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Eleazar Rivera-Mata
La tecnología detrás de los intercambiadores de calor los vuelve una excelente alternativa tanto en sistemas de calefacción como de refrigeración industrial, en sustitución de serpentines u otros equipos más básicos.
Si bien existen diversos usos para cada tipo de intercambiadores existentes, en general estos equipos son utilizados para recuperar calor entre dos corrientes que intervienen en un proceso. De su adecuada elección dependerá la eficiencia de todo el sistema y, por supuesto, el ahorro de recursos e incremento en la producción.
¿Qué diferencia a un intercambiador de calor de placa?
Los intercambiadores de placa pertenecen a la subcategoría conocida como intercambiadores indirectos y son aquellos que utilizan una pared plana como superficie de separación entre los fluidos.
¿Cuáles son las ventajas de este tipo de intercambiadores de calor?
Aunque relativamente recientes, los intercambiadores de calor de placas están desplazando a intercambiadores comunes o tradicionales gracias a las ventajas que ofrecen. Entre ellas destaca su diseño especializado, muy adecuado para transferir calor entre fluidos de presión media y baja.
Los intercambiadores de calor soldados y semi-soldados se utilizan para el intercambio de calor entre fluidos de alta presión o cuando se requiere un producto más compacto: en lugar de una tubería que pasa a través de una cámara, se componen de dos cámaras alternas, generalmente delgadas en profundidad, separadas en su superficie más grande por una placa de metal corrugado.
¿Cómo se compone un intercambiador de calor de placa?
Las placas utilizadas en un intercambiador de calor de placa y marco se obtienen mediante el prensado de una sola pieza de metal. El acero inoxidable es un metal comúnmente usado para las placas debido a su capacidad para soportar altas temperaturas y su resistencia a la corrosión. Si bien el uso de este material pudiera aumentar costos iniciales, el retorno a la inversión resulta atractivo desde el enfoque de durabilidad y mantenimiento.
Intercambiadores de calor con placas semi-soldadas
Existen tecnologías en intercambiadores de calor de con placas semi-soldadas; en estas se alterna canales soldados y canales con juntas tradicionales. El refrigerante fluye en canales soldados y las únicas juntas en contacto con el refrigerante son dos juntas de ojo de buey circulares entre los pares de placas soldadas. Estas juntas están hechas de materiales resistentes, unidos para facilitar el reemplazo pues su diseño es libre de pegamento. El medio secundario fluye en canales sellados por empaques de elastómero con doble sellado y resistente a la corrosión. En este tipo de diseño, los materiales de la placa evitan la mezcla de medios, con ello se obtiene la ausencia de soldaduras de sellado que retienen la presión y un diseño flexible pero resistente a las vibraciones.
Intercambiadores de calor con placas corrugadas.
El concepto de intercambiador de calor de placas con canales de flujo formados por placas corrugadas y la transferencia de calor que se lleva a cabo a través de las placas delgadas, es actualmente uno de los métodos de intercambio de calor con mayor eficiencia técnica.
El flujo turbulento, junto con bajos factores de contaminación y altos coeficientes de transferencia de calor, da como resultado la posibilidad de operar con una pequeña diferencia de temperatura en el agua de refrigeración y evaporación. Esto a su vez proporciona buenos resultados en la operación y con altos valores de COP (Coeficiente de rendimiento).
También significa que un intercambiador de calor de placa semi-soldada se vuelve mucho más compacto que un intercambiador de calor de casco y tubo para el mismo propósito.
¿Cuáles son las aplicaciones de estos intercambiadores de calor?
Los intercambiadores de calor de placas son ideales para aplicaciones en las que los fluidos tienen una viscosidad relativamente baja y no contienen partículas. Además, son idóneos cuando la temperatura de salida del producto y la temperatura de entrada del servicio son muy similares.
Usos de intercambiadores de placas
Por sus características, este tipo de intercambiadores son muy recomendables para:
- 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 fluidos, 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.
Usos de intercambiadores compactos de placas soldadas
Este tipo de intercambiadores pueden ser utilizados con objetivos de refrigeración en:
- Evaporadores,
- Condensadores,
- Subenfriadores,
- Desupercalentadores
- Evaporadores de Cascada/Condensadores.
O bien para procesos como:
- Calentadores mediante vapor
- Condensador de vapor
- Enfriadores de Nitrógeno Líquido
- Enfriadores de Aciete Hidráulico, etc.
¿Cuáles son las ventajas de estos intercambiadores de calor?
Las ventajas prácticas son:
- Menor peso
- Requisitos de espacio más pequeños
- Menor cantidad de volumen al rellenar el sistema con refrigerante
Este tipo de equipos no es sensible a los choques de temperatura, y no hay vibración debido a la pequeña distancia entre puntos de apoyo. No hay presión reteniendo las soldaduras del mismo. Debido al flujo turbulento, los riesgos de congelamiento son pequeños, pues el diseño acomodará la expansión evitando así daño si la congelación ocurre.
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