Intercambiador de calor en marco

Tipos de intercambiadores de calor de marco

Basándose en su estructura y función, existen varios tipos de intercambiadores de calor de marco.

• Intercambiador de calor de marco corrugado

  Un intercambiador de calor corrugado es un tipo de intercambiador de calor que utiliza placas corrugadas para transferir calor entre dos fluidos. Normalmente, los intercambiadores de calor de placas con placas corrugadas se utilizan ampliamente en los que un fluido es el gas y otro es el líquido. Mientras tanto, las placas corrugadas ofrecen una superficie más grande para la transferencia de calor que las placas planas. Este diseño a menudo da como resultado procesos de intercambio de calor más eficientes. Cabe destacar que el líquido puede evaporarse del calentador de agua o condensarse en el enfriador de agua.

• Intercambiador de calor de marco plegado

  El intercambiador de calor de marco plegado es similar en concepto a los corrugados, pero los pliegues son más parecidos a ondas grandes. Este diseño ofrece ventajas similares a los pliegues de las placas corrugadas. Otra ventaja sobre las placas planas tradicionales es que los costes de mantenimiento, instalación y operación son más bajos, y los ahorros de energía son más altos.

• Intercambiadores de calor gas-líquido de tipo marco

  Los intercambiadores de calor gas-líquido son dispositivos que facilitan la transferencia de calor entre las fases gaseosa y líquida. Su principal objetivo es recuperar calor de las corrientes de gas, como los gases de escape, y transferirlo a un fluido de trabajo líquido o viceversa. En el mercado de intercambiadores de calor de marco industriales, los intercambiadores de calor gas-líquido ocupan una parte importante, dada la creciente industria. Los intercambiadores de calor gas-líquido encuentran diversas aplicaciones en diferentes sectores. Por ejemplo, la industria del petróleo y el gas utiliza ampliamente estos intercambiadores en refinerías y plantas petroquímicas. Además, las plantas de generación de energía también utilizan estos dispositivos para mejorar la eficiencia de la planta recuperando el calor residual de las corrientes de gas.

• Intercambiador de calor de marco de microcanal

  Un intercambiador de calor de marco de microcanal es un tipo de intercambiador de calor que utiliza tecnología de microcanal para mejorar el rendimiento de la transferencia de calor. Los microcanales son canales paralelos pequeños, que normalmente presentan una relación de aspecto mayor, grabados o fabricados en el núcleo del intercambiador de calor. Esta estructura de canalización aumenta la relación entre la superficie y el volumen dentro del intercambiador de calor, lo que aumenta la eficiencia de la transferencia de calor. Además de una mejor eficiencia de volumen, el dispositivo ligero también es adecuado para los requisitos de espacio reducido. Esto los convierte en opciones ideales para aplicaciones que tienen limitaciones de tamaño y peso, como las automotrices y de refrigeración.

Especificaciones y mantenimiento de los intercambiadores de calor de marco

Especificaciones

• Material

  Los materiales comúnmente utilizados en el marco incluyen acero al carbono, acero inoxidable, aleación de aluminio, etc. Los materiales de las placas metálicas suelen ser acero al carbono y acero inoxidable. La elección del material depende de las propiedades químicas del medio, la temperatura y la presión.

• Índice de presión

  Los intercambiadores de calor de marco tienen índices de presión que indican la presión máxima que pueden soportar. Los índices de presión varían de bajos a altos, como clase 150, 300, 600, 900 y 1500. Los índices de presión más altos indican mayores capacidades de retención de presión de gas/líquido.

  Los índices de presión más altos requieren materiales y procesos de fabricación más resistentes, que pueden soportar presiones de operación más altas.

• Dimensiones del marco

  Las dimensiones del marco comúnmente utilizadas incluyen el ancho, la altura y la profundidad. La dimensión del marco determina el espacio de instalación y el ajuste flexible del intercambiador de calor. Además, la dimensión también influye en la trayectoria del flujo y la turbulencia de los fluidos de trabajo.

• Tamaño de la conexión

  Incluye el diámetro y el tipo de conexión de entrada y salida. El tamaño de la conexión afecta al caudal y la conexión con tuberías u otros equipos.

• Peso total

  El peso es uno de los parámetros clave. El peso influye en el procedimiento de instalación y la elección de los accesorios.

