Los beneficios de la regeneración de calor en los sistemas de intercambiadores de calor
Por Matt Hale, Director Internacional de Ventas y Marketing, HRS Heat Exchangers
Los intercambiadores de calor que emplean recuperación o regeneración de calor no deben confundirse con los «intercambiadores de calor regenerativos», que son un tipo específico de intercambiador de calor.
Lo que entendemos por regeneración de calor en HRS es la recuperación de la mayor cantidad de calor excedente (o capacidad de enfriamiento) posible después de que el intercambiador de calor haya realizado su función principal. Este calor recuperado puede reutilizarse para mejorar la eficiencia del proceso de intercambio térmico o utilizarse en otro lugar.
Ejemplos de recuperación de calor
En una fábrica que produce crema pasteurizada; la crema debe calentarse a la temperatura necesaria para lograr la pasteurización, luego enfriarse rápidamente para mantener la vida útil y la calidad. En el segundo proceso, la temperatura del agua de enfriamiento aumenta significativamente. De nuevo, hay que enfriarla para su reutilización, pero aplicamos parte del calor que contiene hacia el calor que necesita para la fase de pasteurización, utiliza la recuperación de calor o la regeneración de calor, reduciendo la cantidad de nueva energía requerida para las primeras fases de calentamiento posteriores.
Muchas plantas de digestión anaeróbica (AD) usan intercambiadores de calor para pasteurizar el digestato obtenido durante el proceso de AD, de modo que pueda venderse como fertilizante agrícola. El calor ‘excedente’ que se genera después de que el sistema haya estado trabajando durante dos horas se usa para precalentar el digestato, reducir la carga de calor total y mejorar la eficiencia general de la planta al aumentar la cantidad de energía generada que está disponible para otros usos distintos de la pasteurización.
Los mayores beneficios de la recuperación de calor se pueden ver cuando se combinan intercambiadores de calor múltiples, por ejemplo, en un sistema de evaporación de efectos múltiples, como el Sistema de Concentración de Digestato HRS DCS. El sistema utiliza intercambiadores de calor y evaporación para reducir el volumen y aumentar la concentración de lodos y digestato. La primera etapa de evaporación calienta el digestato líquido y usa un separador ciclónico; el vapor producido a partir de este primer ciclo (generalmente disponible a 70° C) se usa como medio de calentamiento para el segundo efecto, por lo que se repite el proceso. El vapor posterior (generalmente disponible a 60° C) se utiliza como medio de calentamiento para el tercer ciclo. El número de efectos está determinado por el nivel de sólidos secos requeridos y la cantidad de calor excedente disponible, hasta un máximo de cuatro ciclos. Después de la etapa final, el vapor se condensa nuevamente en agua y se usa para precalentar el producto entrante antes de la primera etapa de evaporación.
La recuperación de calor no se limita a los sistemas que tratan líquidos. Recientemente, HRS suministró un gran intercambiador de calor de gas de la Serie G para recuperar el calor de los gases de escape de alta temperatura que salen de un gran reactor químico. Este calor recuperado se utiliza para ayudar a precalentar los productos químicos que ingresan al reactor a alrededor de 500ºC.
Beneficios de la recuperación de calor
El beneficio más obvio de la eficiencia mejorada es que se requiere menos energía para lograr el nivel necesario de calentamiento o enfriamiento. A su vez, esto reduce los costes de funcionamiento y también mejora la huella ambiental, en comparación con otros intercambiadores que no incluyen la recuperación de calor.
La menor demanda de energía inicial también puede hacer posible utilizar fuentes de calor o medios de calentamiento que de otro modo no serían factibles. Por ejemplo, si hay agua tibia disponible, agregar recuperación de calor puede permitir que se use como medio de calentamiento en otras partes del proceso.
Alternativamente, la mejora en la eficiencia se puede utilizar para proporcionar el mismo nivel de transferencia térmica, pero a menor escala. Cuando se combina con tecnologías como los tubos corrugados, la recuperación de calor puede permitir la instalación de un intercambiador en lugares con espacio restringido u otros factores limitados.
Cuando el aporte de energía y el espacio no son un problema, con todos los demás factores iguales, la eficiencia mejorada del proceso proporcionada por la regeneración de calor puede permitir un procesamiento más rápido o mayores tasas de tratamiento del producto.
Cualquiera que sea la motivación para tomar la decisión, utilizar la recuperación de calor al especificar la instalación de un intercambiador es bueno para su proceso, bueno para su economía y bueno para el medio ambiente.