El concepto detrás de un intercambiador de calor es relativamente simple: calentar o enfriar un fluido mediante la transferencia de calor entre éste y otro.
En un intercambiador de calor de placas con juntas, las placas están equipadas con juntas elastoméricas que sellan los canales y dirigen los medios hacia canales alternativos. El paquete de placas se ensambla entre una placa de marco y una placa de presión y se comprime apretando los pernos que se ajustan entre estas placas. Las placas de canal y la placa de presión se suspenden de una barra de transporte superior y se fijan en posición mediante una barra de guía inferior, las cuales están fijadas a la columna de soporte. El diseño permite una limpieza fácil y una modificación sencilla de la capacidad (mediante la eliminación o la adición de placas).
El área de transferencia de calor de un intercambiador de calor de placas con juntas consiste en una serie de placas corrugadas, ensambladas entre un marco y placas de presión para retener la presión. Las juntas actúan como sellos entre las placas. Los fluidos normalmente pasan a contracorriente a través del intercambiador de calor. Esto proporciona el rendimiento térmico más eficiente y permite un enfoque de temperatura muy cercano, es decir, la diferencia de temperatura entre el medio de proceso existente y el medio de servicio que entra.
Para medios sensibles al calor o viscosos, se puede usar el flujo de corriente paralela para permitir que el fluido más frío se encuentre más caliente al entrar al intercambiador de calor. Esto minimiza el riesgo de sobrecalentamiento o congelación de los medios.
Las placas están disponibles con varias profundidades de prensado, ángulos de patrón de chevron y varias formas de corrugación, todas cuidadosamente diseñadas y seleccionadas para lograr un rendimiento óptimo. Dependiendo de la aplicación, cada gama de productos tiene sus propias características de placa específicas.
El área de distribución garantiza que los fluidos se distribuyan uniformemente por toda la superficie de transferencia de calor y ayudan a evitar las zonas estancadas que pueden causar ensuciamiento.
Si bien la alta turbulencia de flujo entre las placas produce una mayor transferencia de calor, la consecuencia es la caída de presión. Nuestros ingenieros de diseño térmico pueden ayudarlo a diseñar y seleccionar el modelo y la configuración que sean adecuados para su aplicación para que ofrezca el máximo rendimiento térmico con una caída de presión mínima.
Esta animación muestra el principio de funcionamiento de un intercambiador de calor de placas con juntas de 1 paso para líquidos/líquidos, donde los fluidos corren contracorriente a través del intercambiador de calor. El líquido caliente (ilustrado en rojo) normalmente entra por una de las conexiones superiores y sale por la conexión inferior. El líquido frío (ilustrado en azul) entra por una de las conexiones inferiores y sale por la conexión de arriba.
A medida que los fluidos pasan a través del intercambiador de calor, el calor se transfiere de los medios calientes a los medios fríos. El flujo de contracorriente permite las máximas posibilidades de recuperación de calor y se puede lograr una aproximación muy cercana a la temperatura. La temperatura cruzada también es posible, lo que significa que la salida caliente puede alcanzar una temperatura más baja que la salida fría. Esto sólo puede lograrse de forma limitada con intercambiadores de calor tubulares que hacen que los intercambiadores de calor de placas y bastidores sean más eficientes térmicamente.
Los fluidos entran a través de las conexiones y portillas de las placas de transferencia de calor. Las juntas de estanqueidad especialmente diseñadas, situadas entre las placas, dirigen los fluidos de modo que los fluidos calientes y fríos pasan contracorriente en canales alternados. Cuando el fluido entra entre las placas, pasa sobre el área de distribución. Alfa Laval ofrece dos tipos de áreas de distribución: nuestra patentada CurveFlowTM y el patrón de chocolate. El área de distribución bien diseñada de Alfa Laval es una de las características más importantes de un intercambiador de calor de placas. Su principal propósito es asegurar un flujo uniforme de fluido sobre toda la placa, al tiempo que se maximiza la eficiencia de la transferencia de calor y se minimiza la mala distribución y el ensuciamiento. En la animación se puede ver que el área de distribución ayuda a los fluidos a llenar rápidamente toda la sección transversal de las placas.
