BESCANVIADOR DE CALOR GAS-GAS
A BOIXAC, concebem i dissenyem solucions d’intercanvi de calor gas-gas a mida, orientades a la millora de l’eficiència energètica en processos industrials. Els nostres bescanviadors de calor estan optimitzats per a la recuperació d’energia entre dos corrents gasosos independents, com ara aire, fums, nitrogen o altres gasos de procés, transformant la calor residual en estalvi econòmic i reducció de l’impacte ambiental.
Com a especialistes en concepció tècnica i enginyeria conceptual, us assessorem per seleccionar la tecnologia més adient entre les nostres solucions aire-aire i aire-fums. La nostra metodologia es basa en una anàlisi exhaustiva dels paràmetres de procés (temperatures, cabals, composició i restriccions operatives) per conceptualitzar l’equip que maximitzi el retorn de la inversió (ROI).
Què és un bescanviador de calor gas-gas i com millora l’eficiència energètica del vostre procés?
Un bescanviador de calor gas-gas és un equip dissenyat per transferir energia tèrmica entre dos corrents gasosos sense barreja directa. L’intercanvi es produeix a través d’una superfície de separació sòlida, generalment metàl·lica, que permet el pas de la calor per conducció i convecció, mantenint els fluids totalment aïllats.
El mecanisme bàsic d’operació és el següent:
El corrent calent cedeix energia tèrmica a la paret de l’intercanviador.
La paret de separació transmet aquesta energia per conducció.
El corrent fred absorbeix la calor des de la cara oposada.
L’impacte sobre l’eficiència energètica del procés és directe, mesurable i quantificable:
Reducció del consum energètic: L’energia recuperada del gas calent es reutilitza per escalfar o refredar el gas fred, disminuint la demanda de sistemes primaris com calderes, cremadors o resistències elèctriques.
Millora del rendiment del procés: Els gasos entrants es preescalfen (pre-heating) o prerefreden (pre-cooling), assolint condicions d’entrada òptimes a reactors, forns o cambres de procés.
Reducció de l’impacte ambiental: Menor consum de combustibles fòssils o electricitat implica una reducció proporcional d’emissions de CO₂ i altres gasos d’efecte hivernacle.
Reducció de costos operatius: La inversió en un bescanviador gas-gas es recupera mitjançant l’estalvi energètic continu, amb períodes de retorn típics entre 3 i 12 mesos, segons l’aplicació.
El disseny òptim depèn de múltiples factors crítics, que analitzem de manera específica per a cada projecte.
Aplicacions industrials clau dels bescanviadors de calor gas-gas
La nostra experiència en la concepció de solucions gas-gas abasta múltiples sectors industrials, amb l’objectiu de convertir la calor residual —tradicionalment un cost— en un recurs energètic.
Preescalfament d’aire de combustió
Aplicació clau dels bescanviadors aire-fums. Els gasos d’escapament de forns, calderes o turbines, amb temperatures habituals entre 200 °C i 600 °C, cedeixen energia a l’aire de combustió entrant. Això permet millorar l’eficiència de la combustió i reduir el consum de combustible entre un 10 % i un 30 %.
Sistemes de ventilació i climatització industrial (HVAC)
En naus industrials, l’aire d’extracció calent pot transferir energia a l’aire exterior entrant mitjançant bescanviadors aire-aire, reduint significativament la càrrega tèrmica dels sistemes d’escalfament o refrigeració.
Processos químics i farmacèutics
Els bescanviadors gas-gas permeten ajustar i estabilitzar la temperatura dels gasos de procés, recuperant energia d’altres punts de la instal·lació i assegurant homogeneïtat tèrmica i estabilitat de reacció.
Tractament d’efluents gasosos abans de la depuració
Abans de la filtració o rentat, sovint és necessari refredar els gasos per protegir filtres i depuradors. Un bescanviador gas-gas permet aquest refredament recuperant energia útil per a altres etapes del procés.
Assecatge i tractament tèrmic
En sistemes d’assecatge amb aire calent, l’aire d’escapament encara conté una quantitat significativa d’energia que pot ser recuperada per preescalfar l’aire nou, reduint el consum energètic global.
Tecnologies i dissenys específics de bescanviadors gas-gas
La tecnologia seleccionada depèn de la naturalesa dels gasos, rang de temperatures, contingut de partícules i limitacions d’espai. A BOIXAC, conceptualitzem la solució més robusta i eficient dins de dues grans famílies tecnològiques.
Conegueu les nostres solucions en intercanviadors de calor gas
Bescanviadors de calor aire-aire: aplicacions i avantatges
Els bescanviadors aire-aire estan dissenyats per a corrents nets o lleugerament carregats, habitualment mitjançant feixos de tubs llisos o plaques, maximitzant la superfície d’intercanvi en un volum compacte.
Característiques clau del disseny conceptual:
Geometria flexible: flux creuat, paral·lel o contracorrent segons eficiència i espai disponible.
Selecció de materials: acer al carboni, acer inoxidable o alumini segons requisits de corrosió i conductivitat.
Optimització de la pèrdua de càrrega: equilibri entre eficiència tèrmica i consum energètic dels ventiladors.
Avantatges principals:
Ideal per a ventilació industrial i recuperació de calor en corrents nets.
Manteniment simplificat, amb accessos dissenyats per a neteja manual o sistemes assistits.
