INTERCAMBIADORES DE CALOR

Intercambiadores de calor
Intercambiadores de calor


INTRODUCCIÓN

Los intercambiadores de calor son aparatos que 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 la práctica, los intercambiadores 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.
En un intercambiador la transferencia de calor suele comprender convección en cada fluido y conducción a través de la pared que los separa
En el análisis de los intercambiadores de calor resulta conveniente trabajar con un coeficiente de transferencia de calor total U que toma en cuenta la contribución de todos estos efectos sobre dicha transferencia

A través del siguiente informe se abarcará una temática fundamental en la industria como lo son los intercambiadores de calor, los cuales son dispositivos diseñados para transferir calor entre dos medios, que estén separados por una barrera o que se encuentren en contacto. Para esto plantearemos las bases de la transmisión del calor a través de los procesos de convección y conducción. De igual forma mostraremos la función de los intercambiadores de calor de doble tubo los cuales son los más utilizados en la industria actual.
A su vez, se evidenciará los distintos intercambiadores que se pueden obtener según los flujos que poseamos en el equipo, es decir según las direcciones y sentidos que estos presenten, donde es posible hablar de intercambiadores de flujo paralelo, contraflujo, e intercambiadores de flujo cruzado. Pero también según los fluidos utilizados, es decir, si son el mismo o no podremos hablar de intercambiadores regenerativos o no regenerativos.
Por otro lado, se planteará la importancia que tienen las torres de enfriamiento para la recirculación el agua proveniente de los procesos industriales, además se mostrará la clasificación de las torres enfriadoras de acuerdo a como se genera el movimiento de aire en ellas, en donde es posible destacar las torres de circulación natural y las torres de tiro mecánico.














CLASIFICACIÓN:

Según su proceso de transferencia :

La clasificación más general que puede realizarse de los cambiadores de calor, se efectúa atendiendo al grado de contacto entre los fluidos. Según este criterio, los cambiadores de calor se dividen en dos grandes grupos:

Intercambiadores de contacto directo.

Intercambiadores de contacto indirecto.

Estos últimos pueden a su vez dividirse en alternativos y de superficie.

Los intercambiadores de contacto directo, también conocidos como cambiadores de mezcla, son aquellos dispositivos en los que los fluidos sufren una mezcla física completa, realizándose, como consecuencia, la transferencia energética entre ellos. Pertenecen a este grupo, entre otros tipos de cambiadores, las denominadas torres de refrigeración o torres húmedas, así como los enfriadores de gases.
Los intercambiadores alternativos, ambos fluidos recorren un mismo espacio de forma alternada, sin coincidencia entre ellos, de forma tal que la mezcla física de ambos fluidos puede considerarse despreciable. El elemento fundamental de este subgrupo de cambiadores es la superficie que alternativamente recibe y cede la energía térmica.

Según tipo de construcción :

INTERCAMBIADORES DE DOBLE TUBO:

Es uno de los diseños más simples, por el tubo interno circula uno de los fluidos, mientras que el otro fluido circula por el espacio anular.
Este es un tipo de intercambiador cuya construcción es fácil y económica, lo que lo hace muy útil.
Dependiendo del sentido del flujo se clasifica en Flujo paralelo (los dos fluidos entran por el mismo extremo y fluyen en el mismo sentido) y Flujo contracorriente (configuración en contraflujo los fluidos entran por los extremos opuestos y fluyen en sentidos opuestos).








































INTERCAMBIADORES DE TUBO y CORAZA :

Es el tipo más común de intercambiador de calor en las aplicaciones industriales. Este tipo de intercambiadores están compuestos por gran cantidad de tubos (a veces varios cientos) contenidos en un casco. Los tubos se disponen con sus ejes paralelos al eje del casco.
La transferencia de calor tiene lugar a medida que uno de los fluidos se mueve por el interior de los tubos mientras que el otro se mueve por fuera de éstos, por el casco. Este tipo de intercambiadores se clasifican por el número de pasos por el casco y por el número de pasos por los tubos.


