El documento describe los diferentes tipos de intercambiadores de calor, incluyendo los fabricados de tubo y carcaza, de placas empacadas, en espiral, enfriados por aire y radiadores. Explica sus características, ventajas, desventajas y aplicaciones comunes.

1. Feliciano Carrera Raziel
Fernández Cano David Ricardo
García Lara Arturo
González Barrios Gustavo A.

2. Definición
 Es un dispositivo diseñado para transferir calor entre dos
medios, que estén separados por una barrera o que se
encuentren en contacto.
 La función básica de los intercambiadores es la
transferencia de energía térmica entre dos o más fluidos
a diferente temperatura.

4. Fabricados en:
 Acero al carbón
 Acero inoxidable 304
 Acero inoxidable 316
 Acero inoxidable 316-L
 Bronce
 Titanio
 Níquel
 Aleaciones
 Combinaciones

5. Clasificación por construcción.
Tubo y Carcaza
De Placas Empacas (PHE)
En Espiral (SHE)
Enfriados por Aire y Radiadores

6. Tubo y Carcaza
 Multiuso. Prácticamente se amolda a cualquier servicio,
por lo general es el primer intercambiador que se
considera en una determinada aplicación

7. Componentes
 1-Carcaza. 2-Tubos. 3-Placa de tubos. 4-Deflectores. 5-
Deflector longitudinal. 6-Cabezal posterior. 7-Cabezal
fijo. 8-Boquilla de la carcaza. 9-Boquillas para los tubos.

8. Ventajas
 Proporciona flujos de calor elevados en relación con su
peso y volumen.
 Es relativamente fácil de construir en una gran
variedad de tamaños.
 Es bastante fácil de limpiar y de reparar.
 Es versátil y puede ser diseñado para cumplir
prácticamente con cualquier aplicación.

9. Desventajas
 Requiere de un espacio considerable y además un
espacio amplio para mantenimiento.
 Limpieza mecánica prácticamente imposible.
 Limitaciones de tipo metalúrgico.

10. Aplicaciones
 Versátil. Se usa para casi cualquier aplicación,
independientemente de la tarea a realizar, temperatura y
presión.
 De los diversos tipos de intercambiadores de calor, éste es
el más utilizado en las refinerías y plantas químicas en
general.

12. Se compone de una serie de placas metálicas
cada una compuesta de 2 placas idénticas
soldadas entre si para formar canales
mediante los cuales fluyen medios calientes
y fríos.

13. Beneficios del PHE.
 Presión diferencial de hasta 27.5 bar.
 Funcionan para transferencia de calor de un liquido a otro o de gas a
liquido.
 Expansiones mediante el agregado de placas.

14. Beneficios del PHE.
 Maneja ajustes de temperatura de menos de 1°C.
 Flujos de mayor caudal y tareas poco exigentes de NTU.

15. Diseño del intercambiador de
placas.
 Ocupan un espacio equivalente al 20 y 50% de un intercambiador de
carcasa y tubos, incluido el espacio de mantenimiento y servicio.
 Intercambiador de calor mas compacto del mercado.
 Peso mas liviano y por lo tanto transporte y montaje menos costoso.

16. Cuando considerar un PHE.  Temperaturas de funcionamiento <= 180°C (356°F).
 Presiones de funcionamiento <= 27.5bar (400psi).
 Espacio reducido.
 Corrosión.
 Solución de ajuste preciso a la temperatura.

17. Materiales de fabricación de las
placas.
 Aceros inoxidables (304, 316, 317).
 Titanio.
 Níquel.
 Para las juntas: viton, neopreno, butilo, hypalon.

18. Intercambiador de carcasa y placas.
 Diseñado para mejorar el rendimiento de los
intercambiadores de carcasa y tubos.
 Compuesto de placas redondas u oblongas, unidas
mediante soldaduras de perímetro.

19. Ventajas del Intercambiador de
carcasa y placas.
 Núcleo con gran tolerancia a la expansión térmica.
 Mas resistente que los intercambiadores con juntas.
 No tiene tubos que vibren en condiciones de flujo desfavorable.
 No usa deflectores que vibren causando falla prematura.

20. Materiales de fabricación.
 Para las placas: acero inoxidable 316L, titanio.
 Para la carcasa: acero al carbono, titanio y acero inoxidable
tipo 304, 316 y 316L.

21. Cuando considerar el
intercambiador de carcasa y placas.
 Soportar presión extrema de hasta 100bar (1450psi).
 Ataque corrosivo de sustancias en el ambiente.
 Ajustes precisos de temperatura.
 Temperaturas entre -58°C y 900°C (-50°F y 1650°F).
 Fluidos que pasan por un cambio de fase.

23.  Los intercambiadores de calor en forma espiral
se originaron en Suecia hace mas de 40 años
para ser utilizados en la industria del papel y son
llamados también SHE debido a sus siglas en
inglés: Spiral Heat Exchanger.

