Preguntas Frecuentes

La tecnología de transferencia del calor es un tema complejo y aquí encontrará alguna de las preguntas que se realizan con mayor frecuencia acerca de los intercambiadores de calor y los enfriadores de aceite, en términos de desempeño, diseño y operación.

Esperamos que encuentre la respuesta a su pregunta en la lista que sigue. Sin embargo, si no está allí, también puede dirigirse a nuestra página Contáctenos, completar y enviar el formulario y le enviaremos directamente una respuesta a su pregunta particular.

Los equipos mecánicos como los motores de combustión interna, las cajas de cambios y los sistemas de transmisión utilizan aceite para lubricar los componentes internos móviles, lo que les permite moverse libremente y reducir el desgaste de las superficies metálicas.

Además de la lubricación, otro uso del aceite de motor es el enfriamiento, para eliminar el calor excesivo de los equipos mecánicos. Por ejemplo, un motor caliente transfiere calor al aceite, que luego circula por un intercambiador de calor (también conocido como un enfriador de aceite), que utiliza aire o agua para enfriar el aceite.

Todos los aceites tienen un rango de temperatura recomendado para su operación y si se lo excede, la viscosidad del aceite se puede debilitar, reduciendo sus cualidades lubricantes. Si la producción de calor excesivo se acumula, la capacidad del aceite de lubricar los componentes se reducirá de forma significativa y en casos extremos, la viscosidad se puede cortar, creando condiciones en las que los componentes de metal se sobrecalientan y producen un desgaste prematuro. En casos extremos, esto puede dar como resultado una falla catastrófica en los componentes.

Esta situación puede tomar lugar cuando el equipo opera a temperaturas altas por períodos largos de tiempo o cuando las condiciones climáticas producen temperaturas mayores en el aire circundante. En tales condiciones, agregar un enfriador de aceite al sistema de lubricación eliminará el calor excesivo, reduciendo la temperatura del aceite para que permanezca dentro del rango correcto para proteger el equipo, prolongando su vida operativa.

El uso de un enfriador de aceite de aire o de agua depende de la aplicación y las condiciones de operación.

Los enfriadores de aceite Bowman son unidades de carcasa y tubos que operan con agua y ofrecen robustez y confiabilidad en un amplio rango de condiciones operativas. Para obtener más información acerca de los enfriadores de aceite Bowman.

Un intercambiador de calor es un dispositivo que transfiere energía de calor de un líquido o gas a otro líquido o gas sin que los dos entren en contacto entre si. Un intercambiador de calor de carcasa y tubos estándar contiene un conjunto de tubos dentro de una carcasa exterior. El agua fría fluye a través de ellos, mientras que el agua o gas caliente fluye a lo largo del exterior de los tubos, permitiendo que el calor del agua o gas caliente se transfiera al agua fría dentro de los tubos.

Un buen ejemplo del funcionamiento del proceso son las piscinas de natación, la mayoría de las cuales se calientan con una caldera utilizando gas, GLP o biomasa como la fuente de energía. En teoría, la forma más eficiente de calentar la piscina sería haciendo circular su agua directamente a través de la caldera. Pero si esto ocurriera, los químicos utilizados en el agua de la piscina para mantenerla apta para su uso corroerían el material con rapidez y dañarían partes fundamentales de la caldera, llevando a fallas prematuras y costosos reemplazos.

Sin embargo, al utilizar un intercambiador de calor como “interfaz” entre el circuito de agua de la caldera y el de la piscina, se protege la caldera de daños y el agua de la piscina puede llevarse rápidamente a la temperatura deseada: el agua de la piscina pasa por el “núcleo de tubos” central, mientras que el agua caliente de la caldera circula alrededor de los tubos, transfiriendo la energía de calor al agua de la piscina.

Aquí puede ver más ejemplos de aplicaciones en las que se utilizan los intercambiadores de calor Bowman.