Esquema de un intercambiador de calor de coraza y tubos (un paso por la coraza y un paso por los tubos)
Esquema de un intercambiador de calor de coraza y tubos (un paso por la coraza y un paso por los tubos)











Los intercambiadores de tubos y coraza se clasifican todavía más según el número de pasos que se realizan por la coraza y por los tubos.
Por ejemplo, los intercambiadores en los que todos los tubos forman una U en la coraza se dice que son de un paso por la coraza y dos pasos por los tubos.
De modo semejante, a un intercambiador que comprende dos pasos en la coraza y cuatro pasos en los tubos se le llama de dos pasos por la coraza y cuatro pasos por los tubos.



Disposiciones del flujo en pasos múltiples en los intercambiadores de calor de coraza y tubos.
Estos intercambiadores se clasifican según su construcción mecánica:
De cabezal flotante: tiene una sola placa de tubos sujeta a la carcaza
Tubos en forma de U :tienen solo una placa donde se insertan los tubos en forma de U
De Cabezal fijo : Tienen las dos placas de tubos soldadas a la caracaza.


INTERCAMBIADORES COMPACTOS :

Son intercambiadores diseñados para lograr una gran área superficial de transferencia de calor por unidad de volumen.
La razón entre el área superficial de transferencia de calor y su volumen es la densidad de área b. Un intercambiador con b > 700 m2/m3 se clasifica como compacto.
Ejemplos de intercambiadores de calor compactos son los radiadores de automóviles, los intercambiadores de calor de cerámica de vidrio de las turbinas de gas, el regenerador del motor Stirling y el pulmón humano.
En los intercambiadores compactos los dos fluidos suelen moverse en direcciones ortogonales entre sí. Esta configuración de flujo recibe el nombre de flujo cruzado. El flujo cruzado se clasifica a su vez en mezclado ( uno de los fluidos fluye libremente en dirección ortogonal al otro sin restricciones ) y no mezclado ( se disponen una placas para guiar el flujo de uno de los fluidos ).
En la figura siguiente se muestran esquemas de ambos tipos de flujo:

Se disponen unas placas para guiar el flujo de uno de los fluidos. Uno de los fluidos fluye libremente en dirección ortogonal al otro sin restricciones.
Se disponen unas placas para guiar el flujo de uno de los fluidos.
Uno de los fluidos fluye libremente en dirección ortogonal al otro sin restricciones.

















INTERCAMBIADORES ENFRIADOS POR AIRE

Consisten en una serie de tubos situados en una corriente de aire, que puede ser forzada con ayuda de un ventilador. Los tubos suelen tener aletas para aumentar el área de transferencia de calor.
Pueden ser de hasta 40 ft (12 m) de largo y anchos de 8 a 16 ft (2,5 a 5 m).
La selección de un intercambiador enfriado por aire frente a uno enfriado por agua es una cuestión económica, hay que consideran gastos de enfriamiento del agua, potencia de los ventiladores y la temperatura de salida del fluido (un intercambiador de aire, tiene una diferencia de temperatura de unos 15 ºF (8 ºC)). Con agua se obtienen diferencias menores.

























INTERCAMBIADORES EN ESPIRAL

Estos intercambiadores se originaron en Suecia hace más de 40 años para ser utilizados en la industria del papel y son llamados también SHE debido a sus siglas en inglés: Spiral Heat Exchanger.
Su diseño consiste en un par de láminas de metal enrolladas alrededor de un eje formando pasajes paralelos en espiral por entre los cuales fluye cada sustancia.
Son muy utilizados en el manejo de fluidos viscosos, lodos y líquidos con sólidos en suspensión, así como también en operaciones de condensación y vaporización.













