Cómo elegir el tipo de intercambiador de calor ideal para su aplicación

¿Busca el intercambiador de calor ideal para su aplicación? Aprenda a elegir el tipo de intercambiador de calor adecuado para sus necesidades con esta completa guía. 

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Hay varios factores que debe tener en cuenta a la hora de seleccionar un intercambiador de calor para su aplicación. Es importante considerar detenidamente cada una de las limitaciones a las que se enfrenta para garantizar el mejor rendimiento y rentabilidad de la inversión. Al seleccionar un modelo que se adapte bien a la aplicación específica y las condiciones de funcionamiento, puede ayudar a maximizar la eficiencia y minimizar los posibles problemas o fallos. Pero con tantos intercambiadores de calor diferentes disponibles, ¿cómo puede determinar cuál es el que mejor se adapta a sus necesidades?

En definitiva, se trata de obtener el máximo rendimiento de su intercambiador de calor. Cada aplicación tiene sus propios requisitos. Para lograr el mejor rendimiento posible en su aplicación específica, debe tener en cuenta una serie de factores:

• Caída de presión
• Espacio disponible para la instalación
• Floorage
• Requisitos de mantenimiento
• Gastos de instalación
• El tipo de equipamiento más adecuado a sus necesidades

La selección de un intercambiador de calor o un diseño inadecuados puede dar lugar a una refrigeración o un calentamiento insuficientes, o a incrustaciones, lo que puede ocasionar importantes requisitos de mantenimiento y provocar una pérdida de tiempo, dinero, mano de obra y productividad. Por lo tanto, es esencial conocer a fondo sus procesos y requisitos a la hora de elegir el equipo adecuado.

Y aunque algunos tipos de intercambiadores de calor se han utilizado ampliamente durante muchos años, ahora existen nuevas tecnologías que pueden ofrecer un mejor rendimiento, ahorrar espacio y reducir los costes a largo plazo. Es importante conocer las ventajas que pueden ofrecer las nuevas tecnologías frente a los intercambiadores de calor tradicionales y evaluar todas las opciones disponibles antes de tomar una decisión definitiva.

Los tres tipos de intercambiadores de calor (y para qué sirven)

Existen tres tipos de intercambiadores de calor de uso común, todos ellos para fines distintos. Cada uno tiene características únicas que lo hacen adecuado para aplicaciones y condiciones de funcionamiento específicas. Los tres tipos de intercambiadores de calor son:

1. El intercambiador de calor de placas con juntas (GPHE)

El intercambiador de calor de placas con juntas utiliza placas metálicas con superficies onduladas para transferir calor entre dos fluidos, que fluyen por canales alternos y están separados por las placas. Este tipo de intercambiador de calor es una opción versátil que se puede utilizar en una amplia gama de aplicaciones en las que se necesita tanto refrigeración como calefacción, siempre que la temperatura y la presión estén dentro de unos límites razonables. Pueden soportar temperaturas de hasta 350 grados Fahrenheit y presiones de hasta 370 psi, pero no deben utilizarse en aplicaciones de alta temperatura y alta presión, ya que esto conduce a una vida más corta de la junta.

Las GPHE pueden aplicarse en diversos sectores, como el químico, petroquímico, del petróleo y el gas, la refrigeración de ácidos y los servicios de baterías. Sin embargo, la compatibilidad del medio de transferencia de calor con las juntas depende de los parámetros específicos del proceso. Las juntas son también el talón de Aquiles de los GPHE, ya que si se superan los límites de presión y temperatura recomendados pueden producirse fallos en las juntas. Utilice esta tabla para determinar qué fluidos son compatibles con las juntas.

Los GPHE se ajustan bien a ciertos límites y están diseñados pensando en la modularidad y la flexibilidad. Esto significa que se pueden abrir, añadir o quitar placas y limpiar individualmente, lo que facilita relativamente el mantenimiento. El diseño modular también permite sustituir las juntas cuando sea necesario. En general, la GPHE ofrece una opción flexible y eficaz para una gran variedad de necesidades de calefacción y refrigeración, con la ventaja añadida de su fácil mantenimiento y la capacidad de adaptarse a las condiciones cambiantes del proceso.

