Intercambio térmico : Preguntas frecuentes

Denominado también intercambiador térmico, el intercambiador de calor es un equipo que permite transferir energía térmica de un fluido a otro, sin que estos fluidos entren directamente en contacto o se mezclen.

Se distingue la recuperación de calor a alta temperatura (superior a 90ºC) a menudo procedente de humos de combustión y la recuperación a baja temperatura (inferior a 60ºC) procedente de circuitos de refrigeración por agua, aguas residuales o efluentes de proceso, aire caliente de secado o compresión, defecto de aislamiento de paredes.

La selección de un intercambiador térmico está sujeta a una diversidad de criterios: los fluidos presentes (líquido/líquido, líquido/vapor, gas/gas…) y su naturaleza (fluido limpio, ensuciante, viscoso, corrosivo…), las temperaturas (punto de acercamiento, diferencia de temperatura, cruce de temperaturas, coeficiente de película…), las presiones utilizadas (presión máxima en funcionamiento y de cálculo, pérdida de carga admisible…), la facilidad de mantenimiento requerida (estándares FDA, intercambiador farmacéutico…), el grado de mantenimiento (frecuencia de limpieza, por ejemplo).

En función de estos distintos parámetros, nuestros ingenieros térmicos seleccionarán la mejor tecnología de intercambio térmico, específicamente adaptada para su aplicación y su oficio:intercambiadores tubulares (de tubo recto, corrugado, trenzado o en espiral), de placas y juntas o de placas soldadas así como los materiales correspondientes (acero, acero inoxidable 304, acero inoxidable 316, cuproníquel, dúplex, hastelloy, titanio…).

Marca registrada, Platular® es un intercambiador térmico ideado por Barriquand en los años 50 y que se ha beneficiado de muchas evoluciones. Se trata de un intercambiador de placas soldadas (por lo tanto sin juntas entre las placas) que puede trabajar hasta presiones de 30 bares y a temperaturas que pueden ascender hasta 500 ºC. Su diseño único permite un intercambio por contracorriente casi perfecto así como caudales de fluidos desiguales por ambas partes, posibilitados gracias a las secciones de paso muy distintas sin puntos de contacto para el fluido más ensuciante.

Su mantenimiento se realiza mediante limpieza in situ química (CIP) o mecánica con una manguera de agua a presión después de abrir las puertas de forma rápida, sin desmontar las tuberías. Ofrece por lo tanto un mantenimiento muy sencillo y sin refacciones (aparte de las juntas sencillas de las puertas). Más resistente que un intercambiador de placas y juntas, es también un intercambiador muy compacto de dimensiones reducidas.

Barriquand fabrica intercambiadores de placas (especialmente el Platular®) e intercambiadores tubulares. Estos equipos se fabrican integralmente en Francia en nuestras fábricas de Roanne y Saint-Priest en la región Auvergne-Rhône-Alpes, lo que nos permite tener el pleno control de los procesos de diseño y realización.

El centro de ASET, dedicado a la fabricación de intercambiadores tubulares y situado cerca de Lyon, está certificado ISO9001. El 100% de nuestros aparatos se fabrican por encargo con garantía de calidad según los sistemas de referencia CE, ASME…

Barriquand ha desarrollado, internamente, un software propietario para dimensionar sus intercambiadores de placas soldadas Platular^®. Para trabajar con otras tecnologías, como los intercambiadores tubulares por ejemplo, nuestra oficina de proyectos utiliza las soluciones de software profesionales mundialmente reconocidas como ASPEN o HTRI.

La fuerza de los ingenieros térmicos de Barriquand reside en su experiencia en el uso de estos software gracias a una base de datos de varios millares de intercambiadores instalados.

La temperatura máxima aceptable para las juntas de los intercambiadores de placas depende del material de las juntas. En función de su aplicación, Barriquand le asesora en su elección.

Barriquand se basa en sus 80 años de experiencia sobre los fluidos ensuciantes, viscosos o llamados «difíciles» para decidirse con usted por una tecnología dimensionada a medida. El principal criterio en este caso es conservar velocidades y reologías (Reynolds) compatibles con un buen intercambio térmico.

Para este tipo de producto, el intercambiador Platular^®, que permite tener anchuras de paso distintas entre el fluido de proceso y el fluido caloportador, puede convertirse en una importante ventaja.

Es el estudio del movimiento de los fluidos en un entorno dado. También se denomina mecánica de fluidos. Este fluir puede establecer en régimen laminal, transitorio o turbulento caracterizado por el número adimensional de Reynolds.

Los intercambiadores Barriquand le permiten recuperar la energía presente en el aire húmedo, en el vaho o en un gas. En un condensador (tubular, Platular®, placas y juntas…), se condensa el vapor de agua contenido en el aire (condensación en presencia de incondensables) hasta un punto de equilibrio definido por el diagrama del aire húmedo (o diagrama psicrométrico). No obstante, la obtención de un secado perfecto requeriría necesariamente la implementación de otras tecnologías.

Denominado también «carta psicrométrica», es el diagrama que representa las principales características del aire húmedo para una presión atmosférica dada es decir la humedad relativa y absoluta, las temperaturas del punto de rosa, de bulbo seco y húmedo, la entalpía y el volumen específico.

Todo depende de las tecnologías que se utilicen. Pueden ascender hasta 1000 ºC o 1.000 bares.