INTERCAMBIADOR DE CALOR POR PLACAS

El concepto de los intercambiadores de placas no es nuevo, una de las primeras patentes que se conocen con este tipo de tecnología ha sido obtenida en 1890 por Langem y Hundhansseng, una compañía alemana. Hoy en día la aplicación de este tipo de intercambiadores en la industria es grande, abarcando sectores como los de alimentación, procesado de pasta de papel, ingeniería química, agua caliente sanitaria, refrigeración y aire acondicionado.
Un intercambiador de placas convencional está conformado una sucesión de finas placas que se encuentran selladas por juntas de goma. Las juntas de goma además de evitar la mezcla de los fluidos, establecen los canales de circulación del fluido. El conjunto de las placas se comprime con dos planchas metálicas rígidas haciendo una distribución de flujos paralelos donde uno de los fluidos circula en los canales pares, y el otro fluido circula en los canales impares.

A partir de los primeros desarrollos de intercambiadores de placas, con juntas de goma, han aparecido diferentes materiales para el sellado de los canales del intercambiador. Hoy en día pueden encontrarse juntas de grafito, caucho, y otros materiales, en función de la compatibilidad del fluido a utilizar.



.Gráfico ilustrativo del funcionamiento de un intercambiador de placas.
- Los intercambiadores 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.
Los intercambiadores de calor a placas consisten en delgadas planchas corrugadas, empaquetadas (gásquet / desmontables con juntas) 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.



El intercambiador de calor de placas se compone de una serie de placas metálicas integradas con juntas dispuestas de forma alternativa y atornillada entre los bastidores de los extremos para formar canales mediante los cuales fluyen medios calientes y fríos.


A diferencia de cualquier otro tipo de equipo de intercambio de calor , los intercambiadores de placa se pueden expandir, es decir que se puede aumentar la superficie de intercambio dentro de los limites razonables para aumentar su capacidad.
Entre sus principales limitaciones podemos citar su rango limitado de presiones y temperaturas operativas y el hecho de que exigen un desarmado y ensambaldo muy meticuloso.
Por otra parte la temperatura de operación esta limitada por la máxima temperatura que puede soportar el material de la junta , cuyos valores usuales se dan en el cuadro siguiente


Geometría del intercambiador de placas

Pese a que el tipo de corrugación de este tipo de intercambiadores puede ser casi cualquiera, el patrón de la corrugación típico de estos intercambiadores es de corrugado tipo chevron. El patrón de las corrugaciones es de tipo sinusoidal (figura b), donde las corrugaciones están orientadas con un determinado ángulo con respecto a la dirección principal de flujo. Esta corrugación proporciona varios puntos de contacto entre las placas adyacentes, mejorando el mezclado de las corrientes y aumentando la turbulencia.

Figura a) Figura b)


EJEMPLO DE CONSTRUCCION

El equipo consiste en un intercambiador de calor de placas marca APV modelo Junior, provisto de 11 placas de acero inoxidable 304, espesor 0.7 mm. El tamaño de una placa es 576 mm x 94 mm. El área de una placa corrugada es 0.0258 m2 y la superficie total de transferencia es 0.2838 m2. La instalación se completa con un estanque para el fluido frío (agua), provisto de su respectiva bomba de impulsión y de un rotámetro para medir el flujo. Las conexiones a tubería de cobre son de 3/4" BSP y como fluido caliente se utiliza vapor saturado. La presión máxima que soporta el equipo es 200 psi y el flujo máximo es de aproximadamente 3.2 m3/h. El equipo se opera con un flujo constante de fluido caliente (vapor), correspondiente a una presión de 5 psig y con varios flujos distintos de fluido frío (agua). Las lecturas de temperatura se efectúan utilizando termocuplas en períodos de 15 minutos, durante los cuales se recibe en una probeta el condensado de vapor, el que debe ser posteriormente pesado. Se deben dejar intervalos de 15 minutos entre cada corrida experimental, con el fin que se normalice la operación y se logre estabilizar el sistema. el fin que se normalice la operación y se logre estabilizar el sistema.


Según la disposición de las corrientes :
Flujo paralelo
A contracorriente
Flujo cruzado
Flujo mezclado
Flujo sin mezclar
Paso múltiple
Aumenta la eficiencia global con respecto a la eficiencia que se consigue con un paso
Habitual en los cambiadores de carcaza y tubos.

