Intercambiadores de calor, características y peculiaridades

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En mayo, la capacitación de la ANDIRA llevó por nombre “Intercambiadores de calor de placas soldadas”, la cual fue presentada por el ingeniero Adrián García, senior Technical Support Engineer en Danfoss México

Danahé San Juan / Fotografías: Sergio Hernández

Los intercambiadores de calor son dispositivos diseñados para proporcionar una transferencia de calor eficiente entre dos fluidos. Cada diseño depende del fabricante que las produzca; sin embargo, todos tienen algo en común: buscar alcanzar un equilibrio entre calidad, precio y tiempo de entrega. Sus aplicaciones van desde refrigeración, aire acondicionado, calefacción, evaporación hasta condensación, por lo que existen diferentes tipos.

Tubo y aletas (T&F)
Entre los intercambiadores de calor, éste es el más común. Las aplicaciones usuales suelen ser en refrigeración comercial y aire acondicionado, en las que pueden funcionar como evaporador o condensador. El ingeniero Adrián García detalló que en ambas operaciones deben tener ciertos cuidados para garantizar su correcto funcionamiento. En el primero, es necesario el sobrecalentamiento del vapor en la línea de succión; en el segundo, se debe atender el subenfriamiento en la línea de líquido.

Estos equipos están fabricados con cobre y aluminio y se componen de tubos cilíndricos, aletas, un cabezal fijo y otro removible, deflectores y una placa tubular.

El funcionamiento de los intercambiadores de calor de tubo y aletas consiste en pasar el fluido refrigerante por los tubos, mientras que las aletas incrementan el área de transferencia de calor.

Placas soldadas (BPHE) y microplacas soldadas (MPHE)
Estos dos tipos son ampliamente utilizados en chillers. Son compatibles con diversos fluidos y aunque sus dimensiones son reducidas, poseen una gran área de transferencia, afirmó el ingeniero García. Los BPHE se pueden utilizar como condensadores, evaporadores y condensadores de circuito dual; y poseen un flujo tridimensional. En cambio, las microplacas soldadas o MPHE, fabricadas con aluminio, poseen un flujo bidimensional con una velocidad más uniforme, lo cual mejora considerablemente la transferencia de calor.

El diseño de los BPHE consiste en una serie de placas delgadas y corrugadas de acero inoxidable, soldadas con cobre o níquel, mientras que los MPHE, son más ligeros y operan con menor cantidad de refrigerante, pero alcanzan una mayor transferencia de calor por metro cuadrado; por lo tanto, representan mayor rendimiento para el sistema de refrigeración, utilizando menos energía.

Microcanal (MCHE)
Las aplicaciones más constantes de los intercambiadores de calor de microcanal son en refrigeración comercial. Adrián García destacó que estos equipos se distinguen porque su volumen interno es hasta 70 por ciento menor que el de los intercambiadores de calor de tubo y aletas; de tal forma que la carga de refrigerante en todo el equipo es 30 por ciento menor, en promedio.

Aunado a esto, cada microcanal está producido con aluminio, por lo que resisten mejor a la corrosión. En cuanto al flujo de aire, el especialista explicó que el diseño de los microcanales aprovecha mejor la carga de aire, por lo que los ventiladores poseen un menor caudal, por tanto, la potencia de ventilación también disminuye.

Selección y aplicación
Para elegir el intercambiador de calor que mejor se adapte a las necesidades del proyecto, se deben tomar en cuenta ciertos factores como:

  • Condiciones de trabajo
  • Temperatura ambiente, de evaporación y condensación
  • Velocidad del compresor
  • Carga térmica del refrigerante
  • Caída de presión máxima permitida por el sistema
  • Tipo de fluido
  • Temperatura de entrada y de salida del fluido refrigerado
  • Flujo de aire
  • Carga térmica a disipar
  • Condiciones especiales (contaminación, polvo, zona costera, etcétera)
  • Consideraciones especiales de la instalación
  • Tendido de tubería
  • Separador de aceite (recomendado)
  • Trampas para aceite
  • Acumulador de succión
  • Cables de potencia

Buenas prácticas y mantenimiento
El ingeniero García recordó a los asistentes que nunca deben olvidarse de aplicar las buenas prácticas en cualquier operación HVACR que trabajen. En el caso de los intercambiadores de calor se debe realizar un triple vacío para llegar a los niveles recomendados por el fabricante (250, 500, 1000 micrones). También es necesario revisar que las protecciones se encuentren conectadas y calibradas, que el aceite sea el recomendado, que el drive y los compresores están conectados de acuerdo con los diagramas del fabricante, entre otros aspectos.

El ingeniero también comentó que el mantenimiento debe ser preventivo y programado para anticiparse a posibles fallas. Éste contempla la limpieza de los circuitos de agua helada y del condensador, la revisión del funcionamiento del sistema de refrigeración, el establecimiento de horarios de deshielo y la calidad del fluido refrigerado, la revisión de torque en terminales eléctricas y del aceite para saber si es o no necesario cambiarlo, sustitución de filtros, así como la revisión de contactos, termomagnéticos, protecciones y cables, para reemplazarlos en caso de que así se requiera.

Finalmente, el ingeniero García hizo hincapié en que el sistema no se debe abrir si no es necesario y recomendó que, si se hace un retrofit, se debe identificar el tipo de intercambiador; mientras que, si ocurre una falla, es necesario reconocer la causa y corregirla.

Con este evento, una vez más la ANDIRA cumple con su objetivo primordial de promover la capacitación constante entre prestadores de servicios, técnicos, contratistas, personal de mantenimiento, ingenieros de proyectos, entre otros actores relacionados con la industria del aire acondicionado y la refrigeración. De ello dan cuenta, Miguel Ángel Baruch, Zeferino Rodríguez y Héctor Jesús Santillán, técnicos en refrigeración y aire acondicionado en SAASA, quienes coincidieron en que la información proporcionada los ayuda a evolucionar en una era en la que la tecnología avanza rápidamente. De ahí que la actualización constante sea una necesidad para que perfeccionen sus técnicas de trabajo.

Por su parte, Marcial Flores, representante de ventas de Refrigeración Cuitláhuac, dijo en entrevista para Cero Grados Celsius que este tipo de plataformas les sirve “para promover los productos de las empresas de las que somos proveedores. Como distribuidor autorizado estamos aquí para darle mayor realce al producto”. También destacó el hecho de que las capacitaciones las dirija el personal de la empresa, a ellos los beneficia por la certeza de que disminuyen o se anulan los reclamos por garantía. “Entre distribuidores y técnicos hacemos buena sinergia porque nosotros estamos convencidos de brindarles el respaldo, el cual también tenemos de parte del fabricante. Agradezco a los técnicos por participar en estas capacitaciones porque de esta manera se actualizan y así todos estamos en la misma sintonía sobre los nuevos productos que lancen los fabricantes”, concluyó el representante de Refrigeración Cuitláhuac.




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