La calefacción por fluido térmico es una forma de calefacción indirecta. La premisa básica es que el medio de transferencia de calor se calienta y circula dentro de un sistema de circuito. Esto distribuye calor a una o más fuentes dentro del circuito.
Los fluidos de transferencia de calor comúnmente se utilizan debido a su bajo mantenimiento, baja corrosión, seguridad ambiental y controles de temperatura precisos. Los fluidos térmicos más comunes incluyen aceites, agua, glicol y mezclas de glicol y agua.
Elegir los fluidos térmicos y el equipo de calefacción correctos para su proceso específico maximiza la eficiencia y reduce los costos. Esta guía lo ayudará a identificar los fluidos térmicos y el equipo de calefacción térmica correctos para su aplicación.
La calefacción por fluido térmico se utiliza en una amplia variedad de industrias y aplicaciones. Las siguientes son algunas de las aplicaciones más comunes de la calefacción por fluido térmico:
La calefacción por fluido térmico puede utilizar líquido o vapor como medio de transferencia de calor. La calefacción por fluido térmico con líquido generalmente utiliza un sistema de circuito cerrado. El líquido permanece como fluido mientras circula por el sistema.
En la calefacción por fluido térmico con vapor, el medio comienza como fluido y se evapora dentro del sistema o externamente a través de una cámara de evaporación. La principal ventaja del vapor es que proporciona un calor más uniforme en todo el sistema.
Los cuatro fluidos térmicos más comunes son el agua, mezclas de glicol y agua, glicol y aceites. Cada uno es mejor para condiciones específicas. Estos fluidos deben ser viscosos para moverse fácilmente por todo el sistema y deben tener una capacidad térmica lo suficientemente alta para su proceso.
La principal ventaja del agua como fluido térmico es su bajo costo y su respeto al medio ambiente. El principal inconveniente es que el agua tiene un punto de ebullición más bajo que sus alternativas, por lo que no es adecuado para todas las aplicaciones.
Las mezclas de glicol y agua se pueden utilizar para acelerar el proceso de calentamiento y proporcionar un punto de ebullición más alto que el agua por sí sola. Es menos costoso que utilizar fluidos de glicol puro y puede funcionar a temperaturas más altas que el agua por sí sola.
Los fluidos térmicos de glicol pueden funcionar a una temperatura más alta que las mezclas de glicol y agua, o el agua por sí sola. Sin embargo, es más costoso que cualquiera de las dos opciones.
Los aceites ofrecen un punto de ebullición más alto y son muy versátiles. Las mezclas de glicol y agua generalmente son efectivas hasta aproximadamente 300°F, mientras que los aceites pueden ser efectivos hasta los 800°F. Los aceites minerales se utilizan en la calefacción residencial, industrial y de proceso. Los aceites de silicona y para transformadores se utilizan para procesos y como aislantes para transformadores eléctricos de alta potencia.
Qué considerar al seleccionar fluidos térmicosEl fluido seleccionado debe poder cumplir con los requisitos de temperatura para el proceso de calefacción. Debe tener en cuenta la temperatura máxima global, la temperatura mínima de funcionamiento y la temperatura mínima de puesta en marcha. Las mezclas de glicol y agua a veces se utilizan cuando el agua no alcanza la temperatura mínima de puesta en marcha. La adición de glicoles ayuda a acelerar el proceso.
La capacidad de bombeo es un factor importante en la selección del fluido térmico correcto. Esto no es sólo una consideración de la viscosidad sino también de las temperaturas operativas funcionales. Si su aplicación opera en ambientes helados o bajo cero, el fluido debe poder resistir la congelación para que pueda ser bombeado a través del sistema.
Una baja viscosidad se correlaciona con mayores coeficientes de transferencia de calor para temperaturas moderadas. Cuando operan a una temperatura baja a moderada, los fluidos de baja viscosidad proporcionarán un calentamiento más eficiente. Sin embargo, para altas temperaturas, es recomendable utilizar un fluido más viscoso o un líquido secundario añadido.
El caudal y la densidad de vatios son dos de las principales consideraciones de tamaño para los equipos de calefacción por fluido térmico. Las consideraciones de tamaño deben hacerse en función de la densidad de vatios del fluido. Las aplicaciones típicas utilizan calentadores de brida de 6 pulgadas y 8 pulgadas, pero hay muchas que utilizan calentadores de brida y recipientes de hasta 12 y 14 pulgadas.
El caudal se convierte en un factor importante al considerar el tamaño del calentador que está buscando. La mayoría de los proyectos que involucran fluidos utilizan sistemas montados en plataformas que tienen todo el material implicado, como vasos de expansión, calentador, controles, bomba y otros equipos.
La presión y la gravedad del fluido son factores que también deben tenerse en cuenta. Las bombas deben tener el tamaño adecuado para adaptarse a las caídas de presión en el sistema.
El tamaño del vaso de expansión se ve afectado por la temperatura de funcionamiento, la selección de fluido y el volumen total del sistema.
Selección de componentes y materiales de calefacción por fluido térmico
Los componentes utilizados para el equipo de calefacción por fluido térmico se hacen en base principalmente a la selección, el proceso y la aplicación del fluido térmico. Algunos de los componentes a considerar incluyen:
Las tuberías para los sistemas de calefacción por fluido térmico, por ejemplo, generalmente son de 3 a 6 pulgadas. Esto permite un buen flujo con una pérdida de calor mínima. Las tuberías generalmente se fabrican con acero. El acero es una buena opción porque ofrece protección contra la corrosión, excelentes cualidades de transferencia de calor y costos más bajos. Por estas mismas razones, el acero comúnmente se utiliza para las bridas en los procesos de calefacción por fluido térmico.
El tipo de fluido utilizado es una consideración de seguridad importante. Por un lado, el fluido debe adaptarse a los requisitos de temperatura para evitar cualquier problema. Además, idealmente los fluidos deben ser no tóxicos y estables por motivos de seguridad ambiental y de los empleados.
Bombeo y flujoUn flujo adecuado de fluido garantiza una mayor vida útil y una mejor integridad del sistema. Si el flujo es muy bajo, puede provocar sobrecalentamiento, degradación del fluido o fallas en el calentador. Para evitar estos problemas, la bomba debe estar diseñada para ser utilizada con sus fluidos térmicos a la temperatura de funcionamiento y debe probarse para comprobar el flujo.
Se deben utilizar controles de temperatura apropiados para garantizar la seguridad de los operadores, el medio y el propio sistema de calefacción. Debe implementarse una protección contra el exceso de temperatura del fluido, así como los límites de exceso de temperatura de la chimenea.
Ya sea que esté seleccionando fluidos térmicos o un equipo de calefacción por fluido térmico, el equipo de Wattco está listo para ayudarlo. Póngase en contacto con un representante de Wattco hoy mismo para encontrar el fluido térmico y el equipo de calefacción correctos para su proceso.
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