La importancia de los intercambiadores de calor

Escrito por john landers | Traducido por mike tazenda
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La importancia de los intercambiadores de calor
Los intercambiadores de calor son esenciales para la operación de muchos artefactos que damos por hecho. (Jupiterimages/Photos.com/Getty Images)

El propósito de un intercambiador de calor es transmitir el calor de un fluido a otro. El intercambiador de calor es el componente esencial de muchos de los artefactos que usamos a diario. Por ejemplo, los automóviles contienen un intercambiador de calor que evita que el vehículo se sobrecaliente. Los aires acondicionados también son ejemplos de intercambiadores de calor. El dispositivo mecánico viene en distintas formas y tamaños. La construcción de un intercambiador consiste en placas, carcasas y tubos.

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Casco y tubos

El intercambiador de casco y tubos representa la categoría más fundamental y común de intercambiadores de calor. El artefacto tiene un juego de tubos colocado en un casco. El tubo tiene un fluido interno, conocido como "fluido del tubo". El fluido exterior es conocido como "fluido del casco". Una membrana separa a ambos fluidos. Los fabricantes usan tecnología de soldadura, también conocida como "enrollado y ajuste con prensa" para hacer los tubos a prueba de filtraciones.

Placas

Este mecanismo de intercambiador de calor tiene placas en lugar de tubos, que separan el fluido frío del caliente. Los dos fluidos se transfieren de atrás para adelante entre las placas. Las placas individuales tienen un gran área superficial, lo cual aporta mayor espacio para la transferencia de calor. Cuando se los compara con un intercambiador de casco y tubos del mismo tamaño, los intercambiadores de placas tienen mayor capacidad de transferencia de calor debido a su mayor área de contacto.

Los intercambiadores de tipo placa también tienen una alta eficiencia en la transferencia. Esta característica permite que artefactos de pequeño tamaño tengan la misma capacidad de transferencia que un intercambiador de casco y tubos más grande. Sin embargo, el lento progreso en el desarrollo de un método confiable de sellar las juntas entre las placas limita las aplicaciones de alta presión de este tipo de artefacto. Por lo tanto, los intercambiadores de placas sólo trabajan en sistemas de baja presión, como los enfriadores de aceite utilizados en los motores. Los avances en la tecnología de juntas permiten el reemplazo de intercambiadores de casco y tubos por modelos de placas más eficientes.

Sistemas de alta temperatura/vapor

Los sistemas de vapor grandes, y otras unidades que requieren de temperaturas extremadamente altas, dependen de los intercambiadores para calentar el fluido en distintas etapas. Esto permite que el sistema sea efectivo y eficiente. Los intercambiadores de calor juegan un rol importante en la secuencia del vapor de los sistemas de generación eléctrica. Ellos ayudan a convertir el vapor nuevamente en agua, la cual regresa al generador y ayuda a mantener los costos de operación bajos. Además, los intercambiadores de calor aumentan la eficiencia del ciclo de vapor.

Radiadores de auto

Otro tipo de intercambiador de calor, el radiador del auto, también es llamado un intercambiador de calor "aire-líquido". El refrigerante atrae el calor del bloque del motor, y lo transfiere al radiador. El líquido refrigerante caliente fluye por el radiador hacia el tubo externo del intercambiador de calor. El aire frío que fluye por alrededor de éste toma el calor del refrigerante. Este proceso disminuye la temperatura del fluido.

Aire acondicionado

El sistema del aire acondicionado tiene dos intercambiadores de calor: el evaporador y el condensador. En ambos componentes, el refrigerante fluye hacia el intercambiador y transfiere el calor. Allí gana o libera su calor al método de refrigeración (agua o aire). El condensador transforma el líquido refrigerante caliente y a alta temperatura en líquido frío. Éste fluye al evaporador, donde el flujo de calor se invierte: allí absorbe el aire caliente fluyendo por el exterior de los tubos, lo cual enfría el aire, pero evapora el líquido.

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