ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL

Cambiadores de calor

Cambiadores de

temperatura.

Dispositivo diseñado para transferir calor entre dos medios, que estén separados por una barrera o que se encuentren en contacto

Sirven para transmitir el calor de un fluido que fluye a otro con una temperatura inicial más baja

Para la transferencia de calor, la diferencia de temperatura entre ambos fluidos es fundamental como gradiente motriz.

Dependiendo de la dirección del flujo (p. ej. contracorriente, flujo paralelo), el curso de la diferencia de temperatura a lo largo del recorrido puede marcarse de formas distintas.

El flujo térmico total transmitido depende directamente de la

superficie de transferencia

Por esta razón se utilizan distintas geometrías de pared para aumentar

la superficie de transferencia.

Transferencia de calor del fluido más caliente a la pared

Conducción de calor a través de la pared

Transferencia de calor de la pared al fluido más frío

Tipo de fluidos

Velocidad de flujo de los fluidos

Estados físicos de los fluidos

La transferencia de calor del fluido a la pared o de la pared al fluido depende de los siguientes factores, entre otros:

La transferencia de calor se divide en tres etapas:

Con los cambiadores de calor en ciclos de

refrigeración se modifica el estado físico

del refrigerante

En los evaporadores se modifica el estado físico

del refrigerante de líquido a

gaseoso.

Para ello, el refrigerante tiene que absorber calor a

través de la pared.

Material de la pared

La conducción de calor

en la pared

depende de los

siguientes factores,

entre otros

En la refrigeración se utilizan distintos tipos de cambiadores de calor dependiendo de la aplicación correspondiente

Cambiadores de calor de placas.

Cambiador de calor de tubos concéntricos.

Cambiador de calor de espiralado coaxial.

Cambiador de calor de tubos de aletas

Cambiadores de calor de placas.

Son ideales para

aplicaciones en las que los fluidos tienen

una viscosidad

relativamente baja y no contienen partículas.

Además son una elección ideal donde

existe un pequeño salto

térmico entre la temperatura de

salida del producto y la

temperatura de entrada del

servicio.

Estos consisten en

delgadas planchas

corrugadas, empaquetada

s o bien soldadas con

Cobre.

Las placas son apretadas unas

contra otras formando el paquete de

placas dentro de un bastidor,

en el que el flujo de

producto se encuentra en

canales alternos y el servicio

entre los canales del producto.

APLICACIONES TÍPICAS:

• Calentamiento

• Calentamiento de vapor

• Enfriamiento

• Recuperación de calor

• Para uso industrial desde Farmacéutico, Alimenticio, Químico, Petroquímico, Plantas Eléctricas, Plantas Siderúrgicas, Marino y otros más.

• Torres de Enfriamiento secas.

• Calentadores de Agua y otros fluidos, mediante vapor.

• Enfriadores de Aceite.

• Recuperadores de Calor, particularmente con diferenciales cortos de temperatura.

• Manejo de sustancias corrosivas, medias.

• Enfriadores de agua salada.

• Para cualquier aplicación donde se requieren diferenciales cortos de temperatura.

• Para usos de refrigeración libres de congelación.

Cambiador de calor de tubos concéntricos

Hay dos posibles

configuraciones en cuanto a la

dirección de los fluidos: a

contracorriente y en paralelo.

Uno de los fluidos

fluye por el interior del

tubo de menor

diámetro y el otro

fluido fluye por el

espacio anular

entre los dos tubos.

Estan constituidos por dos

tubos concéntric

os de diámetros diferentes.

Para uso de Refrigeración: como Evaporadores, Condensadores, Subenfriadores, Desupercalentadores y Evaporadores de Cascada/Condensadores.

Calentadores mediante vapor

Condensador de vapor Enfriadores de Nitrógeno Líquido

Usos mas comunes

Estos están formados por un tubo enrollado el cual forma

una espira uniforme y compacta, la cual va montada

en el interior de la carcasa.

Permite mejorar la transferencia de calor, tanto la eficiencia como el

espacio son optimizados. La forma que este posee genera una fuerza

centrifuga dentro del tubo que aumenta la transferencia de calor.

Una característica especial es que al variar el diámetro del tubo y el

numero de espiras, se puede tener un mejor resultado con lo cual el

sistema trabajara de mejor manera.

Cambiador de calor de espiralado coaxial

Aletas externas Aletas internas

Cambiador de calor de tubos de

aletas