Intercambiadores de calor Excel

Tipos de intercambiadores de calor

Los intercambiadores de calor son sistemas mecánicos que transfieren calor entre dos fluidos. Los dos fluidos pueden o no estar conectados. Hay bastantes tipos de nombres de intercambiadores de calor; algunos de ellos son populares.

• Intercambiador de calor de doble tubo:

  El tipo más simple de intercambiador de calor consiste en un tubo dentro de otro. El fluido caliente fluye a través del tubo interno, mientras que el fluido frío fluye a través del espacio anular entre el tubo externo y el tubo interno. La transferencia de calor se produce debido a la conducción térmica. Esto continúa hasta que el fluido frío absorbe suficiente calor para elevar su temperatura, mientras que el fluido caliente libera parte de su calor y se enfría.

• Intercambiadores de calor de placas:

  Un intercambiador de calor de placas es un tipo de intercambiador de calor que utiliza placas metálicas para transferir calor entre fluidos. Se utilizan ampliamente en aplicaciones industriales debido a su eficiencia en la transferencia de calor. Un intercambiador de calor de placas funciona haciendo que dos fluidos fluyan a ambos lados de una placa. Las placas se apilan luego juntas con canales entre ellas. Esto crea múltiples caminos para que los fluidos fluyan, aumentando el área de superficie disponible para la transferencia de calor. El calor se conduce entonces de un fluido al otro a través de las placas.

• Intercambiador de calor de flujo de remolino:

  Un intercambiador de calor de flujo de remolino, también conocido como intercambiador de calor de corriente de Foucault, es un intercambiador de calor compacto que utiliza el efecto de remolino para transferir calor entre dos fluidos. El principio de un intercambiador de calor de flujo de remolino es crear un movimiento de remolino en el fluido para que la transferencia de calor pueda ocurrir de manera efectiva. Este movimiento de remolino crea corrientes de Foucault en el fluido, lo que aumenta la transferencia de calor y mezcla el fluido.

• Intercambiador de calor de titanio:

  Un intercambiador de calor de titanio es un intercambiador de calor hecho de metal de titanio. El titanio es conocido por su alta resistencia, baja densidad y excelente resistencia a la corrosión. Esto lo hace adecuado para su uso en entornos hostiles como aplicaciones marinas donde los aceros inoxidables convencionales fallarían debido a la picadura o la corrosión por grietas. El titanio también tiene una vida útil más larga que muchos otros materiales utilizados para fabricar intercambiadores de calor.

Especificaciones y mantenimiento

El rendimiento de un intercambiador de calor se muestra en una variedad de especificaciones:

• Temperatura: Rango de temperatura de funcionamiento, que muestra si el intercambiador de calor puede funcionar en un rango de temperatura dado. Esencialmente, tiene un impacto en la elección de materiales y el diseño de la estructura. El rango de temperatura debe ajustarse a la temperatura de trabajo del sistema para evitar fallas prematuras o degradación del rendimiento.
• Presión: Los intercambiadores de calor tienen un rango de presión de funcionamiento. Trabajar dentro de este rango de presión es importante para garantizar la integridad y la seguridad del intercambiador. Las presiones de trabajo fuera del rango especificado pueden provocar fallas catastróficas como fugas o estallidos.
• Fluido: Los intercambiadores de calor están diseñados para manejar tipos específicos de fluidos. Podría ser un gas, un líquido o vapor. Algunos materiales son capaces de soportar fluidos corrosivos, mientras que otros no. Por lo tanto, seleccionar un fluido que coincida con la superficie de intercambio es muy importante.
• Eficiencia: El objetivo principal de usar un intercambiador de calor es lograr un alto nivel de transferencia de calor. La capacidad del intercambiador para recuperar calor de un fluido caliente y transferirlo a un fluido frío se llama recuperación de calor. El rendimiento de un intercambiador se puede evaluar en términos de caídas de presión para los dos fluidos, el coeficiente de transferencia de calor global (OHTC) y el área de transferencia de calor. Estos son factores críticos en la eficiencia energética de un sistema.

El mantenimiento de un intercambiador de calor es esencial para mantener su eficiencia y prolongar su vida útil. Un intercambiador de calor que se mantiene regularmente tiene un menor riesgo de falla, utiliza menos energía y produce menos tiempo de inactividad. Los siguientes son algunos consejos comunes de mantenimiento de intercambiadores de calor.

• Limpieza: El intercambiador de calor se limpia regularmente. Su área de superficie se puede utilizar para la transferencia de calor. Los materiales de ensuciamiento como la escala o los depósitos pueden reducir la transferencia de calor. Como resultado, la eficiencia de todo el sistema disminuye. La limpieza química o los métodos mecánicos se pueden utilizar para eliminar dichas impurezas.
• Inspección: La inspección regular está programada para el intercambiador de calor. Compruebe si hay signos de fugas o daños. Las fugas deben repararse lo antes posible para evitar que la corrosión aumente rápidamente. Además, los operadores deben buscar cualquier daño en la estructura o la corrosión, lo que puede afectar el rendimiento del intercambiador de calor. El intercambiador debe reemplazarse o repararse si se encuentra dañado.
• Lubricación: Para los intercambiadores de calor con componentes mecánicos, la lubricación es esencial para garantizar un funcionamiento adecuado.
• Parámetros de funcionamiento: Los intercambiadores de calor se verifican regularmente para garantizar que funcionan dentro del rango de temperatura, presión y otros parámetros prescritos. Si hay alguna anormalidad, la causa debe analizarse y tratarse a tiempo, para evitar la falla temprana o la degradación del rendimiento del intercambiador de calor.

