Eligiendo el intercambiador de calor adecuado
Los intercambiadores de calor son una herramienta muy utilizada en el procesamiento térmico de diversos productos, como la cocción, la pasteurización y la esterilización, así como el calentamiento o enfriamiento de una gama muy amplia de materiales.
Cuando se trata de elegir el intercambiador de calor adecuado para un determinado proceso, no hay sustituto para el asesoramiento profesional, pero usted tendrá un mejor control de ese proceso si tiene una comprensión básica de los factores a tener en cuenta. Éstos pueden ser ampliamente divididos en consideraciones comerciales y técnicas. Las preguntas que se analizan a continuación le proporcionarán un buen punto de partida con el que comenzar un proceso de licitación o una base sobre la cual comparar diferentes propuestas.
- ¿Es el intercambiador de calor la tecnología adecuada?
Puede parecer una pregunta extraña para un artículo sobre intercambiadores de calor, pero la primera pregunta que debe hacerse es si necesita uno. No hay duda de que los intercambiadores de calor pueden ser relativamente complejos y costosos. Aunque son preferibles en muchas situaciones, en particular cuando una fuente de enfriamiento o de calentamiento ya está disponible, o cuando es necesario cuando hay más de un proceso, sin embargo pueden ser excesivos en situaciones simples en las que un elemento de calentamiento directo o un sistema de refrigeración más sencillo es suficiente.
- ¿Qué tipo de intercambiador de calor necesito?
Las formas más simples de intercambiadores de calor son los llamados intercambiadores de calor de placas, que consisten en combinaciones de placas y juntas a través de las cuales se mueve el producto y el medio de calentamiento o refrigeración. Son relativamente simples y rentables y pueden hacer un trabajo muy bueno con fluidos newtonianos simples como leche y aceites de baja densidad. Sin embargo, para sustancias más viscosas, los fluidos no newtonianos y los procesos que requieren altos niveles de transferencia de calor, los intercambiadores de calor de doble tubo pueden ser una mejor opción.
Éstos vienen en diversas formas, como son los de tubo corrugado, que aumentan la turbulencia del producto, lo que previene el ensuciamiento y mejora la eficacia de funcionamiento. Para fluidos viscosos y de alta contaminación, se dispone de intercambiadores de calor de superficie rascada, también con diversos diseños, incluyendo versiones alternas y rotatorias, permitiendo que los diversos productos sean manipulados cuidadosamente, de modo que las características de calidad clave se puedan mantener, o incrementar la mezcla, al tiempo que proporcionan una mayor eficacia en el funcionamiento.
- ¿Cómo sé qué intercambiador será el adecuado para mis productos?
Hay varios puntos a tener en cuenta. En primer lugar, el intercambiador de calor debe ser capaz de proporcionar la cantidad correcta de transferencia térmica. Diferentes productos a tratar tendrán diferentes propiedades térmicas que deben tenerse en cuenta al diseñar un intercambiador.
Factores como la viscosidad, el contenido de sólidos y textura deberán ser evaluados junto con los caudales de producto, para asegurar que éste reciba el tratamiento adecuado. Por ejemplo, si el intercambiador no suministra suficiente calor, puede resultar en un proceso incompleto, lo que podría tener consecuencias graves para la seguridad del producto.
Al mismo tiempo, si el sistema no trata determinados productos correctamente, podría cambiar o dañar su calidad; por ejemplo, el tratamiento brusco de salsas viscosas puede tener un efecto negativo sobre su textura.
Finalmente, la instalación del intercambiador debe ser capaz de tratar la cantidad máxima de producto requerida en cualquier momento. Si bien habrá restricciones físicas que condicionen el tamaño de los intercambiadores, en la mayoría de los casos es posible combinar múltiples unidades para aumentar la capacidad de tratamiento.
- Qué ventajas me puede aportar el equipo?
Uno de los beneficios clave de los intercambiadores de calor de HRS es su capacidad para recuperar el calor del final del proceso y volver a usarlo. En muchos casos, esta característica permite que el sistema sea más eficiente, reduciendo la cantidad de calor que necesita ser suministrada en primer lugar. Sin embargo, en algunas situaciones – por ejemplo, donde la fuente de calor es abundante – el calor recapturado se puede utilizar para otro proceso, como calefacción de oficinas o edificios.
En estos casos, el ahorro de coste adicional debe compensarse con el coste de capital y de funcionamiento del intercambiador.
- Cuánto es el coste de su mantenimiento?
El coste varía en función del tipo de intercambiador elegido, su diseño y el entorno en el que se utiliza. Sin embargo, más importante que los requisitos reales de mantenimiento es la facilidad de mantenimiento. Por ejemplo, ¿es complicado acceder a los componentes clave y cuál es el coste de las piezas de repuesto rutinarias, como sellos y juntas?
Para los intercambiadores de doble y triple tubo, ¿es posible cambiar los tubos individuales sin desmontar la unidad entera y reparar partes de la unidad sin tener que parar todo el proceso? Estos factores tendrán un impacto clave en cuanto a los costes de mantenimiento del intercambiador, tanto desde el punto de vista financiero como del tiempo y recursos que se necesitan.
- ¿Cuánto me costará el equipo?
Para muchos, el coste es uno de los factores más importantes a la hora de tomar una decisión de inversión. Sin embargo, es importante comparar tanto el coste de la inversión de las diferentes unidades como sus costes operativos y de vida útil previstos. Por ejemplo, un precio de compra un 25% más elevado puede recuperarse fácilmente mediante una mayor eficiencia del producto y una reducción de los costes de servicio durante la misma vida útil, o incluso más larga. Sólo teniendo en cuenta todos los costes asociados, será capaz de tomar una decisión de inversión precisa.
- ¿Cómo se diseña el equipo?
¿Utiliza la empresa la información científica más avanzada acerca de la transferencia térmica, o se basa en documentos y datos que pueden ser de hace más de medio siglo? Si bien es imperativo que el intercambiador se funcione correctamente en términos de transferencia térmica, otras consideraciones, como la facilidad de instalación y mantenimiento, también son importantes.
- ¿Qué soporte técnico podré recibir?
No sólo es importante tener respaldo en caso de se presente un problema, sino que su proveedor sea capaz de ofrecerle un mantenimiento durante la vida útil del equipo. Por ejemplo, ¿puede beneficiarse de actualizaciones futuras, como la mejora en el diseño del tubo? Puede que no sea esencial el tratar con una empresa que esté implantada localmente, pero debería tener en cuenta cómo ésta funciona con otros clientes en circunstancias similares a las suyas.
Es obviamente imposible cubrir cada situación potencial en un artículo como éste, pero espero haber resaltado algunas de las cuestiones más comunes que se aplican a casi todas las compras de intercambiadores de calor. Sus circunstancias individuales serán únicas y otra consideración clave al tomar su decisión debe ser lo bien que el proveedor elegido aprecie esto.