Este documento presenta un resumen de los intercambiadores de calor. Los intercambiadores de calor transfieren calor entre dos fluidos o entre un fluido y una superficie sólida. Se clasifican según su construcción y función, como refrigeradores, condensadores y calentadores. Los principales tipos incluyen intercambiadores de doble tubo, carcaza y tubo, y de placas.

1. INTERCAMBIADORES DE CALOR
Presentado por:
Erieliz Arrieta
Kendry Mendoza

2. INTERCAMBIADORES DE
CALOR
Un intercambiador de calor es un radiador diseñado para
transferir calor entre dos fluidos, o entre la superficie de un
sólido y un fluido en movimiento.
Son elementos fundamentales en los sistemas de calefacción,
refrigeración, acondicionamiento de aire, producción de energía
y procesamiento químico, además de en aparatos de la vida
cotidiana como calentadores, frigoríficos, calderas, ordenadores,
el radiador del motor de un automóvil, etc.
Básicamente los intercambiadores de calor son equipos de
transferencia de calor. Pueden clasificarse según su
construcción o el servicio que prestan

3. INTERCAMBIADORES DE
CALOR
Para entender fácilmente el
funcionamiento del intercambiador
de calor, podemos tomar como
referencia el radiador de cualquier
vehículo. El motor calienta el fluido
refrigerante. Este último se refresca
por el contacto con las corrientes de
aire, logrando así reducir la
temperatura del primero tras circular
por su interior.

4. USOS DEL INTERCAMBIADOR DE
CALOR
Los intercambiadores de calor se emplean para los siguientes usos:
• Elevar la temperatura de un fluido gracias a otro más caliente.
• Refrescar un fluido empleando otro con menor temperatura.
• Llevar al punto de ebullición a un fluido por la acción de un segundo
con mayor temperatura.
• Condensar gases utilizando fluidos fríos.
• Llevar a ebullición un determinado fluido mientras se condensa otro
gaseoso más caliente.

5. Clasificación de intercambiadores de
calor según el servicio
 Refrigerador
Utiliza un refrigerante para enfriar un fluido
hasta una temperatura menor que la obtenida
si se utilizara agua.
 Condensador
Unidades de carcaza y tubo que se utilizan
para la condensación de vapores de desecho.
(contacto directo)
 Enfriador
unidad en la cual una corriente del proceso
intercambia calor con agua o aire sin cambio de
fase

6. Clasificación de intercambiadores de
calor según el servicio
 Calentador
Aumenta la entalpia de una corriente sin cambio de
fase.
 Rehervidor
Un vaporizador que provee calor latente de
vaporización.
 Generadores de vapor: (calderas)
 Sobrecalentador
Calienta el vapor por encima de la temperatura de
saturación.
 Vaporizador
Convierte el liquido en vapor. ( líquidos diferentes al
agua)

7. Clasificación de intercambiadores de
calor según configuración
 Intercambiador de doble tubo
Están constituidos por uno o mas tubos en
forma de U, encerrados dentro de otro
tubo que hace papel de carcaza.
Las secciones de doble tubo permiten un
flujo en contra corriente y co-corriente.
Soportan hasta presiones de 16500 kPa
en el lado de la carcaza y
103400 kPa en tubos. Estos
intercambiadores se justifican
económicamente si el área requerida es
menor de 30 m2

8. Intercambiador de doble tubo
Ventajas:
 Versátil
 Manejan altas presiones
 Disponibles en muchos tamaños
 Fácilmente modificables para mantenimiento
 U Comparable con intercambiadores de tubo y coraza
Desventajas:
• Grandes, pesados, y caros por unidad de área
• Intercambiadores de tubo y coraza son menos caros para áreas mayores a
30 m2

9. Clasificación de intercambiadores de
calor según configuración
 Intercambiador carcaza y tubo
Consiste en un haz de tubos paralelos encerrados en una
carcaza cilíndrica llamado coraza
Tipos
- Cabezal fijo: tiene ambos extremos del cabezal de tubos
sujetos a la carcaza.
- Cabezal móvil: tiene un solo extremo del cabezal de
tubos sujeto a un extremo, y el otro a un cabezal móvil.

10. Intercambiador carcaza y tubo
Ventajas:
• Amplio intervalo de operación
, tamaños, y en especial
• 1.8 < A < 3 millon ft2 bajo
costo/ ft2
Desventajas:
• Inflexibles una vez instalados

11. Clasificación de intercambiadores de
calor según configuración
 Intercambiador de calor de platos
Consiste en una serie de placas finas con corrugación que separa los
fluidos.
Ventajas:
• Desarrollados para la industria alimenticia
• Especialmente útil donde la corrosión, sedimentación, limpieza y
esterilización son importantes.
• EL flujo es altamente turbulento ⇒ alto U’s
• Fácil de desmantelar y limpiar
Desventajas:
• Limitado a temperaturas modestas y bajas presiones <25 bar
• Los empaques son caros y deben ser re-usables.