2. El intercambiador de calor de bloque (BHE)

El intercambiador de calor de bloque ofrece un punto intermedio entre el intercambiador de calor de placas con juntas y el intercambiador de calor de carcasa y tubos (véase el nº 3). Se ha diseñado pensando en la facilidad de mantenimiento y consta de cuatro paneles que se pueden desatornillar y lavar fácilmente para su limpieza. También puede desmontar y limpiar dos de los paneles si sólo uno de los lados está sucio, lo que lo hace muy flexible. Puede alojar hasta 20 placas y realizar tareas complejas con un enfoque de temperatura y un espacio reducido. El intercambiador de calor de bloque puede manejar presiones de hasta 600 psi y temperaturas de hasta 700 Fahrenheit.

Los intercambiadores de calor de bloque son especialmente populares en las refinerías debido a su mantenimiento periódico y a que ocupan poco espacio con una superficie de transferencia de calor eficaz. Se utilizan sobre todo en servicios de enriquecimiento (parte del proceso de petróleo y gas). Pero, como las refinerías requieren temperaturas y presiones más altas, hay que limpiarlos más a menudo. Por eso se prefieren los intercambiadores de calor de bloques a los de carcasa y placas, que ocupan hasta 5-6 veces más espacio. 

Además de ahorrar espacio, los intercambiadores de calor de bloques pueden gestionar caudales mayores en aplicaciones de flujo. Esto significa que a menudo se utilizan en situaciones en las que se necesitarían dos intercambiadores de calor de carcasa y tubos para igualar la capacidad de un único intercambiador de calor de bloques. Sin embargo, es importante tener en cuenta que el diseño y el rendimiento de un intercambiador de calor de bloques variará en función de su aplicación específica, por lo que es importante considerar cuidadosamente los parámetros y requisitos del proceso antes de seleccionar este tipo de intercambiador de calor.

3. Intercambiador de calor de carcasa y placas (SPHE)

El intercambiador de calor de carcasa y placas (SPHE) es un híbrido entre los intercambiadores de calor de carcasa y tubos y de placas. Al considerar un intercambiador de calor de carcasa y placas (HE) para su aplicación, es esencial entender su diseño y capacidades únicas. 

Las HE de carcasa y placas se construyen con un cilindro redondo y placas redondas y soldadas sin juntas. Este diseño les permite soportar altas temperaturas y presiones, lo que las convierte en la opción ideal para aplicaciones de alta presión y alta temperatura. Pueden soportar hasta 1000 Fahrenheit y 1450 psi, lo que es similar a su hermano mayor, el HE de carcasa y tubo, que puede soportar temperaturas y presiones aún mayores. Esta característica también hace que el SPHE sea más duradero y resistente al ensuciamiento y la corrosión que los intercambiadores de calor de placas con juntas.

Sin embargo, hay que tener en cuenta que la limpieza de un SPHE puede resultar complicada y requiere una atención especial. El diseño circular de la carcasa dificulta el acceso a las placas, por lo que el mantenimiento y la limpieza resultan más complejos. Aunque se utilizan habitualmente en aplicaciones de vapor y gas, puede que no sean las más adecuadas para todas las aplicaciones. Por eso, al considerar un SPHE, es crucial tener en cuenta los requisitos específicos de su aplicación.

Lo que hay que tener en cuenta

En resumen, a la hora de elegir su intercambiador de calor, debe tener en cuenta factores como el rendimiento, el mantenimiento, el coste, la caída de presión y el fluido de trabajo para obtener los mejores resultados. Si calcula el diseño y los parámetros adecuados para su aplicación antes de seleccionar un intercambiador de calor, garantizará un rendimiento óptimo, reducirá los costes de mantenimiento y mejorará la productividad general.

¿Le interesa saber más sobre los intercambiadores de calor o averiguar cuál le conviene más? Sean cuales sean sus necesidades, le ayudamos a tomar una decisión informada. También podemos ayudarle con instalación, mantenimiento y reparación su intercambiador de calor para garantizar un rendimiento óptimo durante toda su vida útil. Póngase en contacto con nosotros para programar una consulta con uno de nuestros expertos.