Llarga vida útil, gràcies a geometries que minimitzen l’embrutiment.
Bescanviadors aire-fums: recuperació d’energia en fluxes i processos de combustió
Els bescanviadors aire-fums estan dissenyats per a condicions severes: altes temperatures (fins a 850 °C en casos específics) i presència de partícules o compostos corrosius.
Pilars del disseny conceptual BOIXAC:
Materials d’alta resistència: acer al carboni, AISI 304, AISI 316, o aliatges d’alta temperatura com AISI 309 i AISI 310, seleccionats mitjançant anàlisi teòrica de corrosió i oxidació.
Geometries resistents a l’encrostament: tubs llisos que faciliten la neteja i redueixen la degradació de rendiment.
Avantatges clau:
Elevat estalvi de combustible, amb retorn d’inversió ràpid.
Protecció d’equips posteriors, com filtres de mànigues o depuradors.
Reducció directa de la petjada de carboni de la instal·lació.
Factors crítics de disseny i selecció
Des de BOIXAC us aportem bescanviadors gas-gas eficients, amb un minuciós anàlisi dels paràmetres del procés:
Diferència de temperatures (ΔT) i perfil tèrmic
Cabal màssic i volumètric dels gasos
Pèrdua de càrrega admissible
Composició química i risc de corrosió o encrostament
Disponibilitat d’espai i criteris de muntatge
Requisits de neteja i manteniment
Recuperadors de calor
segellats a l’aire
Preescalfadors
d’aire
FAQs
Quin material és més adient per a un bescanviador aire-fums?
No existeix un material únic òptim; la selecció depèn de la temperatura, la composició química dels fums i el risc de corrosió. En aplicacions habituals, els acers inoxidables ofereixen un bon equilibri entre resistència i durabilitat.
No hi ha una resposta única, ja que el material depèn de la temperatura màxima de treball, la presència d’humitat, compostos corrosius (SOₓ, NOₓ, HCl) i del punt de rosada àcida. Per a fums de combustió de gas o gasoil fins a 400–500 °C, l’acer inoxidable AISI 316L és habitualment adequat. Per a temperatures més elevades o amb presència de clorurs, sofre o ambients oxidants severs (com incineració de residus), cal considerar aliatges d’alta temperatura com AISI 309 o AISI 310.
A BOIXAC, realitzem una anàlisi teòrica de corrosió i condensació per conceptualitzar el material òptim en cada aplicació.
Es poden netejar fàcilment els bescanviadors gas-gas?
Sí. Els bescanviadors gas-gas es poden dissenyar per facilitar la neteja, mitjançant accessos, geometries anti-encrostament o sistemes de neteja assistida, segons el nivell d’embrutiment del gas.
La neteja és un criteri clau en la fase de concepció. En aplicacions aire-aire amb gasos nets, es poden preveure accessos laterals o frontals per a neteja manual periòdica. En corrents encrostants o amb partícules, conceptualitzem geometries de tubs llisos, majors passos de flux i, si cal, la integració de sistemes de neteja automàtica, com sootblowers d’aire comprimit o neteja amb aigua a alta pressió.
En casos crítics, es poden plantejar dissenys modulars, que permeten intervenir mòduls individuals sense aturar completament el procés.
Quin estalvi energètic puc esperar amb un bescanviador gas-gas?
L’estalvi energètic depèn de les temperatures i cabals del procés, però en aplicacions industrials habituals pot situar-se entre un 10 % i un 30 %, amb retorns d’inversió ràpids.
L’estalvi energètic està directament relacionat amb la diferència de temperatures (ΔT), el cabal dels gasos i les hores anuals de funcionament. En preescalfament d’aire de combustió, els estalvis en combustible solen oscil·lar entre un 10 % i un 30 %. En sistemes de ventilació amb recuperació de calor, la reducció de la demanda de calefacció o refrigeració pot arribar al 40–70 %.
Per obtenir una xifra precisa, és imprescindible una avaluació energètica específica del procés, que permeti calcular el ROI real del bescanviador gas-gas.
Quina és la vida útil típica d’un bescanviador gas-gas?
Amb un disseny adequat i una correcta selecció de materials, un bescanviador gas-gas pot tenir una vida útil llarga i estable, limitada principalment per les condicions de procés i el manteniment.
La vida útil d’un bescanviador gas-gas depèn de la corrosió, l’erosió, l’embrutiment i les condicions operatives. Una correcta avaluació inicial dels gasos i la selecció de materials adequats permeten assolir durades molt prolongades.
A BOIXAC, els plantejaments conceptuals inclouen recomanacions de manteniment preventiu i condicions d’operació, orientades a maximitzar la durabilitat i mantenir el rendiment tèrmic al llarg del temps.
Quin tipus d’intercanviador és més eficient: aire-aire o aire-fums?
Tant els bescanviadors aire-aire com els aire-fums poden assolir elevades eficiències de recuperació; la millor opció depèn de les condicions del procés i del tipus de gasos.
Ambdós sistemes poden assolir eficiències de recuperació tèrmica superiors al 70–80 %, sempre que el disseny sigui adequat. La selecció correcta depèn de factors com embrutiment, nivell d’aïllament entre corrents, contraccions i dilatacions dels materials, corrosió, pèrdua de càrrega admissible, espai disponible i requisits de manteniment.