Intercambiador de calor: la pieza clave de tu sistema de refrigeración

La avanzada tecnología detrás de los intercambiadores de calor los ha convertido en equipos cada vez más usados en los sistemas de refrigeración y otras muchas aplicaciones. Pero las posibilidades de este dispositivo aún no han sido explotadas del todo por las empresas, que en muchas ocasiones desconocen la existencia y el uso del intercambiador de calor frente a alternativas como serpentines.

En nuestra perspectiva, aún hay mucho por trabajar para la implementación de estos equipos, y todos los esfuerzos se verán reflejados en el éxito y eficiencia de las industrias que los adopten.

¿Necesitas un intercambiador de calor en realidad?

Seamos honestos: ninguna industria o empresa tiene entre sus prioridades encontrar un equipo de refrigeración específico. No necesitan condensadores, evaporadores ni mucho menos intercambiadores de calor. Lo que necesitan son cosas completamente diferentes:

• Necesitan reducir sus costos de energía
• Necesitan conservar sus productos a temperaturas óptimas
• Necesitan enfriar o calentar líquidos para sus procesos

En resumen: no están buscando un equipo. Están buscando resultados. La buena noticia es que muchos de los resultados que buscan se encuentran en estos equipos, por lo que conocer sus aplicaciones y ventajas te ayudará a tomar mejores decisiones de negocio.

Dicho esto, pasemos a la pregunta obligada:

¿Qué es un intercambiador de calor?

Te damos la explicación sencilla: Se trata de un equipo que ayuda a distribuir el calor entre dos fluidos. De esta forma, mientras uno de ellos gana calor, el otro lo pierde y cualquiera de ellos puede ser utilizado en tus procesos productivos. Por ejemplo, remover calor de un líquido refrigerante utilizando agua fría.

Estos fluidos pueden ser de casi cualquier tipo, desde agua a gases refrigerantes. Y pueden estar en contacto directo o separados por placas u otras estructuras sólidas.

¿Es cómo el radiador de un coche?

Sí. En términos básicos, podría definirse como un radiador muy sofisticado. El líquido que se calienta al entrar en contacto con el motor es enfriado por diversos mecanismos, y así puede volver a utilizarse una y otra vez.

¿Qué ventajas ofrece un intercambiador de calor en tu sistema de refrigeración?

Uno de los puntos más atractivos de estos equipos es que no necesitan electricidad para funcionar, lo que significa un ahorro considerable en los recursos de las empresas que lo implementan. El calor se transfiere a través de los mismos fluidos y esto ayuda a reutilizar los recursos y consumibles de la producción.

Su implementación, a su vez, también es muy sencilla, por lo que sólo se necesita instalar el equipo para que comience a funcionar.

Al integrarse con otros equipos de refrigeración, los intercambiadores de calor aumentan la eficiencia de todo el sistema: por ejemplo, al alimentar a condensadores con fluidos o gases refrigerantes reducidos en temperatura, el condensador utiliza mucha menos energía para sus propios procesos.

¿Qué tipos de intercambiadores de calor existen?

Enumerar los distintos modelos de intercambiadores de calor es un poco complejo y tal vez ocioso. Estos equipos pueden ser clasificados en función de muchos factores, como por ejemplo:

• Por cómo se intercambia el calor. Se clasifican en contacto directo (los fluidos entran en contacto) o contacto indirecto (los fluidos están separados por una pared de distintos materiales).
• Por los mecanismos de transferencia. Se clasifican en intercambiadores de una sola fase, intercambiadores de cambio de fases o intercambiadores de convección y radiación.
• Por el número de fluidos involucrados. Aunque lo más común sea un intercambiador de dos fluidos, existen equipos de tres fluidos.

Para efectos productivos, la clasificación más importante de intercambiadores de calor se realiza considerando su construcción y diseño.

Intercambiadores de calor más usados en la industria

Siguiendo esta clasificación, podemos considerar que los tipos más importantes para las industrias son:

1. Intercambiadores de calor de placas

Este tipo de equipos tiene gran aceptación en la industria láctea gracias a sus ventajas sanitarias. En ellos, las corrientes de fluidos están separadas por placas corrugadas. En el espacio que forman dos placas se establece el canal de flujo.

Estos equipos cuentan con diseños muy versátiles, entre los que se encuentran los intercambiadores de placas soldadas, semi-soldadas o los intercambiadores de placas y empaques. Estas dos últimas variedades son de muy fácil mantenimiento gracias a que pueden desarmarse.

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2. Intercambiadores de casco y tubo (o carcaza y tubo)

Este tipo de equipos se utiliza mucho en refinerías y laboratorios químicos, aunque en los últimos años, está siendo desplazado por modelos más recientes.

En estos intercambiadores, una serie de tubos se coloca en una carcaza cilíndrica, sujetos en cada extremo por láminas perforadas. El fluido circula por el interior de los tubos y es dirigido por ductos o canales.

3. Intercambiadores de doble tubo

Éste es el tipo más sencillo de estos equipos, aunque su naturaleza es más económica, se utiliza en procesos básicos y pronto requiere de un reemplazo por equipos más sofisticados.

Se forma con dos tubos concéntricos: un fluido circula por el tubo interior y el otro por el espacio formado entre los dos tubos. Por lo tanto, el volumen de fluido a enfriar o calentar suele ser muy bajo y en producciones industriales se requiere de un gran número de estos equipos, volviéndolos prácticamente insostenibles.

¿Qué aplicaciones tiene un intercambiador de calor?

Al interior de un sistema de refrigeración, un intercambiador de calor puede lograr reducir las temperaturas con una instalación y mantenimiento sumamente sencillos.

a) Refrigeración central

Como la fuente de frío de este sistema, un intercambiador de calor puede ser usado en el circuito de condensador caliente o en el circuito de evaporado frío.

b)Refrigeración de distrito

Utilizar intercambiadores de calor en la distribución indirecta de la refrigeración ayuda a disminuir la duplicación de equipos, ahorrando en mantenimiento y espacio.

¿En qué industrias se utiliza?

Cualquier industria que necesite transferir calor de un lugar a otro es una candidata ideal para implementar un intercambiador a su sistema de refrigeración. Mucho más si los fluidos van a volver a ser utilizados en otros procesos. En un hotel, por ejemplo, el agua que se utiliza en albercas puede ser enfriado de manera muy eficiente por este tipo de dispositivos.