Intercambiadores de Calor de Carcasa y Tubos

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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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.