Si has llegado hasta aquí, probablemente te estés preguntando para qué sirve, cómo funciona o directamente qué es un intercambiador de calor.
Algunos aparatos como los ordenadores de mesa, los portátiles o los sistemas de refrigeración experimentan un sobrecalentamiento que puede dañar el dispositivo, el intercambiador de calor ayuda a evitar ese calor excesivo.
En este post del blog de Inditer te contamos cómo funciona un intercambiador de calor. Coge papel y boli y toma nota de la importancia de este dispositivo para cualquier aparato, incluso industrial.
A lo largo de este post descubrirás qué es un intercambiador de calor, cómo funciona, qué tipos existen y cuáles son las ventajas de este sistema.
Índice
¿Qué es un intercambiador de calor?
Antes de entrar a explicar cómo funciona este dispositivo, explicaremos qué es un intercambiador de calor.
Los Sistemas de Refrigeración Industrial proporcionan a la industria una herramienta fundamental para la conservación y procesado de innumerables productos que día a día consumimos.
Uno de los componentes indispensables en dichos sistemas es el intercambiador de calor (evaporador o condensador), cuya misión es extraer o ceder el calor de la cámara hacia el exterior, basándose principalmente en la ley cero de la termodinámica.
En el mercado podemos encontrar una gran variedad de tipos de intercambiador, dependiendo de las necesidades y estructura del aparato: intercambiador de aire, intercambiadores líquidos, intercambiadores para PC, intercambiadores con láminas, o intercambiadores de tubo de termosifón, entre otros.
En este post hablaremos de cómo funciona un intercambiador de calor, aplicado a la refrigeración industrial.
¿Cómo funciona un intercambiador?
Básicamente el funcionamiento de un intercambiador consiste en hacer de mecanismo de transmisión de calor de la fuente más caliente hacia la fuente más fría.
Con este principio tan básico conseguimos calentar o enfriar fluidos que posteriormente utilizaremos en diversos procesos industriales.
Funcionamiento disipador de calor
- Un intercambiador de calor de tubo y aleta está construido con láminas de aluminio y tubo. El conjunto de aletas forma la superficie aleteada encargada de transferir la energía del aire hasta el tubo que al mismo tiempo conduce por su interior el segundo fluido parte del intercambio.
- Las aletas pueden ser cortadas o construidas en diferentes disposiciones de manera que puedan transmitir el calor. Su finalidad es optimizar el área de superficie del intercambiador de calor, a fin de que pueda transferirse y disiparse la mayor cantidad de calor.
Tipos de intercambiadores de calor existen
Existen distintos tipos de intercambiadores de calor, todos ellos son muy utilizados en la industria para la refrigeración de fluidos en gran variedad de procesos industriales.
Los principales sistemas de intercambiadores de calor que podemos encontrarnos en la industria son los siguientes:
Intercambiador activo o pasivo
Existen dos tipos de intercambiadores de calor: activo y pasivo.
- Los intercambiadores activos suelen tener incorporado un mecanismo que les permite mover el aire como, por ejemplo, un ventilador, lo que les hace ser más eficaces, sin embargo, suelen tener un precio más elevado. Además, suelen ser más compactos que los intercambiadores de calor pasivos, por lo que no ocupan tanto espacio.
- Por otro lado, los intercambiadores de calor pasivos disipan la energía del calor de forma convencional, y no tienen incorporado un sistema que les ayude a mover el aire, como ocurre con los intercambiadores activos.
En este caso, el intercambiador hace uso de la radiación para expulsar el calor fuera.
Conocer cuál de ambas categorías utiliza un aparato es importante para conocer cómo funciona un intercambiador de calor, ya que existen ligeras diferencias entre ambos mecanismos.
Diferencia por materiales
Un intercambiador de calor también puede diferenciarse por el tipo de material con el que esté hecho, como los que detallamos a continuación:
Aluminio-Cobre
El aluminio y el cobre se emplean principalmente en los intercambiadores de calor de tubo y aleta, aunque también podemos encontrar intercambiadores de placas fabricados en este material.
Acero Inoxidable
El acero inoxidable se emplea en la fabricación de cualquier tipo de intercambiador de calor, dependiendo su uso principalmente de aplicación y tipo de fluido que vaya a circular por su interior.
Cobre-Cobre
Este material se emplea en la fabricación de intercambiadores de calor de tubo y aletas.
Ambos elementos fabricados en este material proporcionan un alto nivel de resistencia a la corrosión y alta conductividad, pero, por el contrario, tiene un alto precio. En resumen, se trata de un material de calidad excelente, pero menos económico que los anteriores.
Por proceso de manufacturación
Dependiendo del proceso de manufacturación, encontramos los siguientes intercambiadores de calor:
Intercambiador de calor de Carcasa y tubo
Este tipo de intercambiadores se componen, como su nombre bien indica, por una carcasa y dos tubos. Ambos tubos están montados en el interior de la carcasa, y el eje de los tubos se encuentra en paralelo a los de la carcasa.
