcasa y tubos con placas.
Se trata de montar placas sobre una carcasa.
Se unen varias placas para facilitar una mejor transferencia de calor.
Las placas de este dispositivo suelen estar fabricadas con acero inoxidable de materiales de muy alta calidad.
Además, estas placas se cuelgan verticalmente en la carcasa.
También están corrugadas para proporcionar puntos de apoyo que mejoren la transferencia de calor.
Las placas de este equipo tienen una sección transversal circular.
Se sueldan entre sí para encajar en la carcasa.
Por tanto, el dispositivo ofrece una alta transferencia de calor a alta presión y temperatura.
Además, la principal ventaja de este equipo es la junta que ofrece protección.
Este componente proporciona protección contra fugas que pueden producirse a altas presiones y temperaturas.
En segundo lugar, el dispositivo está estructurado de tal manera que el paquete completo de placas a menudo se ensambla en la carcasa exterior.
Esto desarrolla una ruta de flujo secundaria a través del lado de la carcasa.
Intercambiador de calor de rueda adiabática
Intercambiador de calor de rueda adiabática
Este intercambiador de calor utiliza un depósito sólido o fluido intermedio para retener el calor.
Este calor luego pasa al lado opuesto del intercambiador de calor.
En consecuencia, se libera como calor para enfriarse.
Un intercambiador de calor de rueda adiabática tiene una rueda grande con buenas roscas que giran a través de los fluidos fríos y calientes.
Por supuesto, esto se realiza junto con los intercambiadores de calor de fluidos.
Intercambiador de calor de placas y aletas
Intercambiador de calor de placas y aletas
Este equipo tiene un paquete de aletas que a menudo se disponen de forma descentrada, recta y ondulada para mejorar su eficacia.
Dependiendo de los requisitos del dispositivo, el flujo puede ser contraflujo o flujo cruzado.
Un excelente intercambiador de calor de placas y aletas está hecho de aleaciones de aluminio.
Reducen el peso total del dispositivo.
Su aplicación es en aplicaciones de baja temperatura como helio, gas natural, oxígeno e industrias aeronáuticas como motores de aviones y motores de automóviles.
La gran área de transferencia de calor de las aletas de la placa da como resultado su eficiencia de transferencia de calor.
Este dispositivo también puede soportar altas presiones.
Tiene un camino estrecho que puede causar obstrucciones en el dispositivo.
Limpiar una obstrucción de este tipo también suele ser difícil.
Intercambiador de calor de placas de almohada
Intercambiador de calor de placas de almohada
Este dispositivo consiste en una lámina delgada de metal.
Está soldada a la superficie de otra lámina de metal que a menudo es más gruesa que esta última.
Hay una placa delgada que se suelda siguiendo un patrón regular que consiste en puntos.
Después del proceso de soldadura, el espacio cerrado se presuriza con una fuerza externa que hace que el metal delgado restante se doble hacia afuera alrededor de las soldaduras.
Este proceso también proporciona espacio para que fluya el fluido del dispositivo.
Este intercambiador de calor se utiliza a menudo en la industria láctea, especialmente para enfriar la leche.
Intercambiadores de calor de fluidos
Circuito intercambiador de calor de fluidos
Se trata de un tipo de intercambiador de calor que funciona según el principio de que el gas se mueve hacia arriba a través de una ducha de agua.
Luego, el agua se transfiere a otro lugar antes de enfriarse.
Los intercambiadores de calor de fluidos ayudan a enfriar los gases y, al mismo tiempo, eliminan las impurezas.
Este dispositivo se utiliza comúnmente en las máquinas de café expreso.
Unidades de recuperación de calor residual
Este intercambiador de calor recupera calor de una corriente de gases calientes mientras lo pasa a un medio de trabajo como aceites o agua.
Unidad de recuperación de calor residual
Intercambiador de calor de superficie rascada dinámica
Este dispositivo se utiliza a menudo para enfriar o calentar con procesos de cristalización, productos de alta viscosidad, procesos de alta incrustación y evaporación.