Mantenimiento

Para garantizar el funcionamiento seguro y el rendimiento de los intercambiadores de calor, se debe realizar una inspección y mantenimiento periódicos.

• Limpieza periódica

  Los usuarios deben limpiar periódicamente los intercambiadores de calor de acuerdo con el entorno de uso real y el tipo de fluidos de trabajo. Deben eliminar la suciedad y los depósitos, manteniendo así el rendimiento de la transferencia de calor de los intercambiadores de calor.

• Comprobar los sellos

  Los usuarios deben comprobar periódicamente los sellos en las conexiones y las zonas de contacto de los intercambiadores de calor para garantizar que no hay fugas o daños. Si se produce alguna situación anormal, deben ser reemplazados o reparados inmediatamente.

• Controlar la temperatura y la presión de funcionamiento

  Controlar la temperatura y la presión de funcionamiento puede evitar superar los límites prescritos; por lo tanto, puede prevenir eficazmente la aparición de daños y garantizar el funcionamiento estable de los intercambiadores de calor.

• Reemplazar los lubricantes

  Los intercambiadores de calor con componentes de lubricación deben cambiar los lubricantes periódicamente. Esto puede garantizar que los componentes funcionen sin problemas y reducir el desgaste de los mismos.

Aplicaciones de los intercambiadores de calor de marco en diversas industrias

Las industrias de procesos utilizan intercambiadores de calor de marco para transferir calor entre dos fluidos. En el procesamiento de alimentos, la pasteurización requiere intercambiadores de calor de marco para calentar y enfriar los productos sin que cambien su forma o consistencia. Otras áreas donde se utilizan intercambiadores de calor de marco en la industria alimentaria incluyen la esterilización, la refrigeración y el descongelamiento de alimentos congelados.

Tanto la industria química como la de generación de energía utilizan intercambiadores de calor de marco. En la industria química, se utilizan para controlar las temperaturas de reacción, la vaporización, la condensación y la destilación. Las centrales eléctricas los utilizan para enfriar gases de combustión, condensación de vapor, enfriamiento de fluidos de reactores y regulación de las temperaturas de entrada de las turbinas de gas.

En la industria del petróleo y el gas, los intercambiadores de calor de marco se utilizan en la destilación de crudo, el procesamiento de gas, la producción de gas natural licuado (GNL), las refinerías y la compresión de gas. Los intercambiadores de calor de marco también enfrían el aceite de lubricación utilizado en las turbinas y la maquinaria de compresores en las plataformas petroleras offshore.

Además, los intercambiadores de calor de marco se utilizan en las industrias marítima y naval para proporcionar calor a las viviendas a través del agua de mar. También se utilizan para regular la temperatura de los fluidos refrigerantes en los motores de los barcos.

Las instalaciones recreativas como las piscinas y los parques acuáticos utilizan intercambiadores de calor de marco para mantener el agua de la piscina a temperaturas confortables, independientemente de las condiciones climáticas. También se utilizan en instalaciones de entretenimiento como teatros, estadios y salas de conciertos para regular la temperatura interior y mantener en funcionamiento sin problemas los sistemas centrales de calefacción y refrigeración del aire.

En la industria HVAC, los intercambiadores de calor de marco recuperan calor del aire de escape y lo transfieren al aire fresco de entrada. Este proceso mejora la eficiencia energética y mantiene las temperaturas interiores deseadas. Además, en las plantas de tratamiento de aguas residuales, los intercambiadores de calor de marco se utilizan para transferir calor entre las diferentes etapas del proceso de tratamiento para mantener las temperaturas óptimas para la actividad microbiana y las reacciones químicas.

Las industrias automotrices utilizan intercambiadores de calor de marco para la transferencia de calor entre el refrigerante del motor y el agua, los intercooler, los enfriadores de aceite y los radiadores. La industria aeroespacial los utiliza en los aviones para transferir calor entre el aire de la cabina y el aire exterior a grandes altitudes.

Por último, en la industria de la criogenia, se utiliza un tipo especial de intercambiador de calor conocido como intercambiador de calor basado en marco. Tiene un marco con tubos planos más pequeños apilados en su interior que producen un vacío entre las placas para alcanzar temperaturas extremadamente bajas mediante la transferencia de calor. Este método enfría el helio para hacerlo superconductor.

