Diseño y teoría
Obtener el rendimiento más eficiente energéticamente y fiable depende de contar con la tecnología ideal para sus condiciones específicas.
Nuestros productosFundamentos de los intercambiadores de calor
El intercambio de calor es un fenómeno natural que ocurre en todo nuestro entorno. Impulsa los ciclos meteorológicos y el intercambio de energía entre los ecosistemas. Aprovechar su utilidad mediante el control preciso del intercambio de calor ha sido el objetivo de nuestra industria durante más de un siglo.
Los intercambiadores de calor permiten controlar la dinámica de la transferencia de calor entre fluidos. Se utilizan en una amplia variedad de aplicaciones, como calefacción solar, calefacción de piscinas, calentamiento de agua sanitaria, calefacción por suelo radiante, procesamiento de alimentos, aplicaciones marinas, control general de procesos industriales y más.
Las ecuaciones termodinámicas paramétricas que se muestran en las páginas siguientes definen la naturaleza del intercambio de calor y el rendimiento de un intercambiador de calor para cualquier aplicación determinada. Una vez determinados estos parámetros térmicos, pueden utilizarse para calcular el rendimiento del intercambiador de calor y seleccionar el producto más adecuado en función de la aplicación específica.
Calor teórico de un fluido
El principio de transferencia de calor en los intercambiadores de calor se basa en que un fluido más frío gana calor de un fluido relativamente más caliente, separados por un material conductor del calor y que fluye sobre él. Esto se expresa en la fórmula de la ecuación 1:
Teoría de AIC
Qt = Carga térmica total
m = Caudal másico del fluido.
Cp = Calor específico del fluido a presión constante.
ΔT = Variación de la temperatura del fluido
Esta fórmula proporciona el rendimiento térmico teórico hacia o desde un fluido determinado que experimenta un cambio de temperatura, ΔT, a un caudal másico, m, con la propiedad de calor específico del fluido, Cp.
Control práctico de la transferencia de calor
El intercambio de calor es un fenómeno natural que ocurre en todo nuestro entorno. Impulsa los ciclos meteorológicos y el intercambio de energía entre los ecosistemas. Aprovechar su utilidad mediante el control preciso del intercambio de calor ha sido el objetivo de nuestra industria durante más de un siglo.
El rendimiento térmico teórico de un fluido indica la cantidad de calor que debe transferirse hacia el fluido o desde este. La transferencia de calor práctica depende de la geometría física del intercambiador de calor, de su composición de materiales y de las condiciones del fluido.
La forma general de la ecuación que define la transferencia de calor potencial máxima a través de un intercambiador de calor se expresa mediante la fórmula:
Teoría de AIC
U = Coeficiente global de transferencia de calor
A = Área de superficie
LMTD = Diferencia de temperatura media logarítmica
El control práctico de la transferencia de calor está determinado por las interacciones termodinámicas moleculares entre los fluidos que circulan a través del intercambiador de calor y la geometría del propio intercambiador de calor.
El valor U global se calcula mediante una ecuación específica para la configuración geométrica de un intercambiador de calor. Es una función derivada utilizando números adimensionales como el número de Reynolds (Re), el número de Prandtl (Pr), junto con parámetros de flujo de fluidos. El valor U global se calcula sobre el área superficial total A del intercambiador de calor, a través de la cual los fluidos intercambian calor.
La diferencia media logarítmica de las temperaturas de entrada y salida (LMTD) de los fluidos caliente y frío para un intercambiador de contracorriente se expresa mediante la fórmula:
AIC: Cómo funciona
Thi = Temperatura de entrada del fluido caliente
Tco = Temperatura de salida del fluido frío
Tho = Temperatura de salida del fluido caliente
Tci = Temperatura de entrada del fluido frío
El valor de intercambio térmico práctico, Qp, se puede comparar con el valor teórico, Qt, para determinar si el intercambiador de calor tiene capacidad suficiente para cumplir con los requisitos de la aplicación.
Soluciones únicas
Las fórmulas anteriores rigen el rendimiento teórico básico de cualquier intercambiador de calor, independientemente de su tipo o material. No obstante, para seleccionar el intercambiador de calor más adecuado para cualquier aplicación específica, también se deben tener en cuenta otras variables implicadas: la compatibilidad de los materiales con los fluidos de trabajo, las optimizaciones de rendimiento, los requisitos de certificación y especificaciones de diseño, las limitaciones de instalación y mantenimiento, la disponibilidad del producto, etc.
Nuestros productos
¿Está preparado para empezar?
En AIC, nuestros años de especialización en diseños de intercambiadores de calor y nuestro conocimiento técnico en el campo de la transferencia de calor en general, han dado como resultado soluciones de productos distintivas y versátiles para aplicaciones que han variado desde la calefacción de piscinas hasta el servicio con fluidos peligrosos.
Como instalación líder en fabricación e investigación, nuestros desarrollos, desde la tecnología de condensación hasta los diseños de microtuberías, demuestran nuestro compromiso de proporcionar la mejor solución de producto y servicio a nuestra clientela.