24.  Su diseño consiste en un par de láminas de
metal enrolladas alrededor de un eje formando
pasajes paralelos en espiral por entre los cuales
fluye cada sustancia. El espaciamiento entre las
láminas se mantiene gracias a que éstas se
encuentran soldadas a una especie de paral.
Los canales que se forman en la espiral se
encuentran cerrados en los extremos para que
los fluidos no se mezclen. El fluir continuamente
entre curvas induce turbulencia en los fluidos, lo
cual mejora la transferencia de calor y reduce el
ensuciamiento.

25. Interior de un intercambiador
en espiral

26.  Estos equipos son muy utilizados en el manejo
de fluidos viscosos, lodos y líquidos con sólidos
en suspensión, así como también en
operaciones de condensación
y vaporización. Raras veces
se requiere de aislantes,
ya que son diseñados de tal
manera que el refrigerante
pase por el canal externo.

27.  Diseñado y construido especialmente para rendir
y perdurar
 El diseño del intercambiador de calor espiral de
Tranter está basado en cuatro láminas metálicas
sobre las cuales se sueldan espaciadores y,
luego, se enrollan
alrededor del núcleo
con una lámina
continua de grosor
único desde el núcleo
hasta la carcasa.

28.  Especificaciones generales del intercambiador de calor
 Diseños a medida. De a
 Espaciado de 5 70mm
canales
 Anchura de 50 2000mm
canales
 Superficies 0,1 800 m2
 Grosor placa 2 8mm
 Grosor envolvente 4 30mm
 Diámetro exterior 250 2600mm
 Presion Diseño Vacuum 45bar
 Temperatura -100 450ºC
Diseño

29. Enfriados por Aire
 Son equipos de transferencia de calor tubulares en los
que el aire ambiente al pasar por fuera de un haz de
tubos, actúa como medio refrigerante para condensar y/o
enfriar el fluido que va por dentro de los mismos.

30.  Los enfriadores de aire ocupan un área relativamente
grande por lo que generalmente se ubican encima de
equipos de proceso (tambores, intercambiadores, etc.).
Como los ventiladores son generalmente muy
ruidosos, no pueden instalarse cerca de áreas
residenciales.

31.  Radiadores
 Enfriadores

32. RADIADORES PARA CALENTAR
AGUA
 Fabricación de radiadores de cobre para calentar agua
a fuego directo. Muy común en:

33. RADIADORES CON DISIPACIÓN
NATURAL
 Diseñados para enfriar grandes volúmenes de algún
fluido solamente con el aire disponible en el medio
ambiente. La principal virtud de dichos equipos es su
alta seguridad y su casi nulo mantenimiento.

34. RADIADORES PARA AMBIENTE
MARINO
 Condensador para procesos de refrigeración en
ambientes marinos, resistentes a la sal de las zonas
costeras, solicitadas para hoteles.

35. RADIADORES ESPECIALES
 Equipos para altas temperaturas y sustancias
explosivas.

36. ENFRIADORES
 El pre-enfriamiento (precooling) por aire forzado es un
método muy utilizado para enfriar frutas, vegetales o
flores cortadas.

37. Doble tubo
 Dos tubos concéntricos en forma de "U" u horquilla. El
tubo interno puede ser liso o poseer aletas
 Se utilizan cuando se requieren áreas de transferencia
de calor pequeñas (100 a 200 ft2). Son muy útiles en
operaciones a altas presiones.

38. Láminas soldadas
 Paquete de láminas separadas por aletas corrugadas.
 Intercambio gas-gas o gas-líquido. El fluido que va por
la parte de las aletas debe ser limpio y poco corrosivo

39. Superficie raspadora
 Tubos concéntricos, provistos de cuchillas raspadoras
rotatorias ubicadas en la pared externa del tubo interno, las
cuales sirven para limpiar la superficie de transferencia de
calor.
 Muy utilizada cuando se opera con fluidos que se
solidifican o cristalizan al enfriarse.

40. Bayoneta
 Dos tubos concéntricos. El tubo interno se utiliza para
suplir de fluido al ánulo localizado entre el tubo externo y
el interno.
 Se emplea, generalmente, cuando hay una diferencia de
temperatura entre el fluido de los tubos y el del ánulo,
sumamente elevada.

41. Enfriadores de película descendente
 Consisten en tubos verticales por dentro de los cuales
desciende agua en forma de película
 Enfriamientos especiales

42. Enfriadores de serpentín
 Serpentines metálicos sumergidos en un recipiente
con agua
 Enfriamientos de emergencia

43. Condensadores barométricos
 Torres donde se produce el contacto directo entre agua
y vapor .
 Se emplean cuando no se mezclan el agua y el fluido
de proceso a enfriar.

44. Enfriadores de cascada
 Se rocía agua sobre una serie de tubos que contienen el
fluido de proceso
 Para enfriar fluidos de proceso muy corrosivos

45. Grafito impermeable
 Equipos construidos con grafito
 Se emplean en servicios altamente corrosivos