Intercambiador de calor

INTERCAMBIADOR DE CALOR CUESTIONES Y RESPUESTAS ¿Qué es un intercambiador de calor? Un intercambiador de calor es un dispositivo que tiene como función el de transferir energía térmica de un elemento a otro, enfriando y calentando. Estos elementos pueden ser gases, líquidos o sólidos y, en función de sus características, con el objetivo de optimizar la eficiencia en el proceso de transferencia de calor, la construcción de los intercambiadores de calor puede variar. ¿Para qué sirve un intercambiador de calor? Un intercambiador de calor facilita la transferencia de energía térmica, refrigerando y calentando distintos elementos entre los que podemos encontrar fluidos, gases y sólidos. Esta función es especialmente útil en procesos industriales como el secado, la pasteurización, la evaporación, la refrigeración o la destilación. Así mismo también sirve para recuperar la energía residual, controlar la temperatura ambiental y refrigerar motores. ¿Qué industrias utilizan intercambiadores de calor? El tratamiento térmico de los intercambiadores de calor es esencial para muchos de los procesos propios de la industria energética, alimentaria, química, azucarera, vidriera, automovilística, papelera, farmacéutica, secado de materiales, textil, petróleo, gas, metalúrgica, centros de datos y electrónica. También encontramos intercambiadores de calor en otros ámbitos como el agroalimentario y el terciario. ¿Cómo funciona un intercambiador de calor? Un intercambiador de calor se caracteriza por disponer de dos secciones, en cada una de las cuales circula un elemento que puede ser fluido, gas o sólido. Estas secciones están separadas mediante el espesor de un tubo o placa por donde se transfiere el calor de un lado al otro sin que los flujos se mezclen. Para que la energía térmica se transfiera debe haber un cierto diferencial de temperatura entre los flujos y los materiales seleccionados deben ser conductores. Es por ello que a menudo los intercambiadores de calor están fabricados en cobre, aluminio, acero, acero inoxidable, titanio o cuproníquel, tanto para maximizar el coeficiente de intercambio térmico como también para adaptarse a las distintas particularidades que pueda tener cada elemento. La selección de la construcción del intercambiador de calor está directamente relacionada con las condiciones de trabajo. ¿Qué tipos de intercambiadores de calor hay? Los intercambiadores de calor pueden ser fabricados siguiendo construcciones muy distintas entre las que destacamos: 1. Intercambiadores de tubos. Intercambiador de tubos lisos, sin aletas. Intercambiador de tubos con aletas continuas. Intercambiador de tubos con aletas helicoidales. 2. Intercambiadores de placas. Intercambiadores de placas de almohada. Intercambiadores de placas de flujo cruzado. Intercambiadores de placas desmontables. Intercambiadores de placas soldadas. 3. Intercambiadores multitubulares. Intercambiadores de doble tubo o intercambiadores de tubos concéntricos. Intercambiadores de tubos y carcasa. ¿Cuál es la eficiencia de un intercambiador de calor? Un intercambiador de calor es un dispositivo pasivo, es decir que por sí mismo no genera frío o calor. Un mismo diseño puede ofrecer distintos niveles de eficiencia en función de las condiciones con las que le hacemos trabajar. Entre las condiciones de trabajo encontramos conceptos como la tipología de los fluidos, los caudales, las temperaturas, las humedades absolutas o los factores de ensuciamiento. Una vez el usuario tiene definido el objetivo, por ejemplo, alcanzar una cierta potencia o una cierta temperatura a la salida del fluido, desde oficina técnica tenemos el objetivo de encontrar la construcción que optimice la eficiencia del intercambiador de calor. ¿Dónde podemos comprar un intercambiador de calor? Puesto que cada instalación tiene sus propias singularidades, con el objetivo de optimizar la eficiencia de cada instalación, los intercambiadores de calor deben ser diseñados y fabricados a medida. Es por ello que recomendamos contactar un especialista que le orientará en la selección y adquisición de estos dispositivos. Le animamos a visitar nuestra web y a contactarnos, nuestra oficina técnica altamente especializada en intercambiadores de calor le orientará.

