Intercambiadores de calor

En este post queremos descubrirte el funcionamiento y las ventajas de los intercambiadores de calor. Son equipos utilizados de forma muy habitual en la industria para realizar un intercambio térmico directo o indirecto entre dos fluidos a diferentes temperaturas.

Además del uso comentado, son ampliamente utilizados en las instalaciones de lavado interior de cisternas. Esto se debe a su versatilidad a la hora de obtener agua caliente de forma regulable y por su capacidad de ofrecer múltiples ventajas en el rendimiento energético de la planta.

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¿Cómo funciona un intercambiador de calor?

Los intercambiadores de calor son equipos que tienen la misión de transferir el calor de un fluido de mayor temperatura a otro cuya temperatura es menor. Se hace mediante una placa metálica o tubería para evitar que ambos fluidos se mezclen.

Para instalaciones de lavado interior de cisternas, los fluidos con los que se trabaja comúnmente son diferentes estados del agua. Por un lado, vapor (fluido de mayor temperatura) y por otro lado agua líquida a presión (de 90 a 110 bar aproximadamente) a temperatura ambiente o ligeramente calentada.

Algo a tener en cuenta es que el funcionamiento del intercambiador se basa en los principios de transferencia de calor entre dos medios o sustancias según la cual el calor siempre se transfiere de un medio con mayor temperatura (más a caliente) a otro de menor temperatura (más frío).

¡Dato clave! Es importante saber que siempre debe existir una diferencia térmica entre medios para que se produzca la transferencia de calor y el calor perdido por el medio caliente siempre será igual a la cantidad de calor ganado por el medio frío más las pérdidas alrededor de este. Si tienes dudas sobre ello, pregúntanos haciendo click aquí.

Tipologías de intercambiadores

De forma genérica, podemos clasificar los intercambiadores de calor por dos tipologías distintas: Intercambiadores de calor directo o indirecto. Vamos a profundizar distintos aspectos de cada tipo.

Intercambiadores de calor directo

Ambos medios se encuentran en contacto directo entre sí, dando por hecho que los fluidos no se mezclan entre sí (por ejemplo, el caso de una torre de refrigeración en la que el agua se enfría mediante contacto directo con el aire).

Intercambiadores de calor indirecto

Los dos fluidos entre los que se producirá el intercambio térmico se encuentran separados por una pared mediante la cual se producirá la transferencia de calor. Esta pared pueden ser placas. O bien, como en los equipos utilizados comúnmente en instalaciones de lavado interior de cisternas, un haz de tubos por el que se hace pasar el agua a presión.

Intercambiadores de calor por haz tubular

Esta tipología de intercambiador se compone principalmente por una carcasa metálica en la que dentro se encuentra un haz tubular con un número de pasos y diámetro calculado para ofrecer la superficie de contacto necesaria para una correcta transferencia térmica.

*Diferentes configuraciones de intercambiador de calor con haz tubular. Carcasa exterior verde y haz tubular de color gris.

configuraciones de intercambiador de calor con haz tubular

 

 

 

 

 

 

 

El vapor se introduce por la parte superior del intercambiador y cubre todo el interior de la carcasa entrando en contacto con las paredes exteriores del haz de tubos. En su interior, recorre el agua a temperatura ambiente y a presión. A medida que se produce la transferencia térmica, el vapor pierde temperatura y condensa. Los condensados producidos tras el intercambio de calor se recogen en la parte inferior del equipo pudiéndose reconducir para reutilizarlos en otros procesos.

 Controles aplicables a los intercambiadores

Al tratarse de equipos que trabajan con temperaturas y presiones elevadas, es necesario incorporar sistemas de control y seguridad. De este modo se evitan malos funcionamientos, averías estructurales del equipo o riesgos de seguridad en la planta. ¡No olvides esta última parte!

Sistemas de seguridad (homologados)

  • Termostato de seguridad: Bloquea los equipos en caso de que superara una temperatura prefijada
  • Válvula de seguridad de presión: En caso de superar una presión determinada, la válvula se abre aligerando la presión interna del circuito.

Sistemas de control visual

  • Manómetro: Nos permite ver la presión de trabajo in situ
  • Termómetro: Nos permite ver la temperatura in situ

Sistemas de control electrónico

Envían una señal analógica a un PLC, ofreciendo información en tiempo real en la pantalla táctil y permitiendo el ajuste de los valores de trabajo en los rangos recomendados.

  • Transductores de presión: Convierte la presión de trabajo en una señal eléctrica analógica de modo que se pueda tener en todo momento información sobre la presión real de trabajo del equipo
  • Termostato analógico: Permite regular la temperatura a la que deseamos obtener el agua de salida.

Sistemas de regulación mecánicos y neumáticos

  • Válvula de descarga: Nos permite descargar los condensados producidos en el interior del intercambiador de forma controlada
  • Filtro de condensados: Con el fin de poder reaprovechar los condensados producidos durante el intercambio de calor, se retienen las partículas que puedan transportar durante su circulación.
  • Válvula neumáticas de regulación de vapor: Permite regular la entrada de vapor al intercambiador

tipologia intercambiador calor
Aplicaciones

El uso de los intercambiadores de calor en instalaciones de lavado interior de cisternas permite disponer de agua caliente en la propia pista de lavado de forma totalmente regulada. Lo hace a la temperatura deseada y necesaria para cada producto de un modo prácticamente inmediato reduciendo el espacio necesario. Para ello dada la mínima superficie que requiere el equipo para ser instalado. Además, al tener la posibilidad de un haz tubular de acero inoxidable, no hay incompatibilidades para el uso de estos equipos en el lavado de cisternas alimentarias.

Adicionalmente, dado que el equipo permite recuperar los condensados producidos por la condensación del vapor introducido. Se puede recuperar un flujo de agua a alta temperatura para reutilizarla en otros procesos, como su almacenamiento en el tanque de alimentación de las calderas. Esto eleva la temperatura del agua que se encuentra allí y permite reducir el salto térmico necesario para producir vapor. Esto minimiza el consumo de combustible por el quemador de la caldera). También permite minimizar el oxígeno disuelto (causa de múltiples problemas de corrosión).

Domo Medioambiente, especialista en lavado de cisternas

Utilizar intercambiadores de calor de Domo Medioambiente, aporta múltiples ventajas a las instalaciones de lavado interior de cisternas permitiendo una variedad de soluciones tecnológicas para las necesidades más exigentes. Domo Medioambiente ofrece un amplio abanico de soluciones de lavado industrial, capaz de dar respuesta a cualquier necesidad de lavado de cisternas e isocontenedores. Recuerda que tanto del interior como del exterior.

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