Cómo elegir los intercambiadores de calor de marco

Algunas consideraciones clave a la hora de elegir los intercambiadores de calor de marco son las siguientes.

• Análisis de los parámetros de funcionamiento

  Los usuarios deben determinar la temperatura de funcionamiento, la presión y las propiedades del medio de los intercambiadores de calor. Estos parámetros influyen en la selección de materiales, el diseño y la estructura de los intercambiadores de calor, asegurando que cumplan los requisitos específicos para el uso de determinadas aplicaciones industriales.

• Mantenimiento y limpieza

  Los intercambiadores se obstruirán con el tiempo, lo que reducirá su eficiencia. Por lo tanto, el mantenimiento y la limpieza del intercambiador de calor deben tenerse en cuenta a la hora de seleccionar el tipo adecuado. Los intercambiadores de calor de marco tienen ventajas de limpieza en comparación con las unidades más fijas, como las de carcasa y tubo.

• Coste y eficiencia energética

  Las aplicaciones a menudo necesitan más de un intercambiador de calor de marco. Los compradores quieren reducir costes y mejorar la eficiencia, que es el objetivo de todas las aplicaciones industriales. Los marcos de calor deben ser rentables y energéticamente eficientes cuando los marcos de calor necesitan ser muchos.

• Marca y modelo

  Algunos fabricantes de renombre de intercambiadores de calor de marco ofrecen varios estilos para satisfacer las distintas demandas de los compradores para las aplicaciones industriales. Conocer las mejores marcas y sus ofertas puede ayudar a los compradores a tomar una decisión inteligente y filtrar las selecciones con facilidad.

• Restricciones de espacio

  En particular en contextos urbanos, las limitaciones de espacio son una preocupación considerable en todas las aplicaciones industriales. En muchas aplicaciones industriales donde el área de instalación es pequeña, los intercambiadores de calor de marco son alternativas eficientes a los de tubo que utilizan menos espacio.

Preguntas frecuentes

P: ¿Cómo elegir un intercambiador de calor de marco para una aplicación específica?

R: Hay varias cosas que hay que tener en cuenta a la hora de elegir un intercambiador de calor de marco, entre ellas las siguientes.

• Medio de trabajo: Considerar las propiedades del medio de trabajo, como la presión, la temperatura y la viscosidad. Además, determinar si el medio de trabajo es corrosivo. Por ejemplo, los medios de trabajo corrosivos como los ácidos o álcalis fuertes pueden requerir la selección de materiales o estructuras especiales para garantizar la durabilidad y fiabilidad del intercambiador de calor.
• Eficiencia de la transferencia de calor: Los diferentes tipos y modelos de intercambiadores de calor tienen distintas eficiencias de transferencia de calor. Elegir un intercambiador de calor adecuado para lograr la eficiencia de transferencia de calor deseada en función de las necesidades específicas.
• Instalación y mantenimiento: Considerar el espacio disponible para la instalación y los requisitos de mantenimiento. En algunos casos, puede ser necesario instalar varios intercambiadores de calor en un espacio limitado, lo que requerirá tener en cuenta el tamaño y la disposición del intercambiador de calor.

P: ¿Cuáles son las tendencias de desarrollo futuro de los intercambiadores de calor de marco?

R: Varias tendencias de desarrollo están dando forma al futuro de los intercambiadores de calor de marco. Por un lado, hay una búsqueda continua de la conservación de la energía y la protección del medio ambiente. Esto está impulsando la mejora continua de la estructura y el rendimiento del intercambiador de calor en un intento de mejorar la eficiencia de la transferencia de calor y reducir la pérdida de energía.

Además, con la creciente aplicación de la automatización industrial y la tecnología inteligente, se está produciendo una integración gradual de los controles inteligentes en los intercambiadores de calor. Los intercambiadores de calor de marco inteligentes pueden realizar funciones de monitorización remota y autodiagnóstico, mejorando así el mantenimiento y la gestión.

Asimismo, las innovaciones tecnológicas, como los nuevos materiales y los nuevos procesos, promueven el desarrollo de los intercambiadores de calor de marco. Por ejemplo, la aplicación de materiales de alto rendimiento mejora la durabilidad y la resistencia a la corrosión de los intercambiadores de calor. Además, los nuevos procesos de fabricación mejoran la eficiencia de la transferencia de calor y la compacidad de los intercambiadores de calor.