ELEGIR EL FLUIDO DE TRANSFERENCIA DE CALOR ADECUADO

Los fluidos de transferencia de calor juegan un papel inestimable en los calentadores de circulación y en los procesos de calentamiento industrial. Aunque todo tipo de procesos utilizan estos fluidos, no existe un único tipo de fluido que sea ideal para todas las operaciones. En cambio, hay una serie de factores que determinan el fluido de transferencia de calor adecuado para cada proceso.

Factores de selección del fluido de transferencia de calor

Hay cuatro factores principales que influyen en el tipo de fluido de transferencia que se ajusta a un proyecto específico. La primera es la temperatura. Las temperaturas de funcionamiento mínimas y máximas están directamente relacionadas con los tipos de fluidos. El agua, por ejemplo, tiene una temperatura máxima inferior a la de otros fluidos de transferencia, y las sales fundidas pueden funcionar a temperaturas mucho más altas.

La capacidad de bombeo es otra consideración importante. El fluido debe poder bombearse y circular con el caudal y la eficacia deseados para mantener el calentamiento y el funcionamiento eficaz.

Del mismo modo, los requisitos de presión también determinan la idoneidad de un fluido de transferencia de calor. Si el fluido se adapta mejor a presiones por encima o por debajo de los requisitos del proyecto, puede resultar ineficaz.

Por último, hay que tener en cuenta la estabilidad térmica. Si el fluido se descompone bajo el calor del funcionamiento regular, cambiará las propiedades físicas del fluido. Aunque, por supuesto, esto afectará a la eficiencia operativa, también puede ser peligroso y presentar un grave riesgo de daños en los equipos.

Otros factores a la hora de elegir el fluido térmico adecuado son:

  • Corrosión
  • Congelación
  • Ciclos de calor/frío
  • Aspectos financieros a largo plazo
  • Toxicidad

 

De todos estos factores, la temperatura suele ser la primera consideración. Por lo tanto, es a través de la lente de la temperatura que aquí discutimos los tipos de fluido de transferencia de calor.

Fluidos de transferencia de calor

Agua

El agua es el fluido de transferencia de calor más barato. Por ello, casi siempre se utiliza cuando es aplicable. Sin embargo, viene con una serie de limitaciones que lo hacen ineficaz para muchas operaciones. Su rango de temperatura operativa, por ejemplo, es bastante bajo. 

La congelación se produce en 0℃ y la ebullición a 100℃. Por ello, las operaciones a alta temperatura no pueden utilizar este fluido, y las bajas temperaturas requieren aditivos u otras soluciones de calentamiento.

Aceite

Los aceites suelen proporcionar un mayor rango de utilidad que el agua como fluido de transferencia de calor. Sin embargo, los aceites naturales siguen experimentando rangos de temperatura bastante limitados. Para aplicaciones que superen los 175℃ (350℉), es mejor cambiar a un aceite orgánico sintético.

Aceite sintético

Los aceites orgánicos sintéticos proporcionan una mayor estabilidad térmica, además de tener mayores rangos de temperatura de funcionamiento. Varios tipos de fluidos de esta categoría proporcionan temperaturas mínimas de hasta -80℃ (-110℉) y temperaturas máximas de -400℃ (-750℉). 

Aunque las temperaturas mínimas son inferiores a las del agua, la transferencia de calor orgánica sintética se utiliza más a menudo en el rango de los 175℃ a 400℃ que por debajo de 0℃. Para temperaturas más bajas, solemos recurrir a fluidos inhibidos a base de glicol.

Fluidos inhibidos a base de glicol

Soluciones compuestas por agua y glicoles inhibidores. Estos fluidos de transferencia de calor se utilizan más comúnmente para operaciones bajo 175℃ (350℉). Sin embargo, pueden funcionar a temperaturas tan bajas como -50℃ (-60℉).

Pueden ser fluidos de etilenglicol o de propilenglicol, dependiendo de su aplicación. Por ejemplo, si hay un contacto potencial con el agua potable, los fluidos a base de etilenglicol son ideales debido a su baja toxicidad oral.

Sales fundidas

El uso de sales fundidas como fluido de transferencia de calor es ideal para las operaciones a alta temperatura. Son ideales para temperaturas de 285℃ a 565℃ (545℉ a 1049℉). Para temperaturas superiores a 565℃ se pueden utilizar sales de cloruro y fluoruro, ya que son más estables. Sin embargo, estas son más corrosivas que las sales de nitrato.

Incluso a temperaturas tan bajas como 285℃, donde los aceites sintéticos son utilizables, las sales fundidas pueden ser preferibles. Esto se debe a que las sales fundidas corren menos riesgo de degradación a estas temperaturas y tienen una menor presión de vapor.

Las ventajas de las sales fundidas en los sistemas de calefacción incluyen sus temperaturas de funcionamiento, su baja presión de vapor y su eficiencia.

Elegir el fluido de transferencia de calor adecuado para su operación es tan importante como el propio equipo. Para elegir los calentadores y sistemas de calefacción adecuados, lea cómo elegir el equipo de calentamiento de fluidos térmicos adecuado.