Definición

Un intercambiador de calor es un dispositivo diseñado para transferir calor de un fluido a otro, sea que estos estén separados por una barrera sólida o que se encuentren en contacto. Son parte esencial de los dispositivos de refrigeración, acondicionamiento de Aire, producción de Energía y procesamiento Químicos.

Tipos de Intercambiadores de Calor

Dada la multitud de aplicaciones de estos dispositivos, se puede realizar una clasificación dependiendo de su construcción. Para la elección del mismo se consideran aspectos como tipo de fluido, densidad, viscosidad, contenido en sólidos, límite de temperaturas, conductividad térmica, entre otros.

Partes Principales

La satisfacción de muchas demandas industriales requiere el uso de un gran número de horquillas de doble tubo. Estas consumen considerable área superficial así como presentan un número considerable de puntos en los cuales puede haber fugas. Cuando se requieren superficies grandes de transferencia de calor, pueden ser mejor obtenidas por medio de equipo de tubo y coraza.

Clasificación de intercambiadores de calor según el servicio

1..Refrigerador: utiliza un refrigerante para enfriar un fluido hasta una temperatura menor que la obtenida si se utilizara agua.

2..Condensador: unidades de carcaza y tubo que se utilizan para la condensación de vapores de desecho. (Contacto directo).

3..Enfriador: unidad en la cual una corriente del Proceso intercambia calor con agua o aire sin Cambio de fase.

4..Calentador: aumenta la entalpia de una corriente sin cambio de fase.

5..Rehervido: un vaporizador que provee calor latente de vaporización.

6..Generadores de vapor: (calderas).

7..Sobrecalentado: calienta el vapor por encima de la temperatura de saturación.

8..Vaporizador: convierte el líquido en vapor. (Líquidos diferentes al agua).

Tipos de Intercambiadores de calor

Intercambiadores de contacto directo: Son aquellos en los que el intercambio de calor se hace por mezcla física de los fluidos. No son muy frecuentes dada la contaminación que supone para uno o para ambos fluidos. Sin embargo, hay veces que esto no importa, como en el caso de la torre de refrigeración, en las que el agua es enfriada por el aire atmosférico en un proceso combinado de transferencia de masa y de calor.

Intercambiadores de contacto indirecto: Son aquellos en los que los fluidos no entran en contacto directo, no se mezclan, sino que están separados por un tabique sólido, un espacio o incluso un tiempo. El calor se transmite por convección y conducción a través de la pared separadora. Estos, a su vez, pueden clasificarse:

Intercambiadores alternativos: En ellos, ambos fluidos recorren el mismo espacio de forma alternada, de forma que una superficie recibe el calor de un fluido caliente, para secuencialmente, transmitírselo a otro más frío, al contactar con la misma superficie. Existe un cierto contacto entre ambos fluidos, pero puede suponerse despreciable en los casos en los que la contaminación no es determinante. Cuando sí lo es, el uso de estos aparatos es inviable. Son de este tipo, muchos acumuladores y recuperadores de calor.

Intercambiadores de superficie: En ellos el proceso de transmisión de calor está invariablemente relacionado con la superficie de un sólido que los separa, de modo que no existe la posibilidad de contacto entre ellos. Son los más utilizados en todo tipo de aplicaciones. Atendiendo a la forma de la superficie separadora, estos intercambiadores pueden ser:

Intercambiadores de placas: Son aquellos en los que la superficie de separación entre los fluidos es una pared plana. Son relativamente recientes, pero sus ventajas respecto de los clásicos multitubulares, están desplazando a estos en la mayoría de las aplicaciones.

Intercambiadores de tubos: En ellos la separación entre los fluidos es siempre la pared de un tubo cilíndrico, por cuyo interior circula uno de ellos, mientras el otro lo hace por el exterior. Si se atiende a la dirección del flujo de ambos fluidos a través de la superficie, pueden ser:

Intercambiadores de flujos cruzados: Cuando las corrientes de los dos fluidos, forman un ángulo entre sí. Son más utilizados para intercambios entre un líquido y un gas.

Intercambiadores de flujos paralelos: Cuando las corrientes de ambos fluidos discurren paralelas en la misma dirección. Atendiendo al sentido de circulación, pueden ser:

Intercambiadores en equicorriente: Si ambas corrientes circulan en la misma dirección y en el mismo sentido.

Intercambiadores en contracorriente: Si las dos corrientes siguen la misma dirección pero sentidos contrarios.

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