Intercambiadores de flujo paralelo: Existe un flujo paralelo cuando el flujo interno o de los tubos y el flujo externo o de la carcasa ambos fluyen en la misma dirección. En este caso, los dos fluidos entran al intercambiador por el mismo extremo y estos presentan una diferencia de temperatura significativa. Como el calor se transfiere del fluido con mayor temperatura hacia el fluido de menor temperatura, la temperatura de los fluidos se aproxima la una a la otra, es decir que uno disminuye su temperatura y el otro la aumenta tratando de alcanzar el equilibrio térmico entre ellos. Debe quedar claro que el fluido con menor temperatura nunca alcanza la temperatura del fluido más caliente.

Intercambiadores de contraflujo: se presenta cuando los dos fluidos fluyen en la misma dirección pero en sentido opuesto. Cada uno de los fluidos entra al intercambiador por diferentes extremos. Ya que el fluido con menor temperatura sale en contra flujo del intercambiador de calor en el extremo donde entra el fluido con mayor temperatura, la temperatura del fluido más frío se aproximará a la temperatura del fluido de entrada. En contraste con el intercambiador de calor de flujo paralelo, el intercambiador de contra flujo puede presentar la temperatura más alta en el fluido frío y la más baja temperatura en el fluido caliente una vez realizada la transferencia de calor en el intercambiador

Intercambiadores de calor de flujo cruzado: En ellos uno de los fluidos fluye de manera perpendicular al otro fluido, esto es, uno de los fluidos pasa a través de tubos mientras que el otro pasa alrededor de dichos tubos formando un ángulo de 90º. Los intercambiadores de flujo cruzado son comúnmente usado donde uno de los fluidos presenta cambio de fase y por tanto se tiene un fluido pasado por el intercambiador en dos fases bifásico. un ejemplo típico de este tipo de intercambiador es en los sistemas de condensación de vapor, donde el vapor exhausto que sale de una turbina entra como flujo externo a la carcasa del condensador y el agua fría que fluye por los tubos absorbe el calor del vapor y éste se condensa y forma agua líquida
En la actualidad, la mayoría de los intercambiadores de calor no son puramente de flujo paralelo, contra flujo, o flujo cruzado; estos son comúnmente una combinación de los dos o tres tipos de intercambiador. La razón de incluir la combinación de varios tipos en uno solo, es maximizar la eficacia del intercambiador dentro de las restricciones propias del diseño, que son: tamaño, costo, peso, eficacia requerida, tipo de fluidos, temperaturas y presiones de operación, que permiten establecer la complejidad del intercambiador.