El raspado continuo de la superficie se realiza mediante tiempos de funcionamiento prolongados.
De esta forma, se evitan las incrustaciones y se consigue una tasa de transferencia de calor sostenible durante el proceso de intercambio de calor.
Intercambiadores de calor de cambio de fase
Este equipo tiene múltiples usos, puede funcionar como evaporador o condensador.
Se puede utilizar en refinerías, plantas nucleares y químicas.
Intercambiadores de calor de contacto directo
Esta máquina implica la transferencia de calor entre corrientes frías y calientes de dos fases en ausencia de una pared separadora.
En el caso de los intercambiadores de calor de contacto directo, existen tres tipos principales:
- Líquido-líquido inmiscible
- Gas-líquido
- Sólido-líquido o sólido-gas
Este intercambiador de calor se utiliza principalmente en las plantas de humidificación, aire acondicionado, refrigeración y condensación de agua y en el calentamiento de agua caliente industrial.
Con este dispositivo, el calor se transfiere entre un líquido y un gas en forma de aerosoles, películas o gotas.
Intercambiadores de calor de microcanales
Este equipo implica el flujo de fluido en confinamientos laterales con dimensiones inferiores a 1 mm.
Los microcanales actúan como confinamientos.
Está fabricado con materiales como cerámica, metales o plástico de bajo costo.
Este intercambiador de calor se utiliza en aplicaciones como:
- Ventiladores de recuperación de calor
- Aire acondicionado
- Bombas de calor
- Motores de turbina de gas de alto rendimiento para aeronaves
Evaporadores, condensadores y calderas
Se trata de intercambiadores de calor que utilizan un mecanismo de transferencia de calor de dos fases.
Lo que ocurre en los intercambiadores de calor de dos fases es que uno o más fluidos pasan por un cambio de fase durante el proceso de transferencia de calor.
Los fluidos cambian de líquido a gas o de gas a gas, o de líquido a líquido.
Condensadores, calderas y evaporadores
Los demás, evaporadores y calderas, tienen un proceso de transferencia de calor que cambia los fluidos de forma líquida a vapor o gas.
Los condensadores toman vapor o gas calentado y luego lo enfrían hasta que sufre condensación y cambia de vapor o gas a líquido.
Todos estos diferentes tipos de intercambiadores de calor son excelentes.
Sin embargo, son adecuados para diferentes aplicaciones.
Debe operar con precaución al seleccionar un dispositivo para su aplicación.
Elija uno que sea adecuado para cumplir con sus objetivos/necesidades.
La garantía de este dispositivo varía según el proveedor/fabricante.
Existen intercambiadores de calor con una garantía de 2/1 año que cubre principalmente defectos de fabricación.
Si el dispositivo presenta algún defecto de fabricación dentro del período de 1-2 años, puede devolverlo.
Esta fecha de garantía comienza el SAT.
Sin embargo, no más tarde de 24 o 36 meses a partir de la fecha de entrega del dispositivo al sitio del usuario final.
La garantía no cubre ningún daño físico causado por el cliente.
En caso de que se produzcan dichos daños, el cliente deberá pagar las reparaciones.
Necesita un sistema de intercambiador de calor que sea eficiente, confiable, seguro y duradero.
Para ello, debe crear diseños especiales que reflejen consideraciones/necesidades específicas.
A continuación, se muestra cómo diseñar un intercambiador de calor:
El diseño de este dispositivo implica tres fases clave.
Pero primero, antes de profundizar en esta área, debe explorar el tamaño de los intercambiadores de calor.
En primer lugar, debe considerar varios fenómenos térmicos antes de diseñar un intercambiador de calor.
Entre ellos se incluyen:
Radiación térmica que puede ser insignificante.
Conducción; se basa en la idea de agitación térmica que se produce sin movimiento de material.
Se define como el movimiento natural del calor de las placas, paredes y tubos.