Los intercambiadores Barriquand están dimensionados a medida: cumplimos así la pérdida de carga solicitada por nuestro cliente. Sin embargo, cabe destacar que una disminución de la pérdida de carga acarrea necesariamente un aumento del tamaño del intercambiador. Así que se debe encontrar un compromiso para el dimensionado.

Desde su obtención y su renovación sistemática, las certificaciones relacionadas con la fabricación, el diseño y la instalación de intercambiadores térmicos permiten a Barriquand satisfacer todas las exigencias normativas, administrativas y reglamentarias, sea cual sea el código de la edificación correspondiente y el país de destino.

Contamos con las siguientes certificaciones:

• Certificación de equipos a presión con arreglo a la PED 2014/68/UE, módulo H/H1 para el mercado europeo (relacionada con el código de la edificación CODAP),
• Certificación Stamp-U para el mercado mundial (relacionada con el código de la edificación ASME),
• Certificación SELO para el mercado chino,
• Certificación HP0 para el mercado alemán (relacionada con el código de la edificación AD-Merkblatt).

Barriquand propone, según las tecnologías, las siguientes metalurgias: acero, acero inoxidable, cuproníquel, Dúplex, Súper-Dúplex, Hastelloy, titanio… Como se indica en nuestras ofertas, la selección del material está bajo la responsabilidad del solicitante, ya que conoce la composición de sus fluidos.

Con nuestros 80 años de experiencia, somos capaces de proporcionar referencias y orientaciones en ciertas aplicaciones. A petición, podemos también proporcionar muestras para que nuestros clientes puedan realizar pruebas de resistencia a la corrosión in situ.

Los intercambiadores están comúnmente dotados de cáncamos (o corchetes) de elevación soldados o de orificios para este fin, que se deben utilizar para manipular equipos con eslingas, como detallado en el manual de instalación suministrado por Barriquand. En algunos casos muy específicos, incluso se puede proporcionar un plan de elevación.

Realizamos todas las pruebas necesarias derivadas de los códigos de fabricación, pero también todas las que nuestros clientes pueden considerar imprescindibles según sus aplicaciones: prueba hidráulica, exudación, radiografía, prueba de estanqueidad al aire o al helio…

Según las tecnologías y los campos de aplicación, Barriquand puede proponerle intercambiadores de calor de sus existencias con plazos de entrega muy cortos (48 h en Francia metropolitana) o intercambiadores a medida con plazos más largos (unos meses).

Barriquand puede ofrecer un servicio global, desde el diseño hasta el mantenimiento de sus instalaciones. Nuestros comerciales de regiones están a su disposición para hablar de sus proyectos y de las optimizaciones térmicas de sus procesos o utilidades. En función de las solicitudes que realice, nuestros ingenieros térmicos realizan el dimensionado de los intercambiadores térmicos y le proporcionan los presupuestos así como los plazos de fabricación y entrega.

Una vez realizado su pedido, nuestra oficina de proyectos realiza los planos de sus intercambiadores y los adapta en su caso a sus solicitudes. Posteriormente, Barriquand conserva el expediente técnico de sus intercambiadores térmicos, lo que permite adaptarlos en el futuro en función de la evolución de sus procesos. Asimismo, suministramos refacciones de origen y realizamos el mantenimiento en un taller o in situ.

El proceso de desmontaje de un intercambiador de placas y juntas está detallado en el manual de mantenimiento suministrado por Barriquand. Los principales pasos son:

• Asegurarse que el intercambiador está frío, sin presión, vaciado y aislado del resto de la red.
• Antes de desmontar el aparato, apuntar la distancia entre las dos partes del bastidor para el apriete al volver a montarlo.
• Para abrir el intercambiador, afloje poco a poco las barras de apriete de forma uniforme, alternando, para que las dos partes del bastidor se mantengan paralelas.
• Empujar la parte móvil lo más vertical posible hacia el soporte posterior, sin inclinarla (manteniéndola si no es estable).
• Quitar las placas una por una.

Barriquand se compromete garantizando el rendimiento térmico y la resistencia mecánica de sus intercambiadores de calor. Estas garantías se detallan en nuestras ofertas.

El tiempo de retorno de la inversión para un intercambiador térmico depende, por supuesto, de la aplicación en la que está instalada. Si se trata de recuperación de la energía fatal, la potencia del intercambio (expresada en MWh), una vez valorizada por el coste de la energía recuperada, permite valorar inmediatamente este tiempo de retorno a menudo muy ventajoso (algunos meses).

En el caso de intercambios térmicos relacionados con procesos de fabricación o utilidades, consideraremos sobre todo los ahorros generados en comparación con tecnologías más antiguas instaladas anteriormente, desde un punto de vista térmico pero también en lo que a los costes operativos relacionado con el mantenimiento se refiere.

Es la energía generada por un proceso cuyo fin no es la producción de esta energía; a menudo se pierde si no se recupera o valora.

Es la cantidad de calor transferida por unidad de superficie y unidad de tiempo. Se expresa en W/m².°K o kcal/m².°C. Es el inverso de la resistencia térmica.

Es la diferencia mínima entre las temperaturas del fluido frío y fluido caliente.

Es cuando las temperaturas de los fluidos se invierten a la salida del intercambiador.