Intercambiadores de calor en la industria energética

INDUSTRIA ENERGÉTICA INTERCAMBIADORES DE CALOR PARA LA OPTIMIZACIÓN DE LA ENERGÍA Los intercambiadores de calor son un producto muy importante en la optimización de los procesos de transformación de la energía, ya sean centrales térmicas, centrales nucleares o centrales hidroeléctricas, entre otros. Profundizamos en las singularidades de cada uno de estos sistemas a continuación: 1. En las centrales térmicas los intercambiadores de calor se utilizan para transferir el calor generado por combustibles fósiles como el carbón, el petróleo o el gas transmitiéndolo a un fluido como agua sobrecalentada o vapor. Este fluido alcanza altas presiones e impulsa una turbina que genera electricidad. A medida que el fluido impulsa la turbina, se enfría y lo condensamos mediante un nuevo intercambiador de calor que llamamos condensador. Una vez condensado, volvemos a disponer del fluido para calentarlo con la combustión fósil y volver a generar energía. Dentro de las centrales térmicas podríamos encontrar plantas de cogeneración que, además de producir calor, generan electricidad, así como las plantas de trigeneración que, además de producir calor y electricidad, generan energía frigorífica implicando una mayor eficiencia energética y sostenibilidad. 2. En las centrales nucleares los intercambiadores de calor son esenciales para controlar la temperatura del reactor mediante un fluido refrigerante. El fluido refrigerante absorbe el calor y lo transmite a un generador de vapor que convertirá la energía en electricidad. Este fluido refrigerante, una vez enfriado, volverá al inicio para volver a empezar el proceso. Más allá de este aspecto de funcionamiento, los intercambiadores de calor también son utilizados como parte preventiva en los motores diesel con el objetivo de controlar una potencial parada eléctrica. Hay muchos más modelos de generación de energía, todos ellos con singularidades muy especiales que analizaremos en otros artículos. Más allá de las pinceladas explicativas que hemos hecho, todos los proyectos requieren un análisis exhaustivo y un equipo profesional detrás de altamente experimentado. Si tienes alguna necesidad, contáctanos, estamos a tu disposición.

Intercambiadores de calor para producir hielo

INTERCAMBIADOR PARA PRODUCIR HIELO EL SISTEMA INTELIGENTE DE AHORRO ENERGÉTICO Algunos procesos de producción y grandes sistemas de acondicionamiento necesitan importantes cantidades de frío. Tradicionalmente, esto implica la necesidad de instalar equipos de refrigeración de gran potencia con el consiguiente coste de compra, coste energético y coste de mantenimiento. El intercambiador de calor I-SNAKE produce y almacena coronas de hielo a su alrededor durante las horas de menor demanda energética, por ejemplo en las franjas nocturnas. Esto permite que, durante las horas operacionales, generalmente las franjas diurnas donde el coste energético es más caro, dispongamos de una fuente importante de refrigeración adicional, producida a bajo coste y, por tanto, podamos conseguir el mismo rendimiento con máquinas de potencia energética inferior. Entre los productos que pueden ser especialmente interesantes para esta aplicación encontramos: 1. Intercambiador de calor pillow plate. 2. Intercambiador de calor de tubos lisos. 3. Camisas de frío. 4. Intercambiador para producir y almacenar hielo.

Economizador industrial

ECONOMIZADOR INDUSTRIAL INVERNADEROS Y GRANJAS Los recuperadores de calor son importantes en muchos ámbitos, uno de ellos son los invernaderos y las granjas. En este ámbito trabajamos en dos bloques principales: 1. El primer bloque hace referencia al tratamiento de agua para el crecimiento hidropónico de tomates, lechugas, pimientos, fresas, etc. Una solución es calentar el agua en el canal antes de que ésta sea distribuida por las plantas mediante tubos aleteados. Estos sistemas de intercambio de calor pueden utilizar aletas en espiral o aletas continuas en el mismo sentido que los tubos. Esta tecnología homogeneiza la temperatura de las plantas y facilita su control. Otra solución es el calentamiento del aire mediante conductos superiores donde BOIXAC aporta los intercambiadores aleteados que climatizan el aire del invernadero o la granja. Estos intercambiadores pueden incluir múltiples accesorios como ventiladores y controles. 2. El segundo bloque se refiere a la tecnología que enriquece el ambiente y así incrementar la actividad fotosintética. Esto lo hacemos con el reaprovechamiento de la energía excedente de los gases de escape mediante los recuperadores de calor ECOND, AIRY o GASY. Estos equipos de intercambio térmico son seleccionados en función de los fluidos primarios y secundarios; además, los materiales también serán elegidos según las necesidades específicas de cada instalación. Soluciones a medida para la optimización energética de los invernaderos y granjas.