Convención forzada de ambos fluidos; es el movimiento del calor a través de una pared y un fluido que pasa, ambos a diferentes temperaturas.
En este dispositivo, la convección forzada de los dos fluidos es el resultado de la circulación artificial.
Fase 1: Elección de la tecnología
La elección de la mejor tecnología depende de los siguientes factores:
- Limitación del mantenimiento y la instalación (fácil de limpiar e instalar)
- Aplicación
- Naturaleza de los fluidos (incrustantes, viscosos, anticorrosivos, etc.)
- Programa térmico (se trata de la eficiencia y las temperaturas requeridas)
Puede saber el tipo de intercambiador de calor que desea teniendo en cuenta todos estos factores.
Fase 2: Diseño térmico
Al realizar el diseño térmico, hay tres actividades principales que debe completar.
Validación del programa térmico
Este proceso implica determinar la geometría, el tamaño o la potencia del dispositivo.
Debes validar estos datos utilizando la siguiente fórmula:
Validación del diseño térmico
Si observamos este ejemplo, la respuesta está a continuación.
Tout = 73 °C
Por lo tanto, la potencia total es de 65 000 KCal/h o 756 KW
Cálculo de la superficie de calentamiento
Antes que nada, debes calcular la diferencia de temperatura media logarítmica.
Es el promedio logarítmico de las diferencias de temperatura del intercambiador de calor en cada extremo.
Después de calcular la potencia y el LMDT, puede calcular el intercambio de calor utilizando la siguiente fórmula.
S = área de calentamiento (m2)
K = Coeficiente de transferencia de calor en KW/°C/m2.
Esto es particular para cada equipo y lo proporciona el fabricante.
Cálculo de incrustaciones y K
Debe encontrar el coeficiente de transferencia de calor, ya que ayuda a encontrar el área de calentamiento y el posterior dimensionamiento del intercambiador de calor.
A partir de esta fórmula, el coeficiente de transferencia se muestra mediante h1 y h2
Fase 3: Cálculo de la caída de presión del intercambiador de calor
Las pérdidas de energía surgen de un fluido en movimiento y esto se debe a contratiempos como deflectores o fricción en las paredes.
La caída de presión es la forma en que a menudo se expresa la pérdida de energía.
Para que el fluido fluya, la pérdida de energía debe compensarse.
Al diseñar un intercambiador de calor, debe calcular la caída de presión utilizando diferentes correlaciones determinadas por las características de la superficie de intercambio.
La eficiencia de un intercambiador de calor equivale a esta fórmula:
Es casi imposible obtener un rendimiento del 100 %.
El rendimiento depende de las necesidades/especificaciones del cliente, es decir, las temperaturas y las necesidades de energía.
Por otro lado, la efectividad de esta máquina es igual a 1.
Todos estos factores ayudan a calcular la clasificación y el tamaño del intercambiador de calor durante la optimización del diseño.
Los cálculos se centran en el espesor de la carcasa, el espesor de la placa de tubos, el tamaño de las juntas y otras mediciones de los componentes.
A menudo, al diseñar un intercambiador de calor excelente para una aplicación específica, se deben determinar tres cosas principales.
Incluyen el coeficiente de transferencia de calor, el cambio de temperatura de los fluidos y la construcción general del dispositivo.
Estos factores se comparan luego con la tasa de transferencia de calor como se muestra arriba.
Los intercambiadores de calor son equipos que se utilizan a menudo en todas las industrias para procesos de calentamiento y enfriamiento.
Algunas de las aplicaciones incluyen:
- Enfriador
- Condensador
- Enfriamiento de petróleo crudo
Este dispositivo funciona como un intercambiador de calor entre el residuo que ingresa al enfriador y el petróleo crudo que ingresa al horno.
Este proceso ayuda a garantizar que la energía del residuo se pueda utilizar para elevar la temperatura del petróleo crudo.
De este modo, se aligera la carga del horno.
A menudo, un intercambiador de calor de carcasa y tubos es el mejor dispositivo para esta aplicación.