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Un enfriador de aceite está diseñado para eliminar el calor excesivo del aceite utilizado para lubricar vehículos, máquinas y equipos mecánicos. Estos tipos de enfriadores pueden ser intercambiadores de calor de agua a aceite o de aire a aceite.

Los aceites de lubricación se desarrollan para diferentes tipos de rangos de temperatura y condiciones operativas. Para asegurarse de que un aceite proteja las máquinas y los equipos para los que fue diseñado, siempre debe operar dentro del rango de temperatura designado.

Si está demasiado frío, es más difícil que el aceite lubrique las partes móviles. Si está demasiado caliente, la viscosidad del aceite puede comenzar a quebrarse, dando como resultado el desgaste de los componentes y finalmente la falla del equipamiento.

El problema es que las partes metálicas móviles generan mucho calor, lo que se transfiere al aceite de lubricación. Al agregar un enfriador de aceite al circuito de lubricación, la temperatura de aceite se controla y siempre se mantiene dentro del rango operativo adecuado.

Los enfriadores de aceite pueden utilizar aire o agua, según la naturaleza de la aplicación. Bowman fabrica un amplio rango de diseños de enfriadores de aceite de carcasa y tubos que utilizan agua, para vehículos fuera y dentro de la carretera, plantas de construcción y equipos asociados, enfriando aplicaciones de uso industrial como convertidores de par, transmisión automática y motores de aceite.

Aprenda más acerca de los enfriadores de aceite Bowman.

 

Un enfriador de aceite está diseñado para eliminar el calor excesivo del aceite utilizado para lubricar vehículos, máquinas y equipos mecánicos. Por ejemplo, un motor caliente transfiere calor al aceite que luego circula a través de un intercambiador de calor (también conocido como enfriador de aceite), que utiliza agua o aire para enfriar el aceite.

Logra este objetivo utilizando un medio de enfriamiento, por lo general aire o agua, para transferir calor desde el aceite al medio de enfriamiento. Lo hace sin que el aceite y el medio de enfriamiento entren en contacto uno con el otro.

Por ejemplo, un enfriador de aceite que utiliza aire para enfriar suele verse como un pequeño radiador de auto y logra su propósito pasando el aceite a través de tubos aletados. El aire entrante pasa por encima y alrededor de los tubos, eliminando el calor a su paso.

Para muchas aplicaciones, el enfriamiento de aire no resulta apropiado, y entonces el enfriamiento de agua es la solución. Los enfriadores de aceite de carcasa y tubos son muy populares: el líquido refrigerante pasa por el “núcleo de tubos” central, mientras que el aceite circula alrededor de los tubos, proporcionando una transferencia de calor extremadamente eficiente.

Bowman fabrica un amplio rango de enfriadores de carcasa y tubos refrigerados por agua para convertidores de par, transmisión automática y aceites de motor. Aprenda más acerca de los Enfriadores de Aceite de Bowman.

 

En ciertas condiciones en las que hay un diferencial de temperatura significativo entre el medio de enfriamiento y el líquido que está siendo enfriado, un intercambiador de calor de carcasa y tubos suele ser la solución de enfriamiento más rentable en comparación con un intercambiador de calor de placas, a causa de la corta trayectoria de flujo dentro del intercambiador de calor de placas, que genera una turbulencia significativa y causa altas pérdidas de presión dentro de la unidad.

Como su nombre lo sugiere, los intercambiadores de calor de placas consisten en una serie de placas metálicas delgadas, usualmente de acero inoxidable. Cada placa contiene un intricado patrón realizado a presión, y para asegurarse de que la unidad sea estanca, se ubican juntas de goma entre las placas, que luego se comprimen juntas en un rígido marco para formar una serie de canales de flujo en paralelo que alternan fluidos calientes y fríos.

Por el contrario, los intercambiadores de calor de carcasa y tubo tienen dos componentes principales: la carcasa exterior y el núcleo de tubos dentro de la carcasa. El medio de enfriamiento fluye a través del núcleo de tubos, mientras que los fluidos calientes ingresan a la carcasa a través de un puerto de entrada, fluyendo alrededor de la parte exterior del núcleo de tubos a través de varias placas deflectoras, antes de salir de la carcasa a través del puerto de salida. Para la mayor eficiencia en transferencia de calor, los fluidos calientes y fríos viajan a contracorriente a través del intercambiador de calor. Para más información acerca de la contracorriente.