Intercambiadores de calor de un simple paso o múltiple paso: Un método que combina las características de dos o más intercambiadores y permite mejorar el desempeño de un intercambiador de calor es tener que pasar los dos fluidos varias veces dentro de un intercambiador de paso simple. Cuando los fluidos del intercambiador intercambian calor más de una vez, se denomina intercambiador de múltiple pasos. Mientras que sí el fluido sólo intercambia calor en una sola vez, se denomina intercambiador de calor de paso simple o de un solo paso. Comúnmente el intercambiador de múltiples pasos invierte el sentido del flujo en los tubos al utilizar dobleces en forma de "U "en los extremos, es decir, el dobles en forma de "U" permite al fluido fluir de regreso e incrementar el área de transferencia del intercambiador. Un segundo método para llevar a cabo múltiples pasos es insertar bafles o platos dentro del intercambiador.
Intercambiadores de calor regenerativos y no regenerativos: Los intercambiadores de calor también pueden ser clasificados por su función en un sistema particular. Una clasificación común es: intercambiador regenerativo e intercambiador no-regenerativo.
En donde, un intercambiador regenerativo es aquel donde se utiliza el mismo fluido (el fluido caliente y el fluido frío es el mismo). Esto es, el fluido caliente abandona el sistema cediendo su calor a un regenerador y posteriormente regresando al sistema. Los intercambiadores regenerativos son comúnmente utilizados en sistemas con temperaturas altas donde una porción del fluido del sistema se remueve del proceso principal y éste es posteriormente integrado al sistema. ya que el fluido que es removido del proceso principal contiene energía (energía interna, mal llamado calor), el calor del fluido que abandona el sistema se usa para recalentar (regenerar) el fluido de regreso en lugar de expeler calor hacia un medio externo más frío lo que mejora la eficacia del intercambiador. es importante recordar que el término "regenerativo/no-regenerativo" sólo se refiere a "cómo" funciona el intercambiador de calor en un sistema y no indica el tipo de intercambiador (carcaza y tubo, plato, flujo paralelo, contra flujo). En un intercambiador regenerativo, el fluido con mayor temperatura en enfriado por un fluido de un sistema separado y la energía (calor) removida y no es regresada al sistema.
Por otro lado, existe otra característica fundamental de los intercambiadores de cascaron y tubo, como lo la distribución de los tubos en el cabezal del intercambiador de calor. En un intercambiador de calor, los tubos están distribuidos en el cabezal del equipo según una de las tres configuraciones principales, que son: configuración triangular, configuración cuadrangular o la configuración en cuadrados diagonales.
La disposición triangular es la que permite mayor cantidad de tubos para un tamaño determinado del equipo. Tiene la desventaja de que la limpieza mecánica por la parte exterior se dificulta, teniendo que recurrirse en muchas oportunidades
A la limpieza química.
La disposición cuadrangular permite la fácil limpieza mecánica del exterior de los tubos. Mientras que la disposición romboidal es similar a la cuadrangular pero girada 45 grados. Esta configuración contiene el mínimo número de tubos para un tamaño determinado.
Distribución de los tubos en el cabezal del intercambiador de calor; existen tres formas para distribuir los tubos en el cabezal de un intercambiador de calor, cada una de ellas, cuenta con ventajas específicas, que permiten un trabajo más eficiente del equipo industrial.
En la disposición triangular se obtiene el mejor coeficiente de transmisión, ya que admite mayor superficie de tubos, para una misma carcasa por otra parte tiene el inconveniente de que la superficie de los tubos se limpia mal por medios mecánicos; mientras que en la disposición cuadrada el número de tubos que entra manteniendo la distancia entre ejes, es menor que en la triangular y por tanto la superficie de intercambio también es menor. Por el contrario la limpieza se realiza mucho mejor con esta disposición. Por otro lado, la disposición romboidal es similar a la cuadrangular pero girada 45 grados. Esta Configuración contiene el mínimo número de tubos para un tamaño determinado.
Intercambiador de doble tubo

Los intercambiadores de calor de tubos concéntricos o doble tubo son los más sencillos que existen. Están constituidos por dos tubos concéntricos de diámetros diferentes. 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.
Hay dos posibles configuraciones en cuanto a la dirección de los fluidos: a contracorriente y en paralelo. A contracorriente los dos fluidos entran por los extremos opuestos y fluyen en sentidos opuestos; en cambio en paralelo entran por el mismo extremo y fluyen en el mismo sentido. A continuación se pueden ver dos imágenes con las dos posibles configuraciones de los fluidos dentro de los tubos
Los intercambiadores de calor de tubos concéntricos o doble tubo pueden ser lisos o aleteados. Se utilizan tubos aleteados cuando el coeficiente de transferencia de calor de uno de los fluidos es mucho menor que el otro. Como resultado el área exterior se amplia, siendo ésta más grande que el área interior.
Flujo paralelo
Como se ilustra en la figura, existe un flujo paralelo cuando el flujo del tubo interno y el flujo de sector externo ambos fluyen en la misma dirección. En este caso, los dos fluidos entran al intercambiador por el mismo extremo y estos presentan una diferencia de temperatura significativa. Como el calor se transfiere del fluido con mayor temperatura hacia el fluido de menor temperatura, la temperatura de los fluidos se aproxima la una a la otra, es decir que uno disminuye su temperatura y el otro la aumenta tratando de alcanzar el equilibrio térmico entre ellos.
Debe quedar claro que el fluido con menor temperatura nunca alcanza la temperatura del fluido más caliente.
Flujo en contracorriente
Como se ilustra en la figura, se presenta un contraflujo cuando los dos fluidos fluyen en la misma dirección pero en sentido opuesto. Cada uno de los fluidos entra al intercambiador por los extremos opuestos. Como el fluido que entra con menor temperatura sale en contracorriente del intercambiador de calor en el extremo donde entra el fluido con mayor temperatura, la temperatura del fluido más frío se aproximará a la temperatura de entrada del fluido caliente. Este tipo de intercambiador resulta ser más eficiente que el tipo mencionado anteriormente. En contraste con el intercambiador de calor de flujo paralelo, el intercambiador de contracorriente puede presentar la temperatura más alta en el fluido frío y la más baja temperatura en el fluido caliente una vez realizada la transferencia de calor en el intercambiador. 

