Qué es un intercambiador de calor de placas y cómo funciona
La transferencia de temperatura entre dos cuerpos es una de las principales leyes físicas que tiene infinidad de aplicaciones en nuestra vida diaria. Son numerosos los procesos industriales que aprovechan este fenómeno, y conocer para qué sirve un intercambiador de calor de placas puede ayudarnos a entender cosas tan cotidianas como el saber cómo funciona nuestra caldera. Veamos para qué se utilizan estos elementos.
Tabla de contenidos
Qué es un intercambiador de calor de placas
Un intercambiador de calor de placas es un equipo que transfiere continuamente energía térmica de un medio a otro a través de unas placas de metal que están dispuestas en paralelo. Forman parte de los intercambiadores de calor indirectos, como los de carcasa, los tubulares o los de en espiral.
Pertenecen a uno de los tipos de intercambiadores de calor con vapor y están formados por un paquete de placas de metal corrugadas o semisoldadas y que están provistas de orificios que permiten el paso de fluidos. La dirección del flujo puede ser en forma de cocorriente, contracorriente o cruzado, y determinan la magnitud de la transferencia de energía que hay. La energía térmica pasa del elemento que emite calor al que lo absorbe.
Para qué sirve un intercambiador de calor de placas
Si nos preguntamos para qué sirve un intercambiador de calor de placas, debemos saber que son perfectos para aplicaciones con aquellos fluidos con baja viscosidad y exentos de partículas, así como cuando las temperaturas de salida y entrada de servicio sean muy similares. Todo esto implica que el uso de intercambiadores de calor en la industria sean muy recomendables para:
- Diferentes usos industriales en sectores tan diversos como el farmacéutico, químico, alimenticio, petroquímico, en plantas siderúrgicas, eléctricas, etc.
- Torres de enfriamiento secas.
- Calentadores de agua y de otro tipo de fluidos, siempre mediante vapor.
- Enfriadores de agua salada.
- Enfriadores de aceite.
- Evaporadores, condensadores o subenfriadores.
- Condensadores de vapor.
- Enfriadores de nitrógeno líquido o aceite hidráulico.
- Recuperadores de calor, sobre todo con diferenciales cortos de temperatura.
- Manejo de sustancias corrosivas.
Funcionamiento del intercambiador de calor
Para entender el funcionamiento de un intercambiador de placas hay que conocer que cada una de sus placas presenta 4 orificios, dos colocados en su parte posterior y otros dos en la inferior. El líquido caliente entra por uno de sus orificios superiores y sale por su conexión interior, mientras que el frío entra por una de sus inferiores y sale por la superior. A medida que el fluido va pasando por las placas, circulan sobre el área de distribución y transfieren o reciben calor a medida que se van moviendo.
Estos intercambiadores tienen un sistema muy eficiente con un gasto de energía muy bajo, ya que el fluido que vuelve tiene un gradiente menor de temperatura y necesita menos tiempo para poder ser calentado. Son las juntas de estanqueidad que se encuentran entre las diferentes placas las que dirigen los fluidos de tal forma que los fríos y los calientes pasen a contracorriente por canales alternados, favoreciendo el intercambio de temperatura entre ellos.
De esta forma se asegura un flujo uniforme sobre toda la superficie de la placa, maximizando la transferencia de calor. Al mismo tiempo, hay tres aspectos que hay que tener en cuenta con respecto a un intercambiador de calor de placas:
- Las placas ultradelgadas con gran coeficiente de intercambio de calor son las más eficientes.
- Estos intercambiadores de calor precisan de poco espacio para su montaje, al contrario de lo que ocurre con los antiguos de tubos y casco.
- Son muy fáciles de mantener, ya que su limpieza y desmontaje es muy sencilla y rápida.
Una vez que se sabe qué es un intercambiador de calor y para qué sirve, es fácil entender que es posible enfriar o calentar gases o fluidos con niveles de energía mínimos. Pero, al mismo tiempo, hay que tener en cuenta ciertos principios como que el calor siempre se transferirá del medio más caliente al más frío, debe haber una diferencia de temperatura entre dos medios y el calor perdido por el medio caliente es igual al ganado por el frío más las pérdidas que se produzcan.
Jose Antonio Garcia Mompeán es Ingeniero Técnico Industrial y Director de Gargil Suministros industriales desde el año 2005