Mientras que los intercambiadores de calor de placas pueden ser muy compactos y tener la capacidad de aumentar su tamaño, si sus requisitos de enfriamiento cambian, son más costosos de mantener que los intercambiadores de calor de carcasa y tubos equivalentes, ya que las juntas de goma se endurecen y deben reemplazarse cada 2 años. Esta es una tarea que requiere tiempo y dinero, y dejar al intercambiador de calor fuera de servicio por largos períodos de tiempo. Además, la detección de filtraciones es más difícil y requiere trabajadores calificados para su desarrollo. Adicionalmente, a causa de la mayor resistencia del flujo de agua dentro del intercambiador de calor, hay mayor probabilidad de que se produzcan incrustaciones, lo que reduce la eficiencia de la unidad.

Por el contrario, los intercambiadores de calor de carcasa y tubos son extremadamente fáciles de mantener: retirar las tapas de los extremos revela el núcleo de tubos, que se puede extraer para realizar la rutina de mantenimiento y limpieza. La eficiencia de la transferencia de calor de un intercambiador de calor de carcasa y tubos de calidad, como los Bowman, es extremadamente alta, mientras que las unidades en sí son robustas y ofrecen una larga vida útil. Los intercambiadores de calor de carcasa y tubos también pueden ser utilizados con los medios de enfriamiento más demandantes, incluyendo el agua de mar, el agua rica en minerales y la contaminada.

Más información acerca del rango de intercambiadores de calor de carcasa y tubos de Bowman.

 

Si su piscina no alcanza la temperatura requerida, hay varias causas posibles. Utilizar esta lista puede ayudarle a encontrar el problema:

1: ¿Tengo suficiente energía?
Ya sea que caliente su piscina con una caldera a gas, paneles solares, una bomba de calor o cualquier otra fuente de energía, es importante que tenga suficiente energía para la tarea.

2: ¿Tengo el intercambiador de calor adecuado?
Un error común es pensar que cuanto más grande sea el intercambiador de calor, ¡más rápido se calentará la piscina! Sin embargo, no es necesariamente así. Hay varios tipos de intercambiadores de calor utilizados para calentar las piscinas y difieren de forma dramática en diseño, rendimiento y eficiencia en la transferencia de calor.

3: ¡Mi sistema de calefacción es adecuado pero mi piscina aún no se calienta!
Las tasas de flujo de tanto los fluidos calientes como los fríos son vitales para que el intercambiador de calor transfiera energía térmica a la piscina. Si la tasa de flujo de agua caliente es demasiado baja, la energía disponible no pasará a través del intercambiador de calor. Sin embargo, la tasa de flujo del agua de la piscina es igualmente importante.

4: Y si ya hizo todo esto…
Incluso si ha evaluado el equipamiento de forma adecuada, puede haber otras partes del sistema que generen problemas que deban ser evaluados.

5: En resumen…
Este es un resumen de un artículo más detallado diseñado para ayudarle a identificar problemas con los intercambiadores de calor y la calefacción de piscinas. Lea el artículo completo aquí.

Más información acerca de los intercambiadores de calor de piscinas de natación Bowman.

 

La mayoría de los hidromasajes vienen con una caldera de agua eléctrica integral que usualmente tienen una salida de 3kW, según la capacidad del hidromasaje. Este tipo de caldera suele aumentar la temperatura por 1 – 2 °C por hora, por lo que puede tomar hasta 24 horas calentar una piscina usando agua a temperatura ambiente.

Para superar este problema, algunos usuarios llenan sus hidromasajes con agua precalentada (25 °C) de una caldera adyacente, pero como los hidromasajes suelen operar entre los 38 y los 40 °C, puede tomar unas 6 a 10 horas más lograr la temperatura deseada, según el desempeño de la caldera eléctrica.

