¿Qué es un Intercambiador de Calor?

Un intercambiador de calor es un dispositivo que transfiere calor de un fluido a otro sin que exista contacto directo entre ellos. Esta transferencia térmica ocurre a través de una superficie sólida, como una pared o placa metálica, que separa ambos fluidos pero permite el paso del calor.

El objetivo principal de un intercambiador de calor es aprovechar la energía térmica de un fluido caliente para calentar uno más frío, o viceversa, sin que los fluidos se mezclen. Esto lo convierte en una solución eficiente para controlar temperaturas en procesos industriales, sistemas de climatización (HVAC), motores, calderas, refrigeración, entre otros.

Gracias a su diseño eficiente y compacto, los intercambiadores de calor ayudan a reducir el consumo energético, mejorar el rendimiento de los sistemas y mantener condiciones térmicas estables en múltiples aplicaciones. Son componentes clave en la ingeniería térmica moderna.

Descubre que son los intercambiadores de calor de placas

Funcionamiento de un intercambiador de calor

En un intercambiador de calor de placas, el líquido caliente entra por una conexión superior y sale por una inferior, mientras que el líquido frío entra por abajo y sale por arriba. Este diseño de flujo en contracorriente permite una transferencia de calor más eficiente, logrando incluso que el líquido caliente salga a menor temperatura que el frío.

Los fluidos circulan por canales alternos formados entre placas delgadas, guiados por juntas especiales que aseguran un flujo correcto. Tecnologías como CurveFlow™ y el patrón de chocolate mejoran la distribución del flujo, reducen el ensuciamiento y aumentan la eficiencia térmica.

En procesos con fluidos sensibles, es posible invertir el flujo para evitar sobrecalentamientos o congelación. Este principio se aplica también a modelos especializados como los semisoldados y WideGap.

Conoce el funcionamiento de los intercambiadores de calor

La trasnferencia de calor de los intercambiadores de calor

Teoría de la transferencia de calor

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 calor siempre se transferirá de un medio caliente a un medio frío.
Siempre debe haber una diferencia de temperatura entre los medios.
El calor perdido por el medio caliente es igual a la cantidad de calor ganado por el medio frío, excepto por las pérdidas a los alrededores.

Intercambiador de calor de placas con juntas

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).

Transferencia de calor intercambiador de calor 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.

Intercambiadores de calor de placas Alfa Laval

Intercambiador de calor de placas distribución del área

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.

Tecnología de placas y juntas

El diseño de las placas corrugadas optimiza la transferencia de calor al ofrecer una gran superficie compacta para el intercambio térmico entre líquidos. Las placas, con patrón de espiga corrugado, generan un flujo helicoidal y alta turbulencia al superponerse en direcciones opuestas, lo que mejora la eficiencia térmica y favorece la autolimpieza.

La área de distribución en cada placa asegura un flujo uniforme del fluido, evitando zonas con temperaturas desiguales o acumulación de suciedad. Esto permite mantener un alto rendimiento, reducir el consumo energético, minimizar paradas no planificadas y disminuir los costos de mantenimiento.

Las juntas también son clave para el rendimiento del intercambiador. Están diseñadas junto con las placas para lograr un sellado óptimo. Factores como el perfil, grosor, ancho y tipo de polímero se ajustan según la aplicación, lo que prolonga la vida útil de las juntas, evita fugas y reduce el tiempo de inactividad.

Además, modificar el patrón de corrugación permite adaptar el intercambiador a distintos procesos, incluso en condiciones con fluidos muy sucios.

Tecnología avanzada diseñada para necesidades industriales reales en intercambiadores de calor

Tipos de placas

Los intercambiadores de la linea industrial de Alfa Laval

Intercambiador de calor línea industrial

Esta diseñado para tareas estándar como calefacción, refrigeración, recuperación de calor, condensación y evaporación. Donde su versatilidad permite configurarlo para los procesos simples o exigentes, adaptándose a los más altos requisitos de rendimiento y documentación.

Intercambiadores semi-soldados Alfa Laval

Intercambiador de calor semi-soldados

Ideal para fluidos agresivos o difíciles, y para procesos con alta presión. Alterna canales soldados y con juntas, lo que permite su uso como evaporador o condensador cuando las juntas no son adecuadas para ciertos medios. También ofrece mayor resistencia en condiciones exigentes.

Intercambiadores de calor de paso ancho WideGap

Intercambiador de calor de paso ancho (WideGap)

Perfecto para líquidos con fibras o partículas gruesas. Sus espacios amplios entre placas eliminan la obstrucción en la entrada, permitiendo que las partículas fluyan fácilmente, reduciendo el riesgo de bloqueos y mejorando la eficiencia.

Los Intercambiadores de calor de placas de grafito

Intercambiador de calor con placas de grafito Diabon®

Esta compuesto de grafito fundido y fluoroplástico, resiste medios altamente corrosivos. Es ideal para ácido clorhídrico, sulfúrico, fosfórico, fluorhídrico, hidrocarburos clorados, ácidos mezclados y electrolitos usados en minería y tratamiento químico.

Intercambiador de calor con placas optimizadas

Las placas presentan distintas corrugaciones y patrones Chevron según la aplicación. La distribución uniforme del flujo evita zonas estancadas y mejora la transferencia de calor, manteniendo alta eficiencia con mínima caída de presión operativa.