Intercambiador de calor

Este artigo precisa de máis fontes ou referencias que aparezan nunha publicación acreditada que poidan verificar o seu contido, como libros ou outras publicacións especializadas no tema. Por favor, axude mellorando este artigo.

Un intercambiador de calor é un dispositivo deseñado para transferir calor entre dous medios separados por unha barreira ou que se encontren en contacto. Son parte esencial dos dispositivos de calefacción, refrixeración, climatización, produción de enerxía e procesamento químico.

Entre outras aplicacións un intercambiador de calor permite mellorar o rendemento dunha instalación frigorífica ao subenfriar o líquido que admite a válvula de expansión. Por outra banda implica que o sobrequentamento dos vapores que chegan ao compresor sexa máis importante.

Os intercambiadores de calor poden clasificarse en:

• Intercambiadores de contacto directo: os fluídos sofren unha mestura física completa.
• Intercambiadores de contacto indirecto:

1. Alternativos: os fluídos percorren un mesmo espazo de forma alternada, a mestura entre os fluídos é desprezable.
2. De Superficie: son equipos nos que a transferencia de calor se realiza a través dunha superficie, cilíndrica ou plana, sen permitir o contacto directo. Segundo o sentido de movemento dos fluídos existen varios tipos de intercambiadores de superficie como o intercambiador de fluxo paralelo, o intercambiador de fluxo a contracorrente e o intercambiador de fluxo cruzado. O intercambiador indirecto máis simple é o de tubos concéntricos; consta de dúas canalizacións concéntricas, unha no interior da outra, circulando os dous fluídos polo espazo anular e pola canalización interior. Outro tipo de intercambiador moi utilizado é o intercambiador de placas soldadas.

A condución de calor é a forma en que ten lugar a transferencia de enerxía a escala molecular. Cando as moléculas absorben enerxía térmica vibran sen desprazarse, aumentando a amplitude da vibración conforme aumenta o nivel de enerxía. Esta vibración transmítese dunhas moléculas a outras sen que teña lugar movemento ningún de traslación. Na transmisión de calor por condución non hai movemento de materia. A condución é o método máis habitual de transmisión de calor en procesos de quentamento/arrefriamento de materiais sólidos opacos. Se existe unha gradiente de temperatura nun corpo, terá lugar unha transmisión de calor dende a zona de alta temperatura cara á que está a temperatura máis baixa. O fluxo de calor será proporcional ao gradiente de temperatura.

Cando un fluído circula ao redor dun sólido, por exemplo polo interior dunha canalización, se existe unha diferenza de temperatura entre ambos os dous, ten lugar un intercambio de calor entre eles. Esta transmisión de calor débese ao mecanismo de convección. O quentamento e arrefriamento de gases e líquidos son os exemplos máis habituais de transmisión de calor por convección. Dependendo de se o fluxo do fluído é provocado artificialmente ou non, distínguense dous tipos: forzada e libre (tamén chamada natural). A convección forzada implica o uso dalgún medio mecánico, como unha bomba ou un ventilador, para provocar o movemento do fluído. Ambos os dous mecanismos poden provocar movemento laminar ou movemento turbulento do fluído.

• Formulario do frío, por Pierre Rapin e Patrick Jacquard (en castelán)