Este largo tiempo de calentamiento ha creado mucha insatisfacción en muchos dueños que desean que sus hidromasajes estén disponibles para su uso mucho más rápido de lo que permiten los sistemas de calentamiento estándar.

Como consecuencia, muchos usuarios de hidromasajes, especialmente los del sector comercial, están migrando a un nuevo tipo de sistema de calentamiento que usa una caldera externa conectada a un intercambiador de calor Bowman. Los beneficios incluyen tiempos de calentamiento significativamente menores (entre 3 y 4 horas utilizando agua a temperatura ambiente, o 1 hora con agua precalentada), además de costos energéticos significativamente reducidos en comparación con la calefacción eléctrica.

Más información sobre calentar hidromasajes con intercambiadores de calor Bowman.

 

La mayoría de los hidromasajes viene con una caldera eléctrica, de una salida de alrededor de 3kW, según la capacidad de agua. Sin embargo, más recientemente, ha habido una tendencia creciente en el uso de gas para calefacción a través de una caldera externa, ya que así se logra calentar el agua más rápidamente que con el método eléctrico. Es decir, que mientras no esté utilizando el hidromasaje, puede mantenerlo a una temperatura inferior o incluso apagar la calefacción del todo, ya que no tomará demasiado tiempo llevarlo a la temperatura cuando esté listo para utilizarlo.

La principal razón es la cantidad de tiempo requerido para calentar un hidromasaje con una caldera eléctrica, típicamente hasta 24 horas utilizando agua fría. Para acelerar el proceso, algunos dueños llenan el hidromasaje con agua caliente de una caldera, pero incluso esto puede requerir 6 o 10 horas más de calentamiento para alcanzar la temperatura deseada de entre 38 y 40 °C.

Aunque muchos usuarios domésticos estaban preparados para tolerar la inconveniencia, los usuarios comerciales, como los de parques vacacionales, ¡ciertamente no lo estaban!

A la hora de reservar alojamientos vacacionales, la demanda de hidromasajes ha aumentado de forma dramática y estos son ahora la característica más solicitada por los huéspedes. Para hacerle frente a esta demanda, los establecimientos vacacionales han tenido que encontrar una forma más rápida de calentarlos, debido a las ventanas de intercambio de huéspedes. En términos generales, solo disponen de 4 o 5 horas para drenar, limpiar, llenar y calentar un hidromasaje antes de que ingresen los siguientes huéspedes.

La solución es relativamente simple: utilizar una fuente de calor externa como una caldera a gas y desconectar la caldera eléctrica de los hidromasajes. Para permitir esto, se necesita un intercambiador de calor que transfiera el calor del agua de la caldera al agua del hidromasaje. Es exactamente el mismo principio utilizado en la mayoría de las piscinas, pero a menor escala.

Bowman desarrolló un intercambiador de calor ultra compacto para instalar en las tuberías de los hidromasajes, que da como resultado hidromasajes calientes en 3 o 4 horas a partir del agua fría, o en 1 hora utilizando agua precalentada.

También ofrecía un beneficio adicional: utilizar electricidad para la calefacción puede ser muy caro. Al hacer el salto a la calefacción con gas, muchos usuarios reportaron una significativa reducción en sus costos energéticos – ¡incluso hasta £500.00 por hidromasaje!

Cómo los alojamientos vacacionales pueden beneficiarse al pasarse a la calefacción a gas.

Más información en Intercambiadores de calor de hidromasajes de Bowman.

 

 

En un intercambiador de calor de carcasa y tubos, el refrigerante suele fluir a través del “núcleo de tubos” central para enfriar el aceite, agua o aire caliente que pasa alrededor de los tubos. La dirección en la que ambos fluidos viajan a través del intercambiador de calor puede ser en paralelo o a contracorriente.

