Todo sobre los sistemas de transferencia térmica
Los sistemas de transferencia térmica son una compleja combinación de componentes mecánicos y fluidos que funcionan dinámicamente para transferir calor de un sistema individual a otro de forma directa o indirecta. La transferencia térmica emplea el movimiento de energía térmica entre dos sistemas físicos de diferentes temperaturas para lograr un equilibrio de temperaturas entre ellos.
Observamos este fenómeno de forma natural a nuestro alrededor. Las aplicaciones industriales, sin embargo, son mucho más avanzadas, en las que se utiliza para añadir o quitar calor de un lugar para alargar su ciclo de vida o mitigar los peligros de las altas temperaturas.
¿Qué son los sistemas de transferencia térmica?
Los sistemas de transferencia térmica son sistemas de transferencia, gestión y estabilización del calor que se emplean cuando la operación a realizar requiere inducir o enfriar instantáneamente o mantener la temperatura de forma constante. En esencia, estos sistemas de transferencia se encargan de mediar el calor y la temperatura para los sistemas individuales, al tiempo que mejoran la precisión y la eficacia de los trabajos implicados.
¿Cuál es el principio de funcionamiento de estos sistemas?
Un sistema de transferencia térmica funciona según el principio de trasladar energía térmica de un sistema de temperatura más alta a otro de temperatura más baja con la ayuda de un fluido de transferencia para mantener la estabilidad de la temperatura en los sistemas o lograr un enfriamiento o calentamiento rápidos a demanda.
En proceso de trabajo detrás de un sistema de Transferencia Térmica es:
Inducción de calor
Es el paso inicial del proceso y comienza con la producción de la energía térmica necesaria para el sistema, esta energía procede de calentadores o calderas. La combustión en las calderas y calentadores es absorbida instantáneamente por el fluido térmico para los procesos posteriores. Una generación de calor estable y eficiente es una parte crucial del proceso.
Absorción
La generación sigue con la absorción del calor por fluidos térmicos que van a circular con la ayuda de serpentines y tubos presentes en el sistema. Los fluidos absorben el calor provocando un aumento de la temperatura que se va a suministrar. El fluido térmico a seleccionar depende de la temperatura y la presión.
Movimiento
Después de absorber la energía térmica, el fluido debe circular por el sistema y se instala una bomba de circulación para hacer girar y transferir la energía. La bomba proporciona un flujo y una rotación uniformes de los fluidos térmicos calientes para mejorar la eficacia del sistema y la uniformidad del rendimiento.
Repetir
Una vez que la energía térmica adicional del fluido de transferencia se entrega al puesto deseado. A continuación, el fluido se devuelve a través de las redes al segmento de generación para recalentarlo y hacerlo circular de nuevo. Este proceso se repite constantemente hasta que se completa y se obtienen resultados.
Seguimiento
Un sistema de transferencia térmica ideal está equipado con múltiples sensores y actuadores que ayudan a seguir y controlar la presión y la temperatura. Esto ayuda a los clientes a lograr una eficacia y unos resultados precisos. Un sistema de seguimiento óptimo ayuda a mitigar los peligros y el despilfarro.
Los sistemas de transferencia térmica se incorporan a multitud de máquinas para llevar a cabo sus operaciones. Los equipos que dependen de los sistemas de Transferencia Térmica son:
Calderas
Las calderas son depósitos cerrados de acero inoxidable, aluminio o hierro fundido, diseñados para calentar agua u otros fluidos térmicos en función del funcionamiento. La cámara de combustión se encarga de quemar combustible o fluidos térmicos que generan vapor o agua caliente. Son una parte esencial del sistema, ya que garantizan una temperatura interior estable y evitan los riesgos de sobrecalentamiento. Las calderas no sólo se utilizan en las industrias, sino que también se instalan en entornos comerciales y domésticos.
Torres de refrigeración
Las torres de refrigeración son recintos especialmente diseñados de acero inoxidable o PVC (cloruro de polivinilo) para mitigar el calor del agua o de cualquier otro fluido térmico que se utilice. Las torres de refrigeración pueden diseñarse a medida para adaptarse a las necesidades del cliente, aunque funcionan con la misma idea de refrigeración evaporativa, el proceso de transferencia de calor del fluido térmico o agua al aire circundante para reducir la temperatura del agua lo más rápidamente posible.
Hornos industriales
Los hornos son una gran fuente de calor en aplicaciones industriales como el templado y la sinterización. Estos hornos pueden alcanzar temperaturas superiores a los 400 °C (752 °F). Los hornos industriales también se ofrecen con diferentes combustibles como gas, aceite, madera o electricidad. Los hornos suelen diseñarse en función de la necesidad de contacto (que puede ser directo, indirecto o amortiguado) y de los métodos de calentamiento.
Enfriadores
Los enfriadores se instalan para enfriar rápidamente grandes cantidades de fluidos térmicos a la vez con el fin de extraer calor del sistema y bajar la temperatura. Estas máquinas funcionan en un bucle de transferencia de calor, centrándose en el movimiento del refrigerante alrededor del sistema para que absorba el calor del sistema y lo libere a la atmósfera a través de un respiradero.
Intercambiadores de calor
Intercambiadores de calor excepcionales máquinas están diseñadas para el calor entre dos sistemas diferentes gracias a los materiales altamente conductores utilizados en su fabricación. Esta transferencia de calor puede ser por contacto directo o indirecto. Están disponibles en diferentes configuraciones de caudal para facilitar una plétora de operaciones y ajustes.
Aplicación de los sistemas de transferencia térmica
- Fabricantes de metal: Las aleaciones metálicas son una gama de productos muy versátil y, para conseguirlo, los metales se calientan a una temperatura más alta y necesitan mantenerse a esa temperatura mientras se sinterizan o templan, y un sistema de transferencia térmica eficaz no sólo ayuda, sino que también optimiza la calidad de las aleaciones metálicas fabricadas.
- Farmacéutica: Los sistemas de transferencia térmica no sólo ayudan a estabilizar la presión y la temperatura que necesitan las organizaciones farmacéuticas para crear medicamentos, sino que también mejoran la eficacia y la precisión del resultado del proceso. Estos sistemas de transferencia también garantizan la mitigación de la contaminación gracias a sus sistemas sellados y a prueba de fugas.
- Procesamiento químico: Los sistemas de transferencia térmica que se utilizan en esta industria dependen en gran medida de los fluidos térmicos para proporcionar temperaturas constantes en los distintos procesos y garantizar así un control total de las reacciones y los resultados. Los fluidos térmicos permiten realizar operaciones a temperaturas más elevadas.
- Industria de alimentación y bebidas: La industria alimentaria se centra en el calor indirecto y los fluidos térmicos son ejemplares para todos los procesos implicados, ya que al proporcionar una transferencia de calor sin contacto a temperatura uniforme ayudan a que los alimentos se cocinen de manera uniforme y completa, manteniendo al mismo tiempo las máximas normas de higiene y seguridad.
Conclusión
Los sistemas de transferencia térmica en una aplicación industrial no sólo son fundamentales para lograr y mantener la estabilidad entre la presión y la temperatura, sino también para mejorar el ciclo de vida de las máquinas implicadas y minimizar el tiempo de inactividad debido a riesgos para la seguridad. Estas modernas maquinarias proporcionan a los consumidores un resultado altamente preciso y eficaz en sus respectivas operaciones industriales.
El inmenso uso de estos sistemas de transferencia ha ayudado a una variada lista de industrias a lograr unos rendimientos excepcionales, mejorando al mismo tiempo la seguridad y mitigando los riesgos de trabajar en entornos de alta temperatura.
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