Filtros para el tratamiento del aire

FILTROS PARA EL TRATAMIENTO DEL AIRE CLASIFICACIÓN DE LOS FILTROS DE AIRE Los filtros para el tratamiento del aire son esenciales para mantener su calidad y cuidar la salud de los seres vivos. Así como damos especial importancia a los alimentos y bebidas que consumimos, cabe remarcar que los humanos respiramos cerca de 0,7 kg de aire por hora, convirtiéndose así en un factor de vital importancia para nuestro bienestar. El aire se compone de partículas (sal, polen, fibras,…) y gases (N2, O3, O2, CO2, SO2,…), a menudo inapreciables por el ojo humano, que pueden tener diferentes características como peso, tamaño, velocidades, etc. Aunque nuestro aparato respiratorio filtra estas partículas, a medida que éstas son más pequeñas van introduciéndose con mayor facilidad en nuestro organismo, por ejemplo las partículas de 10 µm se quedarían aproximadamente en los conductos respiratorios, mientras que las partículas de 2, 5 µm llegarían a los pulmones, las partículas de 1 µm podrían introducirse en el torrente sanguíneo y las partículas de 0,1 µm podrían atravesar la membrana celular. De acuerdo con la información proporcionada por Camfil en la Pharmaceutical Solutions Day, el 99,9% de las partículas en suspensión en el aire tienen un diámetro inferior a 1 µm y, según se publica en el ASHRAE Handbook, en estos tamaños de partículas encontraríamos partículas diésel, humos de aceite, humos de tabaco, amiantes y bacterias, entre otros. Por tanto, su control es esencial sobre todo en campos como la salud, la industria alimentaria o la industria farmacéutica. Seguidamente encontramos la clasificación sintetizada de los diferentes filtros de acuerdo a la ISO 29463 y la norma EN 1822:2009: Grupo Clase EN1822 y EN16890 Clase ISO29463 Aplicación Valor integral Valor local % efic. % pen. % efic. % pen. PRE G1 – Prefiltros insectos, fibras, polvo, arena n/a n/a – – PRE G2 – Prefiltros insectos, fibras, polvo, arena n/a n/a – – PRE G3 – Prefiltros insectos, fibras, polvo, arena n/a n/a – – PRE G4 – Prefiltros insectos, fibras, polvo, arena n/a n/a – – – M5 – Talleres, fábricas, almacenes n/a n/a – – – M6 – Oficinas, almacenes, prefiltros E10 y E11 n/a n/a – – – F7 – Centros de datos, hospitales, prefiltros H12 a H14 n/a n/a – – – F8 – Centros de datos, hospitales, prefiltros H12 a H14 n/a n/a – – – F9 – Centros de datos, hospitales, prefiltros H12 a H14 n/a n/a – – EPA E10 – Alimentación, farmacèuticas 85 15 – – EPA E11 ISO 15 e 20 E Alimentación, farmacèuticas 95 5 – – EPA E12 ISO 25 e 30 E Alimentación, salas blancas 99,5 0,5 – – HEPA H13 ISO 35 e 40 H Nuclear, ambientes estériles, farmacéuticas 99,95 0,05 99,75 0,25 HEPA H14 ISO 45 H e 50 U Electrónica, farmacéuticas 99,995 0,005 99,975 0,025 ULPA U15 ISO 55 e 60 U Electrónica, farmacéuticas 99,9995 0,0005 99,9975 0,0025 ULPA U15 ISO 55 e 60 U Electrónica, farmacéuticas 99,99995 0,00005 99,99975 0,00025 ULPA U17 ISO 75 U Laboratorios, farmacéuticas 99,999995 0,000005 99,9999 0,0001 Uno de los factores característicos de los filtros de aire es que al tratarse de un elemento situado en medio del flujo de aire (dentro de sistemas HVAC, Unidades de Tratamiento de Aire, cajas de impulsión, cajas de extracción de aire aire o purificadores de aire), implican una pérdida de carga que, a mayor grado de filtrado, ésta puede ir considerablemente en aumento con el consecuente coste energético. Por esta razón la selección de la tipología de filtro, más allá de la eficacia, debe valorarse también en la eficiencia, la resistencia y la vida útil. Contáctanos y te ayudaremos en la selección de tu sistema de filtrado.