Escenarios de uso para intercambiadores de calor Excel

Hay varias aplicaciones industriales tanto para intercambiadores de calor de placas y con juntas como para intercambiadores de calor de carcasa. Los intercambiadores de calor utilizados correctamente pueden ayudar a las industrias a ahorrar energía al recuperar calor de diferentes procesos.

• Industria petroquímica

  En la industria petroquímica, los intercambiadores de calor de carcasa Excel se utilizan en las refinerías para enfriar el petróleo crudo y calentar el petróleo crudo utilizando diferentes medios de calefacción, incluido el vapor y el agua. Otras formas en que se utilizan los intercambiadores de calor incluyen enfriar productos como la gasolina y el diésel utilizando enfriadores de aire.

• Industria energética

  Los intercambiadores de calor pueden recuperar calor residual en diferentes industrias de producción de energía, incluida la energía eléctrica y la energía solar. También pueden enfriar y condensar vapor en las centrales eléctricas utilizando intercambiadores más fríos.

• Procesamiento de alimentos

  Los intercambiadores de calor se utilizan para pasteurizar líquidos en la industria del procesamiento de alimentos. También se utilizan para enfriar y calentar diferentes líquidos y fluidos. Algunas instalaciones de procesamiento de alimentos también los utilizan para evitar la cristalización de ciertos ingredientes.

• Industria automotriz

  La industria automotriz utiliza intercambiadores de calor tubulares para transferir calor del escape y la turbina al intercooler. Esto ayuda a prevenir el retraso del turbo y aumenta el rendimiento general del vehículo.

• HVAC

  Las unidades de intercambiador de calor en los sistemas centrales de aire acondicionado ayudan a recuperar la energía de calor residual del agua caliente de condensación mientras se enfrían los enfriadores. Esto ayuda a reducir el consumo total de energía del sistema.

• Productos farmacéuticos

  En la industria farmacéutica, los intercambiadores de calor se utilizan para controlar la temperatura de los reactores y los fluidos. También se utilizan para recuperar calor de diferentes procesos para aumentar la eficiencia energética general de la instalación.

Cómo elegir intercambiadores de calor Excel

Además de los tipos disponibles, el área de superficie general y la masa, hay algunos otros factores que las personas deben considerar antes de elegir un intercambiador de calor Excel.

• Propiedades del fluido

  Detalles como la viscosidad, la conductividad térmica, la caída de presión, la densidad, el calor específico y el flujo deben considerarse. Los fluidos con alta viscosidad pueden necesitar áreas de superficie más grandes, mientras que los fluidos con altas temperaturas pueden necesitar más capacidad de enfriamiento.

• Requisitos de transferencia de calor

  Examinar a fondo la demanda de transferencia de calor del sistema puede ayudar a determinar el rango de temperatura y el coeficiente de transferencia adecuados para elegir el intercambiador de calor. También deben considerarse el medio de trabajo y la diferencia de temperatura deseada de la máquina.

• Restricciones de instalación y espacio

  Considere factores como las opciones de montaje y orientaciones disponibles. Los recipientes a presión y las tuberías suelen tener restricciones de instalación, por lo que las unidades compactas son preferibles para estos sistemas.

• Consideraciones ambientales

  Los intercambiadores de calor ecológicos opcionales, como la unidad de recuperación de condensado, pueden reducir notablemente las emisiones de carbono y el consumo de energía de los procesos industriales.

Preguntas frecuentes sobre los intercambiadores de calor Excel

P1: ¿Los intercambiadores de calor afectan las caídas de presión en el sistema?

R1: Sí. Los intercambiadores de calor pueden causar caídas de presión en el sistema. Mientras se crea el intercambio térmico entre los fluidos, el fluido puede experimentar resistencia, manteniendo la presión, lo que puede provocar caídas de presión en el sistema.

P2: ¿Qué determina el costo de los tubos de los intercambiadores de calor?

R2: Los materiales del tubo afectarán significativamente el costo. Las aleaciones de cobre, como el cuproníquel, son más caras que el acero inoxidable al carbono. Además de eso, el diámetro y el grosor de la pared del tubo también afectarán el costo. Otros elementos, como la mano de obra y la logística, también influirán en el costo final.

P3: ¿Qué determina el tamaño de un intercambiador de calor?

R3: El área de flujo es la dimensión principal que determina la capacidad de transferencia de calor, y depende de los requisitos específicos del proceso, como los caudales másicos y las diferencias de temperatura de los fluidos.