APLICACIONES INDUSTRIALES
Industria alimentaria: enfriamiento, termización y pasteurización de leche, zumos, bebidas carbonatadas, salsas, vinagres, vino, jarabe de azúcar, aceite, etc.
Industria química y petroquímica: producción de combustibles, etanol, biodiésel, disolventes, pinturas, pasta de papel, aceites industriales, plantas de cogeneración, etc.
Industria del Aire acondicionado: cualquier proceso que implique enfriamiento o calentamiento de los gases.
Calefacción y Energía Solar: producción de agua caliente sanitaria, calentamiento de piscinas, producción de agua caliente mediante paneles solares, etc.
Industria marina: enfriamiento de motores y lubricantes mediante el empleo del agua del mar.

APLICACIÓN DEL INTERCAMBIADORES A PLACAS EN LA INDUSTRIA MARÍTIMA
Los intercambiadores a placas son utilizados como enfriadores de aceite, enfriadores de agua de refrigeración de los motores, generadores de agua potable.

Como característica particular de los ICP en la Industria Marina cabe destacar el material de las placas para poder resistir el poder de corrosión del agua del mar. El material empleado habitualmente es el Titanio, de menor peso que el acero inoxidable y resistente a la corrosión del agua salina.

En los generadores de agua potable también se utilizan ICP, que a diferencia de los intercambiadores de tubos, ocupan mucho menor espacio y proporcionan un rendimiento mucho más eficiente.

Esto es particularmente importante en los navíos, dado que el espacio y el peso son dos factores cruciales en su construcción.


APLICACIÓN DEL INTERCAMBIADORES DE CALOR EN LA INDUSTRIA MARINA EN LA FABRICACION DE BARCOS:
Los intercambiadores de calor son utilizados en tareas de enfriamiento en la sala de máquinas. Se presentan como una solución óptima, tanto técnicamente como económicamente, ya que se aseguran que el calor generado por la maquinaria del barco y sus componentes sea conducido al enfriador central a través de un circuito de agua fria. De esta manera se mantienen las conformidades con las reglamentaciones ambientales. 
Además, los intercambiadores de calor pueden ser utilizados en otras aplicaciones como por ejemplo en la exploración offshore (dragado y plataformas de perforación, etc.
Los intercambiadores de calor son utilizados en las siguientes aplicaciones:

ENFRIAMIENTO DE ACEITE DE LUBRICACIÓN
Enfriamiento central de los motores y turbinas generales y auxiliares
Enfriamiento de aceites de transmisión, de compresión y otros
Pre calentamiento de aceite pesado y de lubricación
Pre calentamiento de agua de mar para la producción de agua fresca
Intercambio de calor para aire acondicionado de las áreas de pasajeros y de carga
Pre calentamiento del combustible diesel
CONSTRUCCIÓN DE MOTORES MARINOS 
El enfriamiento de motores diesel es la aplicación más importante de los intercambiadores de calor en la industria marina. Es por esto que las unidades están diseñadas para poder ser posicionadas de manera separada al lado del motor o pueden ser montadas directamente en el bloque del motor, de manera de poder ahorrar espacio.