Recuperación de calor industrial

RECUPERACIÓN DE CALOR INDUSTRIAL LA ENERGÍA MÁS VERDE, ÓPTIMA Y SOSTENIBLE Desde BOIXAC hemos tenido el honor de ser invitados y participar en el podcast Con G de Geo que tiene por objetivo acercar la ingeniería que busca el desarrollo a través de la sostenibilidad, mediante las energías renovables, la optimización energética y el uso eficiente de los recursos. Seguidamente encontrarás la transcripción con nuestra aportación y te animamos a escucharnos a través del enlace adjunto. «En diciembre de 2019 se aprobó lo que conocemos como Pacto Verde Europeo, que tiene por objetivo alcanzar la neutralidad climática dentro de 2050. Para ello, se hizo un escalado con las distintas acciones a realizar y, uno de los peldaños en los que pararemos y analizaremos si hemos hecho los deberes, es en 2030. Además de incluir aspectos como recuperar la biodiversidad, mejorar el benestar animal o fomentar la gestión forestal sostenible, hay tres aspectos que influencian directamente al campo de la energía: – Establecer una cuota mínima de energías renovables del 40%. – Mejorar la eficiencia energética en un 36-39%. – Reducir las emisiones de gases de efecto invernadero en un 55%. Todos estos aspectos son importantes para poner solución a la emergencia climática pero, desde BOIXAC, entendemos que si la población mundial sigue aumentando, por ejemplo, sólo en España se previene un aumento del 2% en los próximos 15 años, más allá del uso de energías renovables, la sostenibilidad pasa por el cambio en el consumo y en la optimización de los recursos. En este sentido, considerando que la industria española consume cerca del 31% del total de la energía, su modernización y optimización es una de las claves para nuestro futuro. Cuando vamos por la autopista, hasta donde nos alcanza la vista, vemos fábricas que necesitan energía para sus procesos, sea por ejemplo para calentar aguas residuales y así facilitar la digestión biológica de los lodos, secar cemento para su correcta conservación, incrementar el CO2 en los invernaderos para aumentar la velocidad de fotosíntesis, enfriar alimentos como bombonas para su modelado, etc. Todos los procesos que necesitan calentar o enfriar requieren energía, y la energía mantiene un equilibrio. De hecho, el calor es la transferencia de energía de una zona de temperatura elevada a otra zona de temperatura más baja. Si por ejemplo miramos qué ocurre en nuestras casas cuando ponemos el aire acondicionado veremos este equilibrio. Mientras la unidad interior impulsa aire frío, la unidad exterior expulsa el calor excedente. Partiendo de este equilibrio energético, vemos que se necesita una cierta renovación del aire interior para mantener su calidad. Para esta renovación cogemos el aire exterior y lo enfriamos o calientamos en función de cada necesidad. Al tiempo que introducimos el aire nuevo, debemos expulsar el aire sobrante del interior para que pueda caber el nuevo y aquí es donde entramos con la recuperación de calor. Si hacemos un salto desde nuestras casas a la industria e imaginamos, por ejemplo, que el aire exterior está a 20ºC y lo queremos calentar para que llegue a los 80ºC en el interior, caso por ejemplo de un secadero en el que necesitamos extraer la humedad. Aquí aparentemente necesitamos un equipo que sea capaz de aumentar la temperatura del aire 60ºC, de 20 a 80ºC. Sin embargo, hay otra posibilidad más inteligente, económica y sostenible. Cuando cogemos este aire del exterior a 20ºC y lo queremos calentar para introducir en una sala, un mismo caudal de aire que estaba en el interior a 80ºC será expulsado. Mediante un sistema de recuperación de calor hacemos que estos dos flujos de aire se crucen sin mezclarse mediante un sistema que conocemos como flujos cruzados. Estos flujos no los mezclamos para así mantener la calidad del aire previamente filtrado, pero sí extraemos el calor del flujo de aire saliente y lo traspasamos al flujo de aire entrante. Con este sistema conseguimos dos objetivos; 1. El aire frío que estamos introduciendo subirá de temperatura, de modo que el equipo que utilizamos para calentarlo, a menudo calderas, podrá trabajar más relajadamente, consumiendo menos energía y, por tanto, ahorrando y siendo más sostenible. 2. El aire caliente que estamos expulsando rebajará notablemente su temperatura asemejándose a la temperatura ambiente y, por consiguiente, seremos aún algo más sostenibles. La tecnología de los recuperadores de calor puede cambiar en función de la aplicación y del fabricante, pero, como hemos visto, se basa en el perfeccionamiento de los filtros para ofrecer una correcta calidad del aire, de los ventiladores para obtener la circulación del aire. el menor consumo eléctrico y de los recuperadores de energía que son el corazón que permiten la magia del intercambio de calor. Aquí se le pueden sumar otros valores añadidos como el control o aislamiento. En nuestro caso particular, desde BOIXAC, nos especializamos en los intercambiadores de calor industriales y, al igual que es importante trabajar para mejorar las técnicas de ventilación y de filtraje, los intercambiadores también progresan para ofrecer soluciones resistentes a ambientes corrosivos, altas presiones y temperaturas de hasta 950ºC, con tubos aplanados para reducir pérdidas de carga y construcciones compactas que actualmente alcanzan niveles de eficiencia superiores al 80%. En el ámbito industrial las aplicaciones tienen muchas singularidades como fluidos, viscosidades, presiones, temperaturas, materiales, coeficientes de ensuciamiento, etc. Es por ello que cada proyecto es estudiado al detalle para optimizar su construcción y así conseguir los objetivos de eficiencia energética, sostenibilidad y ahorro necesario para el avance industrial.»