El flujo paralelo ocurre cuando el fluido que debe refrigerarse fluye a través del intercambiador de calor en la misma dirección que el medio refrigerante. Aunque esta configuración logra refrigerarlo, tiene limitaciones y también puede crear un estrés térmico dentro del intercambiador de calor, ya que la mitad de la unidad estará perceptiblemente más caliente que la otra.

Con el enfriamiento a contracorriente, el medio refrigerante entrante absorbe el calor a medida que el fluido caliente viaja en la dirección opuesta. El medio refrigerante se calienta mientras fluye a través del intercambiador de calor, pero cuando ingresa agua fría al intercambiador de calor, absorbe más calor, reduciendo la temperatura mucho más de lo que podría lograrse con un flujo paralelo.

La diferencia media de temperatura entre el medio refrigerante y el fluido a refrigerar también es más uniforme a lo largo del intercambiador de calor, reduciendo el estrés térmico.

Según la tasa de flujo y la temperatura, el desempeño en transferencia de calor podría llegar a 15% de mayor eficiencia con la contracorriente, posiblemente permitiendo que se utilice un intercambiador de calor más pequeño, ¡lo que ahorra tiempo y dinero!

Más información acerca de los beneficios de la contracorriente.

 

 

Durante el curso de su vida operativa, los intercambiadores de calor de carcasa y tubos necesitan varias limpiezas. En la actualidad, los medios de refrigeración de agua tanto dulce como salada contienen niveles elevados de minerales y agentes contaminantes que a lo largo del tiempo, se pueden incrustar y restringir el flujo del agua a través del núcleo del tubo, ocasionando una tasa de flujo reducida y una eficiencia de transferencia de calor mucho menor.

La buena noticia es que los intercambiadores de calor de carcasa y tubos de Bowman son mucho más fáciles de limpiar que muchos otros tipos y la siguiente información se incluye a modo de guía básica:

  1. Retirar las tapas le da acceso al núcleo de tubos, que se puede extraer de la carcasa.
  2. Las placas de tubos y los tubos externos se pueden lavar usando una manguera de mano o lanza. También se puede utilizar un limpiador a vapor si se dispone de uno.
  3. Se pueden usar varas o cepillos de tubos de pequeños diámetros para limpiar cada tubo, eliminando depósitos rebeldes.
  4. Se pueden utilizar detergentes o químicos si las incrustaciones son graves. Deje el limpiador por un tiempo suficiente antes de enjuagar con abundante agua. NOTA: es importante asegurarse de que los limpiadores sean compatibles con el material de los tubos.
  5. Enjuague exhaustivamente el núcleo de tubos con agua limpia para eliminar todo rastro de químicos o detergentes y neutralice el fluido de limpieza si es necesario.
  6. Vuelva a ensamblar el núcleo de tubos en la carcasa, colocando las tapas en su orientación original y ajustándolas con los números de torque recomendados. NOTA: Siempre utilice juntas tóricas nuevas luego de la limpieza para asegurarse de que queden estancas.

Para obtener información más detallada acerca del cuidado y mantenimiento de su intercambiador de calor o enfriador de aceite Bowman, descargue una copia de nuestra “Guía de Instalación, Operación y Mantenimiento”.

Los intercambiadores de calor de piscinas funcionan transfiriendo la energía de calor de un circuito de agua caliente a un circuito de agua de piscina más fría, sin que los dos fluidos entren en contacto directo.

La mayoría de las piscinas se calientan con una caldera, utilizando gas, GLP o biomasa como la fuente de energía. En teoría, la forma más eficiente de calentar la piscina sería haciendo circular su agua directamente a través de la caldera.

Si esto ocurriera, los químicos utilizados en el agua de la piscina para mantenerla apta para su uso corroerían el material con rapidez y dañarían partes fundamentales de la caldera, llevando a fallas prematuras y costosos reemplazos.

Sin embargo, al utilizar un intercambiador de calor como “interfaz” entre el circuito de agua de la caldera y el de la piscina, se protege la caldera de daños y el agua de la piscina puede llevarse rápidamente a la temperatura deseada.