BENEFICIOS:
Intercambiadores de calor de placas

Beneficio principal: alta eficacia con soporte de ciclo de vida útil
Más allá de simplemente ser un intercambiador de calor de placas que cumpla con las especificaciones, es necesario también un diseño de fácil mantenimiento y soporte del ciclo de vida útil.
 
Modularidad para obtener flexibilidad
El intercambiador de calor de placas brinda una excepcional eficacia en la transferencia de calor de un líquido a otro o de vapor a líquido. Este intercambiador modular combina bastidores, placas y conexiones para formar una serie de configuraciones. Al usar distintos tipos de placas con diversas características, los intercambiadores se pueden adaptar a una amplia variedad de aplicaciones. Los intercambiadores se pueden desmontar fácilmente para realizarles una inspección, un mantenimiento y hasta una expansión mediante el agregado de placas.

Velocidades altas de transferencia de calor
La turbulencia creada por los intercambiadores de calor de placas promueve una transferencia de calor máxima. Con su alta eficacia, los intercambiadores pueden manejar ajustes de temperatura de menos de 1º C (2º F), La unidad también ofrece valores "U" o "K" de 3 a 6 veces más altos que los intercambiadores de carcasa y tubos.
 
Estas opciones mejoran el uso de caídas de presión disponibles y aumentan la eficacia. El flujo diagonal es especialmente importante en flujos de mayor caudal y tareas poco exigentes relacionadas con el número de unidades de transferencia (NTU).

Diseño compacto
Gracias a su elevada eficacia, el intercambiador de calor de placas conserva el espacio y la carga sobre el piso más allá de lo posible con un intercambiador de carcasa y tubos de potencia idéntica. El intercambiador de calor de placas de puede caber en 20 % a 50 % del espacio de un intercambiador de carcasa y tubos, incluido el espacio de mantenimiento y servicio. Este espacio compacto usa los espacios reducidos de manera productiva, lo que es especialmente importante para las expansiones de producción. Gracias a su peso más liviano, el transporte y el montaje son menos costosos. Además, cuesta menos.

Acción autolimpiante
El perfil de velocidad de la unidad y la turbulencia inducida hace que los depósitos de productos sucios se puedan quitar continuamente de la superficie de transferencia de calor durante el funcionamiento; por consiguiente, se reduce la contaminación. La turbulencia de las placas también mejora la eficacia de los procedimientos de retrolavado con agua y limpieza in situ (CIP) con menos necesidad de desarmar el intercambiador. Las placas se pueden someter a un electropulido para facilitar la limpieza de manera manual o in situ. La unidad se abre dentro de su propio espacio simplemente al aflojar los pernos de las barras de acoplamiento y hacer rodar el bastidor móvil nuevamente hacia la columna de soporte. 












CARACTERÍSTICAS DE LOS INTERCAMBIADORES DE CALOR

TIPO
CARACTERISTICAS CONSTRUCTIVAS
APLICACIONES

Tubo y Carcaza
Haz de tupos dentro de una carcaza cilíndrica, con presencia de deflectores para generar turbulencias y soportar los tubos. El arreglo de tubos es paralelo al eje longitudinal de la carcaza y puede estar fijo o ser de cabeza flotante. Tubos internos lisos o aleatados.
Multiuso. Prácticamente se amolda a cualquier servicio, por lo general es el primer intercambiador que se considera en una determinada aplicación.

Enfriados con Aire y Radiadorea

Haces de tubos soportados por una estructura sobre los que sopla aire en forma cruzada. Los tubos pueden der lisos o poseer aletas.

Se emplean mucho cuando el costo del agua es elevado o cuando es elevado o cuando se requiere de una torre de enfriamiento para el agua.


Condensación o enfriamiento de fluidos, sistemas de enfriamiento de vehículos.

Doble Tubo

Dos tubos concéntricos en forma de "U" u horquill. El tubo interno puede ser liso o poseer aletas.