Para medios muy sensibles al calor, el flujo de corriente se utiliza en intercambiadores de calor de placas con juntas. La ventaja de este diseño es que el fluido más frío se encuentra con el más caliente al entrar en el intercambiador de calor, minimizando el riesgo de sobrecalentamiento o congelación de los medios sensibles. En la animación se puede imaginar que el fluido caliente está invertido, de modo que ambos fluidos entran por las conexiones inferiores.
La animación muestra el principio de funcionamiento de un intercambiador de calor de placas con juntas convencionales, pero el mismo principio de funcionamiento es aplicable también a las gamas especializadas como nuestros intercambiadores de calor de placas semisoldadas y WideGap.
Las leyes naturales de la física siempre permiten que la energía de conducción en un sistema fluya hasta que se alcance el equilibrio. El calor abandona el cuerpo más caliente o el fluido más caliente, siempre que haya una diferencia de temperatura y se transfiera al medio frío.
Un intercambiador de calor sigue este principio en su esfuerzo por alcanzar la ecualización. Con un intercambiador de calor tipo placa, el calor penetra en la superficie, lo que separa el medio caliente del frío con mucha facilidad. Por lo tanto, es posible calentar o enfriar fluidos o gases que tengan niveles de energía mínimos. La teoría de la transferencia de calor de un medio a otro, o de un fluido a otro, está determinada por varias reglas básicas.
El diseño de las placas corrugadas optimiza la transferencia de calor al proporcionar un área de superficie total grande pero compacta a través de la cual se puede extraer el calor de un líquido al otro.
El área de transferencia de calor de las placas se presiona en un patrón de espiga corrugado. Cuando dos placas se superponen con patrones de espiga opuestos, el flujo en forma de hélice y la alta turbulencia producen altos coeficientes de transferencia y una autolimpieza efectiva.
Un cambio en el patrón de corrugación permite que el intercambiador de calor se utilice en diferentes procesos, incluso en aquellos con medios muy sucios.
El área de distribución de la placa garantiza un flujo uniforme de fluido sobre toda la placa para maximizar la capacidad de transferencia de calor. Una distribución de flujo optimizada también reduce las zonas de ensuciamiento y de temperatura desigual, manteniendo los niveles de rendimiento altos con el tiempo sin pérdidas de energía innecesarias, costos de mantenimiento o paradas no planificadas.
Las juntas son componentes clave en el rendimiento del intercambiador de calor. Diseñamos la junta y la placa para asegurar un sello optimizado. Cada uno está adaptado a la función del intercambiador de calor. El perfil, el ancho, el grosor, el tipo de polímero y el compuesto correctos hacen una gran diferencia para evitar el riesgo de fugas prematuras o daños en la junta o la placa. Sus beneficios son una vida útil prolongada de la junta, menos tiempo de inactividad y menores costos de mantenimiento.
Para tareas estándar: calefacción, refrigeración, recuperación de calor, evaporación y condensación.
La versatilidad de los intercambiadores de calor de placas con junta industrial permite que se diseñe y configure para aplicaciones que van desde tareas relativamente simples con bajos requisitos hasta tareas muy exigentes con los más altos requisitos tanto en rendimiento como en documentación. Los modelos se utilizan para calefacción, refrigeración, recuperación de calor, condensación y evaporación.
Permite el manejo de fluidos agresivos y difíciles, y también extiende el rango de presión. Utilice intercambiadores de calor de placas con juntas semi soldadas como evaporadores y condensadores para sistemas de refrigeración, cuando las juntas no son adecuadas para uno de los medios de proceso. Los intercambiadores de calor semi-soldados alternan los canales soldados con autógena y los canales con juntas tradicionales y también pueden tomar una presión de diseño más alta en comparación con los intercambiadores de calor de placas con juntas.
Ideal para fluidos que contienen fibras o partículas gruesas. Diseñado para eliminar la formación de puentes de sólidos en el área de entrada. Los espacios amplios entre las placas permiten que las fibras y partículas pasen fácilmente a través del intercambiador de calor con un mínimo de obstrucción.
El compuesto de grafito fundido y fluoroplástico proporciona una excelente resistencia por lo que es ideal para el manejo de fluidos altamente corrosivos como:
