INTERCAMBIADOR DE CALOR

Son de uso común en una amplia variedad de aplicaciones, desde los sistemas domésticos de calefacción y acondicionamiento del aire hasta los procesos químicos y la producción de energía en las plantas grandes.

Facilitan el intercambio de calor entre dos fluidos que se encuentran a temperaturas diferentes y evitan al mismo tiempo que se mezclen entre sí.

En un intercambiador la transferencia de calor suele comprender convección en cada fluido y conducción a través de la pared que los separa.

Según su construcción

Este tipo de intercambiador consiste en un conjunto de tubos en un contenedor llamado carcaza. El flujo de fluido dentro de los tubos se le denomina comúnmente flujo interno y aquel que fluye en el interior del contenedor como fluido de carcaza o fluido externo.

Costo

Los costos de intercambiadores de casco y tubos varían según sus características generales, Los intercambiadores con tubos de diámetros pequeños son los más comunes (3/4” o 1”) y generalmente más económicos. Debido a que el pitch es al menos 1.25 x O.D. del tubo, los tubos de diámetros grandes proveen menor superficie de intercambio para igual diámetro de coraza. Los arreglos triangulares son más económicos que los arreglos cuadrados porque generalmente acomodan mayores superficies para un tamaño de coraza dado. A medida que el diámetro de la coraza se incrementa crece el costo del material pero decrece el costo por unidad de área de la mano de obra.

Potencia para el bombeo

La potencia necesaria para el bombeo de el caudal es de 0,43 kW

tamaño

Carcasa

Diámetro interno: 203.2 mm

Diámetro externo: 208.74 mm

Material: acero inoxidable

Tubos

Diámetro interno: 12.7 mm

Diámetro externo: 16 mm

Material: cobre

Peso

Carcasa

2999,8 kg

Tubos

1997,3 kg

materiales

Cobre estándar (tubos)

Acero al carbono (carcasa, láminas de tubos, deflectores) Opcional Latón (tubos, láminas de tubos, deflectores)

Bronce (cabezas)

Acero inoxidable (tubos, láminas de tubos, cabezas, carcasas, deflectores)

90/10 Cu-Ni (tubos)

Componentes

Coraza

Cubierta de la coraza

Tubos

Cabezal

Cubierta de cabezal

Espejo de tubos

Bafles-defelctores

Boquillas de entrada de fluidos

Aplicación Industrial

Son ampliamente utilizados en la industria química por lo que tiene amplia gama de aplicaciones para realizar las funciones termodinámicas habituales, se suelen usar como refrigeradores líquidos para aceite, agua y otros medios. Su funcionamiento con vapor es de forma limitada ya que es solo posible por el lado carcasa.

El tipo más simple de intercambiador de calor consta de dos tubos concéntricos de diámetros diferentes ensamblado uno dentro del otro. En este tipo de dispositivo el fluido caliente pierde calor entrando al intercambiador por el tubo interno, y el fluido frio adquiere calor pasando por la sección anular, comúnmente conocida como encamisado.

Temperatura

140ºC

Potencia para el bombeo

La potencia de bombeo necesaria para impulsar el fluido es de 0.47 W .

Presión de diseño / prueba:

Lado producto: 35/50.05 bar

Lado servicio: 10/14.3 bar

Medidas Standar

Carcasa
25 mm – 219,1 mm

Tubos interiores
≥ 16 mm

Longitud
1-1.5-2-3-6 m

Materiales

Lado servicio: AISI 304 acero inoxidable

Lado producto: AISI 316L acero inoxidable

Acabados

Producto: Tubos con soldadura acabado 2B. Soldaduras Pulidas.

Servicio: Decapado.

Exterior: Chorreado con perla de vidrio.

Otros elementos

Bastidor y abrazaderas.

Codos y conexiones entre módulos.

Contra-conexiones.

Compensadores de dilatación, incluidos en los enfriadores (se asume que en los
calentadores no es necesario, pues durante el CIP, el agua caliente corre en el lado
de producto).

Componentes

Prensaestopas tubo exterior

T de conexión

Unión roscada

Prensaestopas tubo interno

Tubo conector

Tubo interior

Entrada tubo interno

Salida tubo externo

Prensaestopas de paso

Entrada tubo externo

Tubo externo

Salida tubo externo

Aplicación Industrial

Está especialmente diseñado para procesos de calentamiento o enfriamiento de productos como aceites, efluentes, aguas sucias, aguas residuales, lodos y purines, entre otros.

Según su operación

Entre las placas del intercambiador de calor se forman
canales y los orificios de las esquinas están dispuestos de
manera que los dos líquidos circulen por canales alternos.
El calor se transfiere por la placa entre los canales. Para incrementar la eficiencia al máximo se genera un flujo en contracorriente. La corrugación de las placas provoca un flujo en torbellino que aumenta la eficiencia de intercambio térmico y protege la placa contra la presión diferencial.

Superficie máxima

M10B 90 m2 (970 sq. ft)

M10M 60 m2 (650 sq. ft)

potencia para el bombeo

La potencia de bombeo necesaria para impulsar el fluido va desde 155 kW hasta hasta 4.000 kW
(aprox.)

Temperatura mínima y maxima de trabajo

-30 ºC a 170 ºC

Dimensiones

Espesores de placas: 0.5 a 1.2 mm

Área de intercambio por placa: 0.032 a 3.4 m2

Área de intercambio por unidad: 0.1 a 2200 m2 . En los BHE máx. (70 m2)

Espaciado entre canales: 1.6 a 5.5 mm

Dimensiones placas: ancho (0.2 a 1.5 m) y alto (0.5 a 3 m)

Dimensiones por unidad: 0.5 a 6 m

Dimensiones de las conexiones: 1” a 18”. En los BHE máx. (4”)

Tipo de conexiones: roscadas, socket, bridadas o Victaulic.

peso (kg)

14,8 + Nº placas * 0,25

materiales y Componentes

Bastidores y placas de presión:
- acero inoxidable, acero al carbono pintado

Tornillos:
- acero inoxidable, acero al carbono galvanizado

Columna de soporte (opcional):
- acero inoxidable, acero al carbono pintado, aluminio

Chapas:
- acero inoxidable, aleaciones de níquel, titanio (-aleaciones)

Juntas:
- materiales elastómeros, capa sigma, fibras comprimidas (sin asbesto)

Aplicación Industrial

Los intercambiadores de placas se utilizan comúnmente en un gran número de instalaciones industriales aplicada a la refrigeración central HVAC y auxiliar, refrigeradores de aceite lubricante (turbinas), refrigeradores de agua de sellado (bombas de vacío), refrigeración de aceite de caja de cambios (turbinas eólicas).

De placas soldadas

Proporcionan una transferencia de calor eficiente con un tamaño reducido. No requieren mantenimiento, proporcionan una larga vida útil de servicio y pueden soportar altas temperaturas y presiones de diseño extremadamente altas.

Con juntas

Proporcionan una transferencia de calor eficiente en equipos con un tamaño reducido. Las unidades tienen un diseño flexible y son fáciles de reparar y mantener.

Intercambiador de calor Flujo Cruzado

En los intercambiadores de calor los fluidos pueden circular en direcciones ortogonales entre sí, de manera que el flujo caliente y el flujo frío se cruzan (flujo cruzado).

Materiales

Acero inoxidable AISI 1020

Aleaciones de cobre , como latón Admiralty

Aluminio

Inconel

Potencia

Potencia del motor = 1HP
Velocidad del motor = 3600 RPM
Velocidad de salida = 3600 RPM

Componentes

Cono de succión

Túnel de ingreso

Zona de pruebas

Difusor

Soporte del ventilador

Estrangulador

Placa de estrangulación

Dimensiones

DIMENSIONAMIENTO DEL CONO DE
SUCCIÓN

Las dimensiones del cono y demás piezas es 590 milímetros

DIMENSIONAMIENTO DEL TUNEL DE
INGRESO

El túnel de ingreso se caracteriza por tener un diseño de sección curvado en las
esquinas siempre evitando la generación de turbulencia hasta la zona de pruebas. Sus medidas aproximadas es de 170 x 130 mm.

DIMENSIONAMIENTO DE LA ZONA DE PRUEBA

La zona de pruebas tiene las mismas dimensiones de perfil con respecto al túnel de ingreso, pero mucho menor en longitud, alberga al banco de tubos y un espacio pequeño mas para la ceja de ajuste.

En el modelado y diseño también constan los orificios para los tubos de nylon que miden 15 milímetros de radio perforados de lado a lado y con la separación longitudinal, vertical y diagonal.

DIMENSIONAMIENTO DEL DIFUSOR

Después de salir del banco de tubos el aire se dirige a través de una pieza de fibra de vidrio (difusor) que acopla con la zona de pruebas, se ajusta al diámetro circular del soporte del ventilador.

DIMENSIONAMIENTO DEL SOPORTE DEL
VENTILADOR

El soporte del ventilador se acopla con el difusor, canaliza
el aire hacia el difusor y estrangulador por la parte posterior, además de retener el ventilador por medio de un cajetín soportado por tres radios de 1.5 milímetros hacia las paredes del soporte
como dato de construcción.

DIMENSIONAMIENTO DEL ESTRANGULADOR

El estrangulador acopla directamente con el soporte, consta
con el cajetín El cajetín es de forma cuadrada de 230 milímetros y se ubica la ranura para la placa
estranguladora.de la placa de estrangulación y el tubo de estrangulación. El cajetín es de forma cuadrada de 230 milímetros y se ubica la ranura para la placa
estranguladora.

Aplicación Industrial

Es aplicado en los sistemas de condensación de vapor, donde el vapor exhausto que sale de una turbina entra como flujo externo a la carcaza del condensador y el agua fría que fluye por los tubos absorbe el calor del vapor y éste se condensa y forma agua líquida. Se pueden condensar grandes volúmenes de vapor de agua al utiliza este tipo de intercambiador de calor.

Se clasifica en

Mezclado

Uno de los fluidos fluye libremente en dirección ortogonal al otro sin restricciones

No Mezclado

Se disponen unas placas para guiar el flujo de uno de los fluidos