Se utilizan cuando se requieren areas e transferencia de calor pequeñas (100 a 200 ft2). Son muy utiles en operaciones a altas presiones.

Láminas empacas:
PHE con empacaduras

Serie de laminas corrugadas entre si por empacaduras.

Muy utilizado en la industria alimenticia, sobre todo con fluidos viscosos. Cuando se requieren condiciones sanitarias extremas.

Láminas empacas:
PHE sin empacaduras

Serie de láminas corrugadas separada entre sí soladas en sus bordes.

Manejo de fluidos y sobre todo peligrosos o a altas presiones.

Espiral

Láminas metálicas enrolladas una sobre la otra en forma de espiral.

No presentan problemas de expansión diferencial. Muy empleados en servicios criogénicosy cuando se manejan fluidos muy viscosos, lodos o líquidos con sólidos en suspensión (industria del papel).







Características de intercambiadores de calor (continuación)

TIPO
CARACTERÍSTICAS CONSTRUCTIVAS
APLICACIONES

Laminas soldadas

Paquete de láminas separadas por aletas corrugadas.

Intercambio gas-gas o gas-liquido. El fluido que va por la parte de las aletas debe ser limpio y poco corrosivo.

Superficie raspadora

Tubos concéntricos, provistos de cuchillas raspadoras rotatorias ubicadas en la pared externa del tubo interno, las cuales sirven para limpiar la superficie de transferencia de calor.

Muy utilizada cuando se opera con fluidos que se solidifican o cristalizan el enfriarse.

Bayoneta

Dos tubos concéntricos. El tubo interno se utiliza para suplir de fluido al ánulo localizado entre el tubo externo y el interno.a superficie de transferencia de calor.ia, sobre todo con fluidos viscosos.

Se emplea generalmente, cuando una diferencia de temperatura entre el fluido de los tubos y el del ánulo, sumamente elevada.

Enfriadores de película descendente

Consisten en tubos verticales por dentro de los cuales desciende agua en forma de película.

Enfriamientos especiales.

Enfriadores de serpentin

Serpentines metálicos sumergidos en un recipiente con agua.

Enfriamientos de emergencia.

Condensadores barométricos

Torres donde se produce el contacto directo entre agua y vapor.

Se emplean cuando no se mezclan y el fluido de proceso a enfriar.

Enfriadores de cascada

Se rocia agua sobre una serie de tubos que contienen el fluido de proceso.

Para enfriar fluidos de proceso muy corrosivos

Grafito impermeable

Equipos construidos con grafito.

Se emplean en servicios altamente corrosivos.





CONCLUSIÓN

Por medio del anterior informe se pudo enfatizar en La funcionalidad de los intercambiadores de carcaza y tubo cuando se requiere variar la temperatura de un fluido. También se pudo reconocer la estructura básica que estos poseen y los elementos que lo conforman. De igual forma se logró identificar las clasificaciones de los intercambiadores de calor según sus fluidos y según también las direcciones y sentidos que estos posean. Así mismo por medio de este informe se pudo conocer los intercambiadores de doble tubo los cuales por su eficacia son los más utilizados hoy en día.



BIBLIOGRAFIA:

http://www.laygo.es/es/3704/aplicaciones/Industria-maritima.htm

http://www.slideshare.net/yumardiaz/intercambiadores-decalortiposgeneralesyaplicaciones

http://jfc.us.es/DESCARGAS/IFC/P1%20INTERCAMBIADOR.pdf


http://www.radiadoresgallardo.cl/topintercambiaodres.pdf

http://www.cie.unam.mx/~ojs/pub/HeatExchanger/Intercambiadores.pdf

http://www.frro.utn.edu.ar/repositorio/catedras/quimica/3_anio/integracion3/Torres_de_enfriamiento.pdf

http://www.efn.unc.edu.ar/dep/aero/InvyDesa/Documentos/ITtorres.pdf

http://termoaplicadaunefm.files.wordpress.com/2012/01/clase-de-intercambiadores.pdf