Tipos de intercambiadores de calor
Los dos criterios más usuales para clasificar a los intercambiadores de calor, son:
- Por la forma constructiva.
- Por la función que desarrollan.
La clasificación por la forma constructiva, nos da cuatro tipos generales.
1. Intercambiadores con haz de tubos; en el caso de este tipo de equipos la Norma TEMA nos da una clasificación de la forma constructiva; los tres tipos más habituales son:
- Con cabezal fijo.
- Con cabezal flotante.
- Con tubos en “U”.
2. Intercambiadores con doble tubo Con tubos lisos.
- Con tubos aleteados.
- Multitubular.
3. Aerorefrigerante, o “aircooler”.
4. Intercambiadores de placas.
La clasificación por la función que desarrollan, entre otras, nos puede dar las siguientes:
- Intercambiadores.
- Refrigeradores o enfriadores.
- Aerorefrigeradores o “aircoolers”.
- Condensadores.
- Rehervidores o “reboilers”.
- Vaporizadores.
- Precalentadores.
De estos tipos los más usados en la industria petroquímica, son los de haz de tubos, seguidos por los aerorefrigerantes y en los últimos tiempos empiezan a ser utilizados, los de placas.
La misión del intercambiador es la de conservar energía térmica, con el consiguiente ahorro de combustible y agua de refrigeración; el calor absorbido por el fluido frío ocasiona un notable ahorro de combustible, y el calor extraído del fluido caliente reduce el consumo del agua de refrigeración, de esto se deriva un beneficio económico considerable.
Durante el funcionamiento de la instalación; la cantidad de calor cedido en un intercambiador de calor se calcula por la formula:
SIENDO:
Q = Cantidad de calor transferido en Kcal/h o Btu/h. (1 Kcal/h ° 3,968 Btu/h).
A = Superficie de cambio o de contacto.
Δ°t = Diferencia media logarítmica, de la temperatura de los fluidos.
U = Coeficiente total de cambio; es la aptitud del sistema para intercambiar calor.
Podemos tomar como ejemplo el producto que sale del fondo de una columna de fraccionamiento, y que debe ser enviado a depósitos de almacenamiento:
- Su salida se produce a una temperatura muy elevada, por ello ha de enfriarse para poder llevarlo a su almacenamiento a baja temperatura.
- Como el crudo que entra en la planta esta a temperatura ambiente, y debe pasar por horno para que eleve su temperatura, de acuerdo con lo requerido por la destilación fraccionada, el producto que sale tiene una cantidad de calor, mientras que el crudo de entrada tiene la necesidad de recibir calor.
- Este equipo permite transmitir parte de ese calor, del uno al otro de los fluidos, sin que dichos fluidos se mezclen en el intercambiador de calor.
- Este intercambio calorífico, permite obtener una notable economía en el uso de la planta, ya que el crudo pasara al horno a una temperatura más elevada, por lo cual será necesario de una menor cantidad de combustible para calentarlo y por otro lado, se ahorrara agua de refrigeración en el proceso de enfriamiento del producto de fondo de columna.
