TODO SOBRE LOS SISTEMAS DE TRANSFERENCIA DE CALOR

Se denomina transferencia de calor a la transferencia de energía térmica de un sistema individual a otro de forma directa o indirecta. La transferencia de calor 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 de calor?

Los sistemas de transferencia de calor se basan en aceites térmicos, agua o una mezcla de glicol y agua como fluido de transferencia para el proceso, en función de los requisitos de temperatura.

Para conseguir un flujo de líquido controlado y estable, se calientan con mecanismos eléctricos.

Los mecanismos de transferencia de calor pueden llevar a cabo soluciones tanto de refrigeración como de calefacción de forma eficiente y optimizar los resultados.

Las máquinas utilizadas en este proceso consisten en módulos de calentamiento eléctrico emparejados con un límite de un módulo de intercambiador de calor.

¿Cómo funciona la transferencia de calor en un sistema?

El proceso de introducir o sustraer calor repetidamente a demanda ayuda a aumentar la productividad y a proporcionar una gama más amplia de lecturas de la temperatura alcanzada para que el resultado sea uniforme. Esto es posible gracias a una metodología muy sistemática y organizada de dividir el proceso en componentes más pequeños.

• La bomba se encarga de proporcionar un flujo de fluido presurizado uniforme en todo el proceso. Las bombas centrífugas o de desplazamiento positivo son las más fiables para llevar a cabo el proceso.
• El calentador se centra en proporcionar energía térmica al fluido de transferencia para que pueda producirse la transferencia de calor de un sistema a otro. Los calefactores eléctricos van camino de ser la opción más idónea para ello.
• El refrigerador se emplea para mitigar la temperatura excesiva y ayudar a mantener el sistema estable para mejorar el rendimiento y los resultados. Los refrigeradores más utilizados son los intercambiadores de carcasa y tubos y los intercambiadores de placas soldadas.
• La válvula de control se instala para medir la utilidad del fluido a lo largo del proceso y un Termopar para medir y notificar la temperatura del fluido y la regulación de la temperatura en toda la máquina.

Selección del líquido de transferencia adecuado

Como medio de transferencia de calor se utilizan mezclas de agua y glicol, minerales, sales fundidas o incluso aceites sintéticos. Cuando se les suministra el calor adecuado para que alcancen la temperatura deseada, estos medios ayudan a conseguir eficacia y precisión en el proceso.

• Las mezclas de sales se utilizan para temperaturas muy superiores a 500 °C y las sales fundidas son adecuadas para temperaturas que alcanzan hasta 630 °C debido a su baja viscosidad y a que pueden circular sin presión.
• Se recurre al aceite y sus derivados para temperaturas que oscilan entre -50 °C y 410 °C. Las industrias confían en el aceite por sus propiedades poco corrosivas y su gran estabilidad, al tiempo que mantiene una presión baja.
• Las mezclas de agua y glicol proporcionan operaciones precisas entre -50 °C y 175 °C. Estos fluidos proporcionan protección contra la congelación, resistencia a la corrosión y resultados eficientes tanto en entornos de refrigeración como de calefacción.

¿Qué características ofrecen los sistemas de transferencia de calor?

Los sistemas de transferencia de calor están disponibles en diversas formas y tamaños, diseñados para satisfacer las demandas de los clientes y ofrecer al mismo tiempo resultados de vanguardia. Estos sistemas vienen equipados con una plétora de características que incluyen algunos estándares de la industria, y algunas características opcionales dependiendo de las marcas, el tamaño y la forma, y las operaciones.

Las funciones estándar incluidas son:

• Elementos calefactores: los elementos calefactores utilizados en los sistemas de transferencia de calor ofrecen una baja densidad de vatios que se combina con vainas de aleación. Esta combinación no sólo mejora el ciclo de vida del sistema, sino que también minimiza los riesgos derivados de las altas temperaturas. Las vainas de aleación reducen la degradación de los fluidos térmicos, al tiempo que proporcionan una capa de protección contra la corrosión que garantiza un funcionamiento suave y eficaz.
• Tanque tampón: El propósito de este tanque es proporcionar una mejor utilidad del fluido y evitar el choque térmico aislando el fluido más caliente del sistema del depósito de expansión. Ayuda a mantener la estabilidad de la presión y la temperatura durante todo el proceso, minimizando los costes operativos.
• Cámaras de calefacción: Las cámaras de calefacción se instalan con equipos de autoventilación que eliminan y frenan automáticamente el aire y los gases atrapados en el sistema. Ayudan a deshacerse de los huecos de aire no deseados creados. Estos huecos son responsables de la calefacción desigual y daños.
• Bomba sellada: Las bombas mecánicamente selladas, debido a sus excelentes propiedades de mitigación de fugas y resistencia, han precedido a las tradicionales. Aseguran un rendimiento excepcional al tiempo que garantizan la ausencia de contaminantes y de exposición durante todo el proceso.

Algunas características opcionales que pueden añadirse a su equipo son:

• Bomba de reserva: se instala una bomba secundaria en paralelo en juego con la bomba primaria para dejar espacio a un cambio inmediato y sin complicaciones, de modo que si surge un problema que provoque una bomba defectuosa se pueda pasar a las operaciones de reserva y no se registre ningún tiempo de inactividad.
• Cobertura: el fluido del depósito de expansión puede equiparse con una cobertura de gas inerte, como el nitrógeno, para mantener a raya los contaminantes y evitar la oxidación. Esto contribuye a la longevidad del fluido y la producción.
• Enfriamiento brusco: el sistema puede emparejarse con otro intercambiador para emergencias que requieran un enfriamiento inmediato y limiten las reacciones exotérmicas que pueden suponer un riesgo para la seguridad de los usuarios.

¿Cuáles son las aplicaciones de los sistemas de transferencia de calor?

Los sistemas de transferencia de calor que emplean sistemas de fluidos térmicos tienen usos diversos y múltiples en industrias donde la precisión y el control exacto de la temperatura son de máximo valor. La industria química, energética, alimentaria y de bebidas es uno de los sectores clave.

• Procesamiento químico: Los sistemas de transferencia de calor que se utilizan en esta industria dependen en gran medida de los fluidos térmicos para proporcionar temperaturas constantes a 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 de procesamiento de alimentos 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 una temperatura uniforme ayudan a que los alimentos se cocinen de manera uniforme y completa, manteniendo al mismo tiempo los máximos niveles de higiene y seguridad.
• Plástico y caucho: Los fluidos térmicos desempeñan un papel importante en el mantenimiento de la temperatura para el moldeo por inyección y por troquel. Esto es fundamental para reducir el alabeo y las deformaciones en la línea de productos, al tiempo que se garantiza una mayor rapidez en las operaciones y una precisión dimensional excepcional.
• Energía: Los paneles solares también dependen de estos fluidos térmicos para absorber y transportar el calor recogido en los colectores. El calor se transforma en electricidad. El excepcional funcionamiento a temperaturas variables de los fluidos térmicos que les permite mantener una pérdida de energía limitada los convierte en uno de los métodos más viables. 

Conclusión

Los sistemas de transferencia de calor son equipos vitales para los procesos que permiten a los clientes alcanzar un rango de temperatura preciso y exacto para sus diversos fines. Esto también les permite contar con espacio. El empleo de fluidos térmicos en este sistema también ha contribuido a obtener resultados uniformes y, gracias a sus características de mejora del rendimiento, estos sistemas ofrecen resultados constantes con un mantenimiento mínimo.  A medida que avance la tecnología, su papel en el apoyo a procesos sostenibles y de alto rendimiento no hará sino crecer.

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