Ingenieria

Usos de los intercambiadores de calor

Son diversos los usos que se le pueden acreditar a cada uno de los tipos de intercambiadores existentes, pero en general, los intercambiadores son usados para recuperar calor entre dos corrientes en un proceso. Por ejemplo para algunos de los intercambiadores más usados actualmente, algunos de los usos que se conocen son los siguientes: (solo se discutirán los casos mas comunes)

Intercambiadores de placas:

Para uso industrial desde Farmacéutico, Alimenticio, Químico, Petroquímico, Plantas Eléctricas, Plantas Siderúrgicas, Marino y otros más.

Torres de Enfriamiento secas.

Calentadores de Agua y otros fluídos, mediante vapor.

Enfriadores de Aceite.

Recuperadores de Calor, particularmente con diferenciales cortos de temperatura.

Manejo de sustancias corrosivas, medias.

Enfriadores de agua salada.

Para cualquier aplicación donde se requieren diferenciales cortos de temperatura.

Para usos de refrigeración libres de congelación.

Intercambiadores compactas de placas soldadas:

Para uso de Refrigeración: como Evaporadores, Condensadores, Subenfriadores, Desupercalentadores y  Evaporadores de Cascada/Condensadores.

Para Procesos tales como:

Calentadores mediante vapor

Condensador de vapor

Enfriadores de Nitrógeno Líquido

Enfriadores de Aceite Hidráulico, etc.

Intercambiadores de doble tubo:

Adecuado para trabajar en aplicaciones líquido-líquido y en general para los procesos donde los intercambiadores de placas no se puedan utilizar.

Industrias Alimentaría, Química, Petroquímica, Farmacéutica, etc.

Intercambiadores de casco y tubos:

Vapor / Agua, para condensar vapor y / o calentar agua.

Aceite / Agua, para enfriar aceite en sistemas de lubricación o hidráulicos y transformadores electricos.

Vapor / Combustóleo, para calentar combustóleo en tanques de almacenamiento, fosas de recepción y estaciones de bombeo.

Aire / Agua, para enfriar aire como Post-enfriadores de compresor de aire  (after - coolers).

Refrigerante / Agua, para condesar refrigerantes.

Intercambiadores de calor para procesos químicos y/ o petroquímicos; fabricados en acero al carbón, acero inoxidable y / o aceros especiales.

Chilers ( Intercambiadores de calor para enfriar agua con gas refrigerante ) para unidades de agua helada

Inter - Enfriadores y Post - Enfriadores para compresores Atlas Copco.

Inter - enfriadores y Post - Enfriadores para compresores Ingellson Rand.

Intercambiadores de casco y tubo de grafito :

Para Procesos químicos altamente corrosivos ( Manejo de Acidos y bases en bajas concentraciones).

Diseño, fabricación y reparación.

Clasificación de los intercambiadores de calor según el tipo de fluido, funcionamiento y construcción

Si bien los intercambiadores de calor se presentan en una inimaginable variedad de formas y tamaños, la construcción de los intercambiadores está incluida en alguna de las dos siguientes categorías:carcaza y tubooplato. Comoencualquier dispositivo mecánico, cada uno de estos presenta ventajas o desventajas en su aplicación.

Carcasa y tubo

La construcción más básica y común de los intercambiadores de calor es el de tipo tubo y carcasa.

Intercambiador de calor de carcasa y tubos.Este tipo de intercambiador consiste en un conjunto de tubos en un contenedor llamado carcaza. Elflujo defluidodentro de los tubos se le denomina comúnmenteflujo interno y aquel quefluye en el interior del contenedor como

Fluidode carcaza ofluido externo. En los extremos de los tubos, elfluido interno es separado delFluidoexternodelacarcasapor la(s) placa(s) del tubo. Los tubos se sujetan o se sueldan a una placa para proporcionan un sello adecuado. Ensistemas donde los dosfluidos presentan una gran diferencia entre sus presiones, el líquido con mayor presión se hacecircular típicamente a través de los tubos y el líquido con una presión más baja se circula del lado de la cáscara. Estoes debido a los costos en materiales, los tubos del intercambiador de calor se pueden fabricar para soportar presiones

Plato

El intercambiador de calor de tipo plato, consiste de placas en lugar de tubos paraseparar a los dosfluidos caliente y frío Los líquidos calientes y fríos se alternan entre cada uno de las placas y los baflesdirigen elflujo del líquido entre las placas. Ya que cada una de las placas tiene un área superficial muy grande, lasplacas proveen un área extremadamente grande de transferencia de térmica a cada uno de los líquidos .Por lo tanto,un intercambiador de placa es capaz de transferir mucho más calor con respecto a un intercambiador de carcaza ytubos con volumen semejante, esto es debido a que las placas proporcionan una mayor área que la de los tubos. Elintercambiador de calor de plato, debido a la alta Eficaciaen la transferencia de calor, es mucho más pequeño que elde carcaza y tubos para la misma capacidad de intercambio de calor.

Intercambiador de calor de tipo plato.Sin embargo, el tipo de intercambiadores de placa no se utiliza extensamente debido a la inhabilidad de sellar confiablemente las juntas entre cada una de las placas. Debido a este problema, el tipo intercambiador de la placa seha utilizado solamente para aplicaciones donde la presión es pequeña o no muy alta, por ejemplo en los refrigeradoresde aceite para máquinas. Actualmente se cuentan importantes avances que han mejorado el diseño de las juntas ysellos, así como el diseño total del intercambiador de placa, esto ha permitido algunos usos a gran escala de este tipode intercambiador de calor. Así, es más común que cuando se renuevan viejas instalaciones o se construyen nuevasinstalaciones el intercambiador de la placa está substituyendo paulatinamente a los intercambiadores de carcaza y tubo

Los intercambiadores de calor se pueden clasificar en muchas formas diferentes. Una forma consiste en basar la clasificación en las direcciones relativas del flujo de los fluidos calientes y frío, dando lugar a términos como fluidos paralelos, cuando ambos fluidos se mueven en la misma dirección; flujo encontrado, cuando los fluidos se mueven en paralelo pero en sentido opuesto; y flujo cruzado, cuando las direcciones de flujo son mutuamente perpendiculares.

Otra manera de clasificar los intercambiadores de calor, es mediante la estructura y uso de los mismos, como se muestra a continuación:

Intercambiadores de coraza y tubo

Los intercambiadores del tipo de coraza y tubo (como

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