Así es cómo funciona el intercambiador de calor de carcasa y tubo: por los tubos circula un tipo de fluido (flujo interno) y por el exterior, en la carcasa, fluye otro fluido (flujo externo).
Disipador de calor de Carcasa y tubo
Intercambiador de calor de Tubo y Aleta
Este tipo de intercambiador de calor está compuesto por una serie de tubos que están situados en una corriente de aire. Los tubos tienen unas aletas que permiten aumentar la superficie en la que se hace el intercambio de calor y, además, el coeficiente de transferencia.
La corriente de aire puede ser forzada mediante un mecanismo que mueve el aire, o bien de forma natural.
¿Cómo funciona un intercambiador de calor de tubo y aleta? En el caso de que se trate de un ventilador, este hace que el aire se mueva por los tubos con aletas. El fluido que se ha enfriado atraviesa los tubos hasta llegar a los extremos, donde se encuentran los cabezales.
De esta forma el calor se transfiere de un entorno a otro.
Disipador de calor de Tubo y Aleta
Intercambiador de calor por Placas
El último tipo que veremos en este artículo para saber cómo funciona un intercambiador de calor, es el de calor por placas.
Este mecanismo se compone por un conjunto de placas finas empaquetadas o de láminas de metal corrugadas que tienen un alto índice de transferencia.
La forma en la que está manufacturada este intercambiador de calor permite que se produzcan flujos turbulentos que disipan el calor a velocidades muy reducidas.
¿Cómo funciona el intercambiador de calor por placas? Su funcionamiento es muy sencillo, mientras que el calor desciende por una placa, en la placa contigua el calor (o fluido) circula de forma contraria, de esta forma, los dos fluidos nunca se juntan, disipando de esta forma el calor.
Disipador de calor por Placas
¿Cuál es el mejor material para disipar el calor?
Uno de los aspectos claves para saber cómo funciona un intercambiador de calor es conocer el material del que está hecho y, por supuesto, dependiendo del tipo de material que se trate será mejor o peor para disipar el calor.
Los materiales más empleados en la fabricación de intercambiadores de calor son principalmente el cobre y el aluminio. El cobre se emplea en los tubos por los que circula el fluido, y el aluminio en las aletas de intercambio.
Inditer utiliza tubo de cobre europeo de primeros fabricantes, dado que este es un material clave que define la calidad final del intercambiador.
¿Qué aplicaciones puede tener un intercambiador de calor?
Tal y como hemos adelantado al comienzo de este post, un intercambiador de calor puede tener muchas aplicaciones, siendo muy utilizado, sobre todo, en procesos industriales.
Estos son los principales de un intercambiador de calor:
Sistemas de aire acondicionado
El aire acondicionado es uno de los aparatos que contienen entre sus componentes, un intercambiador de calor, en concreto un evaporador o un condensador.
- Cámaras frigoríficas
- Refrigeración de motores de combustión
- Túneles de congelación
- Procesos industriales, (refrigeración de aceites, maquinarias, moldes…)
Generador de agua dulce
Los generadores de agua dulce cuentan con dos intercambiadores de calor en su estructura. Uno de ellos se encuentra en la parte baja de este aparato, donde se introduce un líquido como, por ejemplo, agua del mar, que se va a evaporar, y en la parte de arriba, otro intercambiador de calor para condensar el vapor.
Ventajas de nuestros sistemas en Inditer
Inditer destaca como líder en el cálculo, diseño y fabricación de intercambiadores de calor donde su participación en innumerables proyectos ha demostrado un alto nivel de fiabilidad en los cálculos y diseños realizados.
Adaptados a las necesidades del cliente
Inditer trabaja bajo unas especificaciones de cliente, a partir de las cuales se hace un estudio termodinámico del intercambiador aportando distintas soluciones termodinámicas con un alto rendimiento y reducido coste económico.
Calidad con programas de diseño 3D
A partir del cálculo realizado, Inditer realiza un cuidadoso diseño de cada intercambiador adaptándose a las necesidades de espacio y acabado previamente contrastadas con el cliente.
Compromiso con el medio ambiente
La optimización del volumen interno en los intercambiadores de calor es siempre un factor a tener en cuenta en nuestros diseños, ya que una reducción de la cantidad de fluido refrigerante implica una reducción de emisiones contaminantes.
Flexibilidad y versatilidad de los equipos
Como ya se ha comentado anteriormente, Inditer domina todo el proceso de diseño, desde el cálculo termodinámico, diseño 3D y fabricación de los componentes, empleando para ello materias primas de primera calidad y sometiendo a los intercambiadores de calor a los más estrictos controles de calidad.
Todo ello da una versatilidad absoluta a la hora de dar soluciones a los proyectos más complejos.
¿Por qué elegir Inditer?
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Sea cual sea la necesidad de tu empresa, disponemos de todo lo necesario para el diseño y el desarrollo de intercambiadores de calor, diseñados en cada caso atendiendo a las necesidades de su aplicación, independientemente de la actividad de tu negocio.
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