Menu

Instal·lació d'energia solar tèrmica

Què és un intercanviador de calor? Funcionament i tipus

Què és un intercanviador de calor? Funcionament i tipus

Un intercanviador de calor és un dispositiu tècnic en el qual l' intercanvi de calor es porta a terme entre dos mitjans que tenen diferents temperatures.

Com funciona un intercanviador de calor?

La manera de funcionar un intercanviador de calor depèn de el tipus d'intercanviador. No obstant això, el principi de funcionament és el mateix.

L'intercanviador té dues entrades i dues sortides pel qual entren i surten dos fluids a temperatures diferents. Tots dos fluids entren en contacte amb una superfície amb una elevada transmissió tèrmica, cadascun per una banda, sense barrejar-se.

El fluid més calent cedeix calor a la superfície elevant la temperatura i la seva energia interna. Alhora, la superfície cedeix aquesta energia tèrmica a el fluid fred en forma de calor.

Quina és la llei d'intercanvi de calor?

La llei d'intercanvi de calor és el conjunt de les lleis de la termodinàmica que regulen la transferència de calor entre dos elements:

Tipus d'intercanviadors de calor

Depenent de el disseny dels intercanviadors, els principals tipus són:

1. Intercanviador tèrmic de doble tub (o "tubs concèntrics")

Els fluids flueixen en dos tubs coaxials, un d'interior i un altre exterior. En aquest intercanviador, el fluid amb més temperatura flueix pel conducte interior cedint calor a el fluid amb menor temperatura que flueix voltant. També es coneixen com intercanviadors encamisats.

2. Intercanviador de calor de tubs i cuirassa

En l'intercanviador de cuirassa i tubs, un dels fluids passa per l'interior i l'altre per l'exterior dels tubs, en una càmera especialment dissenyada (cuirassa o carcassa).

3. Intercanviador de calor d'helicoïdal

Consisteix en un tub de forma helicoïdal o serpentina dins el qual flueix el fluid de el procés que es refreda a través d'una pel·lícula d'aigua que degota des de dalt.

4. Intercanviadors de calor de plaques

Els intercanviadors de calor de plaques consisteixen en un conjunt de plaques en què els fluids flueixen en canals alternats, en contra corrent.

Un cas particular és l'intercanviador de calor de plaques amb juntes. En aquest tipus d'intercanviador, les plaques tenen els canals segellats amb amb juntes elastomèriques i el flux flueix cap a canals alternatius. El paquet de plaques es munta entre un marc i una placa de pressió comprimida amb perns.

5. Bescanviador en espiral

els dos fluids passen als costats oposats d'una làmina, generalment llisos, en càmeres úniques de gran longitud, enrotllades en espiral.

6. Intercanviador de grafit o un altre material

Els corrents circulen en orificis cilíndrics, generalment disposats ortogonalment a les dues bandes; intercanviadors de superfície estesa.

Altres tipus d'intercanviadors de calor

Existeixen altres classificacions d'intercanviadors:

Segons la direcció de l'flux

  • Flux paral·lel: els fluids fred i calent flueixen en la mateixa direcció.

  • Contraflujo: els fluids entren per extrems diferents i circulen en la mateixa direcció però en sentits oposats. En aquest cas, la recuperació de calor és molt més eficient que en el de flux paral·lel.

  • Flux creuat: els fluids flueixen a través d'un feix de tubs perpendiculars entre ells.

  • De pas simple: en aquest tipus d'intercanviador, el fluid només intercanvia calor en una sola vegada. De vegades, la transferència d'energia calor no és suficient i es combinen dos o més intercanviadors en sèrie.

  • Múltiples Passos: Els fluids intercanvien calor més vegades.

  • Regeneratius i no regeneratius: si s'utilitza el mateix fluid o no.

Segons el tipus de contacte

Depenent de com interactuen els fluids distingim els següents intercanviadors de calor:

  • Contacte directe: les interfícies dels fluids que intercanvien calor estan en contacte directe entre si.

  • Contacte indirecte: les interfícies dels fluids estan separats per una superfície que transmet la calor.

Exemples d'ús d'intercanviadors de calor

Els intercanviadors de calor s'utilitzen en els processos tecnològics de les indústries de refinació de petroli, petroquímica, química, energia nuclear, refrigeració, gas i altres.

A les instal·lacions de l'energia solar l'intercanviador de calor s'utilitza per transferir la calor captat a través de la radiació solar a un altre fluid de treball. L'energia solar tèrmica es pot utilitzar tant per subministrar energia tèrmica en un sistema de calefacció com en centrals termoelèctriques solars.

Altres exemples d'intercanviadors de calor comuns són el radiador d'l'automòbil i l'escalfador per a calefacció domèstica.

Autor:

Data de publicació: 13 de febrer de 2019
Última revisió: 9 de setembre de 2021