Lograr la especificación correcta para su intercambiador de calor puede marcar una diferencia significativa en el rendimiento y la vida útil de la unidad. Aquí trataremos sobre la importancia de la refrigeración de pase simple, doble y triple.
Cada intercambiador de calor de carcasa y tubos transporta un flujo de agua de refrigeración a través del núcleo central de su tubo. Sin embargo, dependiendo de su diseño, el agua puede fluir a través de la unidad una, dos o tres veces, lo que se hace para conseguir el rendimiento de refrigeración óptimo en función del volumen disponible de agua durante el proceso.
Si el volumen completo del agua de refrigeración pasa a través de todos los tubos del intercambiador de calor en un solo flujo, este formato se conoce como de paso simple o de un pase. El agua de refrigeración circula a través del intercambiador de calor literalmente solo una vez, transfiriendo el calor del «circuito de enfriamiento primario» a medida que avanza. En aplicaciones en las que existe una gran cantidad de agua de refrigeración, tales como la refrigeración de motores marinos, esta disposición es la ideal.
En algunas aplicaciones en las que el espacio es limitado, mantener la entrada y la salida en lados opuestos del intercambiador de calor puede presentar problemas de montaje debido a las tuberías requeridas. En tales casos, los intercambiadores de calor de 2 pases son una solución ideal, ya que cuentan con conexiones de agua de entrada y salida en la misma tapa de extremo, por lo que el agua de refrigeración entra y sale del intercambiador de calor desde la misma ubicación. Los intercambiadores de calor de 2 pases también son capaces de operar con las altas velocidades de agua con las que se trabaja en aplicaciones de refrigeración marina.
Sin embargo, en muchas aplicaciones industriales o de procesos de refrigeración la disponibilidad de agua para el proceso de enfriamiento puede ser limitada. En estos casos, la refrigeración triple o de 3 pases puede proporcionar la solución ideal. Como su nombre indica, la disposición de 3 pases utiliza cubiertas de extremo especialmente diseñadas que dividen el núcleo del tubo del intercambiador de calor en tres secciones separadas. El agua de refrigeración accede al tercio inferior del intercambiador de calor y circula a través de la cubierta del extremo opuesto, desde donde se envía de vuelta a través del tercio medio del núcleo del tubo, luego pasa a través del tercio superior de la unidad antes de salir del intercambiador de calor. Restringir el área por donde fluye garantiza que la velocidad del agua disponible se mantiene al nivel más efectivo para el intercambiador de calor.
Los caudales y la velocidad del agua de refrigeración son de vital importancia para el rendimiento y la vida útil de un intercambiador de calor, y para garantizar que se consigan los caudales óptimos, sin sufrir los problemas asociados con una velocidad excesiva del agua, es esencial seleccionar el formato más adecuado de intercambiador de calor para la aplicación concreta.
A medida que se incrementa la cantidad de agua de refrigeración, los intercambiadores de calor de uno o dos pases se convierten en la opción más adecuada. Si la velocidad del agua de refrigeración se mantiene en un nivel óptimo (consulte nuestra documentación técnica o el artículo titulado «Velocidad Terminal»), el rendimiento de la transferencia térmica de los intercambiadores de calor mejora, requiriendo menos pases a través de la unidad.
Siempre que el flujo de agua de refrigeración se pueda mantener a la velocidad adecuada, es preferible que fluya a través del intercambiador de calor lo más rápidamente posible para eliminar la posibilidad de que el agua se caliente convirtiéndose en menos efectiva para enfriar «el circuito primario de refrigeración».
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