El diseño de los intercambiadores de calor de carcasa y tubos los haces extremadamente populares para las piscinas, gracias a su eficiencia y facilidad de mantenimiento. Dentro de la carcasa, hay un conjunto de tubos conocido como el “núcleo de tubos”, a través del cual pasa el agua de la piscina en una única dirección.

Al mismo tiempo, el agua caliente de la caldera circula en el exterior de todos los tubos en el núcleo de tubos. Moviéndose en la dirección opuesta a la del flujo del agua de la piscina, el agua de la caldera transfiere su calor al agua de piscina, antes de recircular a la caldera para recalentarse.

Ambos circuitos de agua operan en un ciclo de calentamiento continuo hasta que el volumen total de la piscina haya alcanzado la temperatura necesaria, por lo general, alrededor de los 28 – 30 °C.

Bowman fabrica un amplio rango de intercambiadores de calor para aplicaciones que van desde piscinas de spa e hidromasajes hasta piscinas de tamaño olímpico.

Más información acerca de los intercambiadores de calor de piscinas de Bowman.

 

Elegir el intercambiador de calor correcto es muy importante para asegurarse de que la piscina llegue rápidamente a la temperatura deseada. Los problemas principales para considerar al elegir un intercambiador de calor de piscina son:

  1. El tamaño de la piscina – ¿cuál es la capacidad de agua? Los intercambiadores de calor se dimensionan en función de la capacidad, por lo que una unidad diseñada para calentar una piscina de 80 m³ (18.000 gal) no serviría de nada si tiene una piscina de 180 m³ (39.500 gal).
  2. ¿Cómo se calienta? Suele elegirse entre una caldera y la energía renovable. Si se trata de energía renovable, elija un intercambiador de calor especialmente diseñado para el agua a menor temperatura que proporcionan los paneles solares o las bombas de calor, ya que estas unidades necesitan menos energía para llevar el agua de la piscina a la temperatura requerida.
  3. La temperatura del agua de la caldera – sin embargo, la mayoría de las piscinas se calientan con calderas, así que ¿cuál es la temperatura del agua de la caldera? Normalmente está entre 80 °C y 85 °C, la temperatura ideal para calentar una piscina. Algunas calderas manejan temperaturas más bajas, en torno a los 60 °C. Por lo tanto, utilizando agua a 82 °C, un intercambiador de calor que proporcione 110 kW debería calentar eficazmente su piscina de 180 m³. Pero si la temperatura del agua de la caldera es de sólo 60 °C, el calor disponible para transferir se reduce a unos 60 kW – una reducción de más del 40%, por lo que se necesitaría un intercambiador de calor más grande para que la piscina alcance su temperatura deseada.
  4. ¿Cuáles son los caudales de flujo del agua? Los caudales son vitales para que el intercambiador de calor transfiera la energía térmica a la piscina. Si el caudal de agua caliente es demasiado bajo, la energía disponible no pasará por el intercambiador de calor. Sin embargo, el caudal del agua de la piscina es igualmente importante. Se suele pensar que es importante generar un gran diferencial de temperatura entre el agua de la piscina que entra y sale del intercambiador de calor, y contentarse con que las tuberías conectadas a la salida del intercambiador estén perceptiblemente más calientes que las de la entrada.
    En realidad, esto reduce la eficacia del proceso de transferencia de calor. Esto se debe a que el caudal del agua de la piscina es demasiado bajo: el agua permanece en el intercambiador de calor durante demasiado tiempo, por lo que se está calentando un volumen de agua mucho menor a una temperatura ligeramente superior. Sin embargo, con caudales más elevados, el tiempo que se tarda en dar la vuelta al agua de la piscina se reducirá e incluso un pequeño aumento de la temperatura del agua de la piscina a través del intercambiador de calor (1,5 °C, por ejemplo) tendrá un mayor efecto en la eficacia del calentamiento de la piscina. .

Para más información acerca de la selección de intercambiadores de calor, lea el artículo “¿Por qué mi piscina no se calienta más rápido?”