Aplicaciones De Los Intercambiadores De Calor

Aplicaciones de los intercambiadores de calor
Los intercambiadores de calor se encuentran en muchos sistemas químicos o mecánicos. Estos sirven, como su nombre
lo indica, para ganar calor o expeler calor en determinados procesos. Algunas de las aplicaciones más comunes se encuentran en calentamiento, ventilación, sistemas de acondicionamiento de espacios, radiadores en máquinas de combustióninterna, calderas, condensadores, y precalentadores o enfriamiento de fluidos. En este apartado se revisan algunas aplicaciones específicas de intercambiadores de calor. A continuación se proveen varios ejemplos específicos de cómo funciona un intercambiador de calor en un determinado sistema, claro está que no se cubren todas las aplicaciones posibles.

Precalentador.
En sistemas de vapor degran escala, o en sistemas donde se requieren grandes temperaturas, el fluido de entrada es comúnmente precalentado en etapas, en lugar de tratar de calentar dicho fluido en una sola etapa desde el ambiente hasta la temperatura final. El precalentamiento en etapas incrementa la eficiencia del la planta y minimiza el choque térmico de los componentes, que es el caso de inyectar fluido a temperaturaambiente en una caldera u otro dispositivo operando a alta temperatura. En el caso de sistemas de generación de vapor, una porción del vapor generado es sustraído y utilizado como fuente de calor para recalentar el agua de alimentación en etapas. La figura muestra un ejemplo de la construcción y de las componentes internas de un intercambiador de calor de agua de alimentación con tubos en forma de"U" de una planta de generación de potencia para la etapa del precalentador. Al entrar el vapor al intercambiador de calor y fluir alrededor de los tubos, éste transfiere su energía térmica y se condensa. Observe que el vapor entra por la parte superior de la carcaza del intercambiador de calor, donde transfiere no solamente el calor sensible (cambio de temperatura) sino también transfiere sucalor latente de la vaporización (condensación del vapor en agua). El vapor condensado entonces sale como líquido en el fondo del intercambiador de calor. El agua de alimentación entra al intercambiador de calor en el extremo inferior derecho y fluye por los tubos. Observe que la mayoría de estos tubos estarán debajo del nivel fluido en el lado de la carcaza. Esto significa que el agua de alimentaciónestá expuesta al vapor condensado primero y en seguida viaja a través de los tubos y por detrás alrededor del extremo superior derecho del intercambiador de calor. Después de hacer una vuelta de 180◦, entonces el agua de alimentación parcialmente calentada esta sujeta a la entrada de vapor más caliente que entra a la carcaza. El agua de alimentación es calentada a mayor temperatura por el vaporcaliente y después sale del intercambiador de calor. En este tipo de intercambiador de calor, el nivel fluido del lado de la carcaza es muy importante en la determinación de la eficacia del intercambiador de calor, pues el nivel fluido del lado de la carcaza determina el número de tubos expuestos al vapor caliente.

Radiador.
Comúnmente, los intercambiadores de calor están pensados comodispositivos líquido-a-líquido solamente. Pero un intercambiador de calor es cualquier dispositivo que transfiere calor a partir de un fluido a otro fluido. Algunas plantas dependen de intercambiadores de calor aire/liquido. El ejemplo más familiar de un intercambiador de calor aire-líquido es un radiador de automóvil. El líquido refrigerante fluye por el motor y toma el calor expelido y lo lleva hasta elradiador. El líquido refrigerante fluye entonces por tubos que utilizan aire fresco del ambiente para reducir la temperatura del líquido refrigerante. Ya que el aire es un mal conductor del calor, el área de contacto térmico entre el metal del radiador y el aire se debe maximizar. Esto se hace usando aletas en el exterior de los tubos. Las aletas mejoran la eficacia de un intercambiador de...