Los intercambiadores de calor son unos elementos que transfieren calor de un fluido a otro, con el propósito de un mayor o mejor aprovechamiento de ese calor.
Tabla de contenidos
¿Qué es un intercambiador de calor y cómo funciona?
Un intercambiador de calor es un dispositivo que transfiere energía térmica entre dos flujos de fluido sin mezclarlos. Por ejemplo, en un intercambiador de calor de agua, el calor del agua caliente puede transferirse al aire o a otro líquido, aumentando la eficiencia del sistema.
Aplicación de los intercambiadores de calor en sistemas de ventilación y climatización
- En sistemas domésticos, como los intercambiadores de placas, el aire de extracción transfiere calor al aire fresco de admisión, reduciendo la necesidad de calefacción o refrigeración adicional.
- En aplicaciones industriales, el intercambiador iónico se utiliza para procesos avanzados que requieren alta precisión en la transferencia de calor.
Tipos de intercambiadores de calor
Hay múltiples tipos y aplicaciones de intercambiadores de calor, aquí nos referiremos a los intercambiadores dónde dos fluidos no se mezclan entre sí, de manera que el calor se transfiere a través de una pared sólida, en la que sus lados están bañados por los respectivos fluidos. Según los fluidos que intervienen, pueden ser: gas/gas, gas/líquido y líquido/líquido.
Tratándose de un blog de tecnologías de la ventilación y recuperación de calor trataremos los principales tipos de intercambiadores de calor usados en los recuperadores tanto domésticos como comerciales, los intercambiadores aire-aire.
Atendiendo a su forma constructiva, en los recuperadores de calor encontramos dos grandes grupos de intercambiadores de calor: los dinámicos (rotativos) y los estáticos (de placas).
Intercambiadores rotativos
Están constituidos por una rueda dotada en su sentido axial de múltiples conductos de pequeño diámetro paralelos entre ellos. Esta rueda está dividida por la mitad por lo que un flujo de aire circula por su semicírculo superior y el otro por su semicírculo inferior. La rueda está accionada por un pequeño moto reductor que la mueve a velocidad lenta (10-15 rpm), el fluido (A), que en invierno es el de extracción, del semicírculo superior, al pasar por los conductos de la rueda les transfiere calor; al girar la rueda, cuando estos conductos se hallan en el semicírculo inferior a su vez lo transfieren al otro fluido (B), el de entrada.
Este tipo de intercambiadores de calor son muy usados especialmente para grandes caudales de aire. Su rendimiento puede superar el 80%, lo que significa que el flujo A de la figura comunica más del 80% de su calor al flujo B.
Este diseño es ampliamente utilizado en sistemas comerciales y se complementa con otras tecnologías, como el intercambiador tubular, que se emplea en sistemas específicos para la transferencia de calor en procesos industriales.
Los recuperadores de la Serie RHE de Soler & Palau integran intercambiadores rotativos de alta eficiencia, ofreciendo soluciones óptimas para oficinas, locales comerciales y hostelería.
Intercambiadores de placas (estáticos)
Constan de unas placas muy finas de aluminio o plástico, paralelas entre ellas, en las que alternativamente circulan el flujo de aire de extracción por una cara y el de entrada por la otra. A través de estas placas el calor pasa de un flujo al otro. Este tipo de intercambiadores adoptan dos formas constructivas distintas: de flujo cruzado o a contraflujo.
De flujo cruzado
Estos intercambiadores tienen una sección cuadrada, de manera que los flujos de aire atraviesan el intercambiador de calor en direcciones perpendiculares tal y como se ilustra en las figuras inferiores.
Este tipo de intercambiadores son muy usados en los aparatos domésticos, son apreciados por su simplicidad y su coste relativamente moderado. Su rendimiento puede superar el 60%.
A contraflujo
En este tipo de intercambiadores, los flujos de aire recorren en su interior caminos paralelos y opuestos, de ahí el nombre de contraflujo.
Los intercambiadores a contraflujo tienen un rendimiento superior al de los de flujo cruzado. También su coste es más alto. Pueden superar el 90% de rendimiento. Dado que las normativas en eficiencia energética son cada día más exigentes, estos intercambiadores son cada vez más usados.
Atendiendo a su funcionalidad, los intercambiadores de calor pueden ser entálpicos o sensibles.
El diseño de estos intercambiadores a menudo se complementa con tecnologías avanzadas, como los intercambiadores de calor en calderas, donde el calor generado por la combustión se transfiere al agua, mejorando la eficiencia energética del sistema.
Los recuperadores de la Serie CADB/T-HE PRO-REG cuentan con intercambiadores de placas a contraflujo, proporcionando alta eficiencia energética para oficinas y locales comerciales.
Intercambiadores entálpicos
Son intercambiadores que además de transferir calor de un flujo de aire al otro, son capaces de transferir también la humedad. Son bastante utilizados en climas cálidos y húmedos para ahorrar energía en la climatización del aire acondicionado. A los recuperadores de calor que equipan este tipo de recuperadores se les llama recuperadores de energía.
Los modelos de la Serie CADB-HE y SABIK de Soler & Palau integran intercambiadores entálpicos de alta eficiencia, optimizando el rendimiento en oficinas y locales comerciales.
Intercambiadores de calor sensible
Este tipo de intercambiadores sólo recuperan calor sensible, sin transferir humedad de un flujo de aire al otro. En Europa son, con diferencia, los más usados.
El hecho de ser entálpicos o sensibles es perfectamente compatible con las modalidades constructivas mencionadas anteriormente, por lo que tanto los rotativos como los de placas de flujo cruzado o a contraflujo pueden adoptar las modalidades entálpica o sensible.
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