Evaporador
En cada proceso industrial, debe encontrar un evaporador.
Este es un dispositivo que se utiliza en la evaporación de soluciones.
El objetivo de la evaporación es concentrarse en una solución que tenga solutos que no sean volátiles con otros solventes volátiles.
Recalentador
Este dispositivo está conectado a una columna de destilación.
Produce principalmente vapor para la separación por destilación fraccionada.
Funciona de manera similar a un condensador que genera un reflujo de líquido que se lleva de regreso a la columna de destilación.
Por lo tanto, los rehervidores generan un flujo de calor para la destilación y otros procesos químicos similares.
Vaporizador
Los vaporizadores ayudan en la evaporación de líquidos.
El dispositivo produce vapor que se utiliza para procesos químicos.
No funciona como una fuente de calor de la misma manera que lo hace el vapor.
Por lo tanto, un vaporizador es un componente importante de una máquina que vaporiza líquidos volátiles anestésicos.
Enfriador
Un enfriador mueve el calor de un líquido a través de ciclos de enfriamiento-absorción o compresión-vapor.
Este equipo tiene cuatro partes principales: condensador, evaporador, compresor y diferentes formas de dispositivos de medición.
Tiene múltiples refrigerantes.
El refrigerante para enfriadores de absorción es agua municipal, mientras que el desecante es sílice benigna.
Enfriador Airfin
Este dispositivo ayuda al proceso de enfriamiento de fluidos mediante el uso de aire que fluye a través de un ventilador.
El enfriador Airfin es mejor que un intercambiador de calor de carcasa y tubos.
Con un enfriador Airfin, no necesita otras instalaciones complementarias que requeriría si usara un intercambiador de calor de carcasa y tubos.
Intercambiador de doble tubo
Este equipo consta de tubos dobles (un tubo pequeño y uno grande) y tubos concentrados.
Por lo general, un intercambiador de doble tubo tiene dos patas que están conectadas entre sí.
Este dispositivo puede manejar fluido a alta presión en los lados del tubo.
Tiene una configuración que permite esta propiedad.
Además, este dispositivo se puede ensamblar con tubos estándar.
Sin embargo, algunas de las industrias más conocidas en las que se utiliza este dispositivo son:
- Refrigeración
- Tratamiento de aguas residuales
- Elaboración de cerveza y vino
- Energía nuclear
- Refinación de petróleo
- Plantas petroquímicas
- Refinación de petróleo
- Procesamiento de alimentos
- Procesamiento químico
- Aeronaves
- Generación de energía
- Criogenia
Diámetro del intercambiador de calor
El diámetro de los intercambiadores de calor varía según el diseño, el tipo, la forma o el tamaño del dispositivo.
El diámetro se mide a menudo en pulgadas.
En la mayoría de los casos, se lo denomina diámetro del cabezal.
Un intercambiador de calor típico puede tener un diámetro del cabezal de hasta 15 pulgadas y tan pequeño como 1 1/8 pulgadas.
El diámetro del cabezal aumenta de tamaño proporcionalmente a la capacidad de calefacción/refrigeración medida en Btu/h.
Por ejemplo, un intercambiador de calor con carcasa de latón y tubo de cobre con deflectores con una capacidad de enfriamiento de 130 000 Btu/h tendrá un diámetro de cabezal de 43/16 pulgadas.
De manera similar, un intercambiador de calor con carcasa de latón y tubo de cobre con deflectores con una capacidad de enfriamiento/calentamiento de 2 000 000 tendrá un diámetro de cabezal de 93/4 pulgadas.
Lo mismo ocurre con otros tipos de intercambiadores de calor.
Eso es todo por esta guía sobre el sistema de intercambiador de calor.
Recuerde que, según sus necesidades específicas, siempre hay un intercambiador de calor que cumple con sus requisitos de rendimiento únicos.
Para cualquier pregunta o consulta, comuníquese con el equipo de FilSon Filter ahora.