12. Tipos de intercambiadores de calor atendiendo
al grado de contacto entre los fluidos
 Intercambiadores de contacto directo.
Son aquellos en los que el intercambio de calor se hace por
mezcla física de los fluidos. No son muy frecuentes dada la
contaminación que supone para uno o para ambos fluidos. Sin
embargo, hay veces que esto no importa, como en el caso de la
torre de refrigeración, en las que el agua es enfriada por el aire
atmosférico en un proceso combinado de transferencia de masa y
de calor.
 Intercambiadores de contacto indirecto.
Son aquellos en los que los fluidos no entran en contacto directo,
no se mezclan, sino que están separados por un tabique sólido,
un espacio o incluso un tiempo.

13. Intercambiadores de contacto
indirecto
Estos intercambiadores se dividen en:
 Intercambiadores alternativos.
En ellos, ambos fluidos recorren el mismo espacio de forma alternada, de forma
que una superficie recibe el calor de un fluido caliente, para secuencialmente,
transmitírselo a otro más frío, al contactar con la misma superficie. Existe un
cierto contacto entre ambos fluidos, pero puede suponerse despreciable en los
casos en los que la contaminación no es determinante. Cuando sí lo es, el uso
de estos aparatos es inviable. Son de este tipo, muchos acumuladores y
recuperadores de calor.
 Intercambiadores de superficie.
En ellos el proceso de transmisión de calor está invariablemente relacionado con
la superficie de un sólido que los separa, de modo que no existe la posibilidad de
contacto entre ellos. Son los más utilizados en todo tipo de aplicaciones.
Atendiendo a la forma de la superficie separadora.

14. Intercambiadores de superficie
Estos intercambiadores se dividen en:
 Intercambiadores de placas.
Son aquellos en los que la superficie de
separación entre los fluidos es una pared plana.
Son relativamente recientes, pero sus ventajas
respecto de los clásicos multitubulares, están
desplazando a estos en la mayoría de las
aplicaciones.
 Intercambiadores de tubos.
En ellos la separación entre los fluidos es
siempre la pared de un tubo cilíndrico, por cuyo
interior circula uno de ellos, mientras el otro lo
hace por el exterior.

15. Intercambiadores de tubos
Si se atiende a la dirección del flujo de ambos fluidos a través de la superficie,
pueden ser:
 Intercambiadores de flujos cruzados.
Cuando las corrientes de los dos fluidos, forman un ángulo entre sí. Son más
utilizados para intercambios entre un líquido y un gas.
 Intercambiadores de flujos paralelos.
Cuando las corrientes de ambos fluidos discurren paralelas en la misma
dirección. Atendiendo al sentido de circulación, pueden ser:
 Intercambiadores en equicorriente. Si ambas corrientes circulan en la
misma dirección y en el mismo sentido.
 Intercambiadores en contracorriente. Si las dos corrientes siguen la misma
dirección pero sentidos contrarios.

16. Cálculo de intercambiadores
En un intercambiador, las temperaturas de los fluidos se van
modificando a medida que recorren la longitud L del aparato,
por lo que en cada punto, existe un coeficiente de
película distinto y por tanto, un coeficiente global de
transmisión distinto. Si representamos en unas coordenadas
cartesianas, en el eje de abscisas la longitud L del
intercambiador y en el de ordenadas las temperaturas (t),
obtenemos la curva de distribución de temperaturas a lo
largo del intercambiador, que como se ve en la figura, es
una curva logarítmica por lo que la ecuación de transmisión
usada para el cálculo es:

17. Cálculo de intercambiadores

18. Coeficiente total de transferencia de
calor Uo
Cuando el calor fluye desde un fluido que circula por un lado de
un tubo a otro fluido que circula por el otro lado del tubo, dicho
calor debe vencer las resistencias:
• Rio resistencia de la película laminar del fluido en el interior
del tubo referida al área externa del tubo
• rio resistencia ( factor de ensuciamiento) del material extraño
depositado en el interior del tubo
• rw resistencia de la pared del tubo
• ro resistencia del material extraño depositado en el exterior
tubo
• Ro resistencia de la película laminar del fluido en el exterior
tubo

19. GRACIAS…