limpiando cañon de estufa a leña

La combustión de leña produce ácido acético y piroleñoso, los que combinados con la humedad expelida forman creosota, la que se deposita en los conductos de la cámara de combustión y en las paredes interiores de los cañones, obstruyendo e impidiendo el correcto funcionamiento de la estufa a leña. En estas condiciones, el proceso de encendido de la estufa será lento, tedioso y difícil de lograr una buena combustión. En determinadas condiciones se inflaman iniciándose un fuego en el extremo inferior, aumentando progresivamente al subir. La temperatura del cañón alcanzará niveles extremadamente altos (hasta 1000º C) y se pondrá incandescente mientras se quema el material combustible existente en sus paredes interiores. Esta es la principal causa de riesgo en las estufas a leña y por ello es imprescindible que el cañón sea de un material (acero inoxidable) que resista esta temperatura y que haya sido correctamente instalado.

Limpieza de la caja de fuego de la estufa:

• Remueva las cenizas de su estufa cuando el nivel acumulado alcance unos 2 cm bajo el borde inferior del marco de la puerta.

• Empuje trozos de leña y brasas hacia la parte posterior de la caja de fuego.

• Con una pala pequeña retire las cenizas sueltas y déjelas en un contenedor metálico, preferentemente con una capa de arena en el fondo.

• Saque inmediatamente las cenizas al exterior de la casa y póngalas en un lugar seguro. Recuerde que las brasas permanecen encendidas hasta 36 horas.

• Deje una capa de al menos 2.5 cm para proteger el fondo de la caja de fuego.

   

IMPORTANTE: Sólo realizar esta operación una vez que su estufa esté fría y apagada.

Limpieza del cañón o ducto de ventilación:

• Destornillar y retirar el sombrero del cañón.
• Retirar el deflector-colector desmontable desplazándolo en el sentido que indican las flechas. Esta es una pieza que se ubica en la base del cañón, donde se queman los gases del humo.
• La chimenea debe limpiarse con un hisopo especial. La forma de hacerlo es deslizando la bola que trae, desde el extremo superior del tubo hasta que aparezca dentro de la estufa. (Es necesario poner peso en el hisopo, para romper por gravedad la materia acumulada en el tubo)
• Una vez hecho lo anterior, tire la cuerda del hisopo desde el interior de la estufa, arrastrándolo por el tubo. Debe repetir la operación unas 6 veces, deslizando el hisopo siempre desde arriba hacia abajo. No debe utilizar virutilla en reemplazo del hisopo.
• Ubicar el deflector-colector desmontable asegurándose que el tubo oxigenador entre en el orificio del deflector-colector.
• Si usted prefiere puede pedir en empresas certificadas el Servicio de Mantención de Estufas a leña, que consiste en la limpieza de la doble cámara del calefactor, limpieza de ductos, limpieza de gorro y revisión de fijación del calefactor al piso.
• La mantención dura entre 30 minutos a 1 hora.
  
  
  ES PRIMORDIAL REALIZAR UNA LIMPIEZA COMPLETA A LA ESTUFA, AL MENOS UNA VEZ AL AÑO, Y ANTES DE LA TEMPORADA DE FRÍO. AL PREVENIR PROTEGES A TU FAMILIA Y CUIDAS TUS BIENES.
  
  

Cuidados Mantencion inflamacion con estufas a leña

Que hay que cuidar de las estufas a leña para que no se inflamen

Las estufas a leña, son aun un medio de calefaccion  , muy utilizado en zonas muy humedas, como lo es la zona sur y extremo sur de Chile, y a pesar de ser un medio contaminante, si existe abundancia de leña, es casi imposible de reemplazar por otros medios de calefacción debido a su menor costo. Eso no implica que estas estufas no deban ser revisadas, por eso debes seguir estos consejos para observar que tu aparato, se desempeñe correctamente:

Una de las cosas primordiales es auscultar periodicamente la estufa ( esto va sobre todo para los amigos del sur, que utilizan este equipo por mas meses en el año). Y limpiar el cañon periódicamente y no sobrecargar de leña, sobre todo madera hiper calorica como la luma. Si instala la estufa por primera vez considere hacer una buena instalacion con las aislaciones adecuadas.

La aislacion es importante, porque en caso de que se inflame el cañon, si las instalaciones son las adecuadas, salvo el susto inicial, los componentes resistiran el problema

¿ Que pasa si se inflama la estufa?

Una buena instalacion de una estufa a leña, habrá analizado este tema, por lo que la estufa, estara a una distancia prudente de materiales inflamables, o de la estructura de la casa ( muros, ventanas).... salvo la conexion aislada cañon entretecho.

Si el cañon esta sumamente inflamado, casi al rojo vivo, fijarse que el entretecho "no prenda", es fundamental.

Si no es así, lo primero que hay que pensar es que todo fuego se sostiene, en la medida que exista aire para la combustion; si se restringe esto, debería sofocarse solo; para ello debe asegurarse que la puerta de la estufa esté bien cerrada, y cierre el control o llave de aire primario. Con sólo eso, y esperando algunos minutos (10), deberia haberse solucionado la emergencia.

Independiente a esto espere 45 min, al menos antes de abrir nuevamente la puerta de la estufa.

Si a pesar de esto el problema continua, entonces debe llamar a bomberos

calefaccionar hogar suelos radiantes

Suelos radiantes para calefaccionar hogar

El frio es tema en el invierno. Por tal motivo, aún es un tema recurrente de las familias chilenas el cómo calefaccionar el hogar eligiendo la opción menos contaminante, pero que a la vez sea económica. 

Actualmente el mercado ofrece variados tipos de calefacción que van desde las tradicionales estufas a parafina o a gas hasta sofisticados sistemas que permiten una calefacción central en todas las habitaciones de la casa.

Si se aburrió de las estufas tradicionales y quiere cambiar la forma en que calienta su casa, existen otras alternativas que son menos contaminantes y más eficientes. 

Thermosoft, es una las firmas que : que segun su representante comercial en Chile, ss un sistema saludable, seguro y económico, que tiene la particularidad de que permite controlar la temperatura ambiental y de piso, ofreciendo un mayor confort y economía, gracias a su sistema de calefacción por radiación que genera calor desde el piso hacia arriba, alcanzando temperaturas gratas de entre 18 y 22 grados celsius.

 Thermosoft no genera emisiones tóxicas y produce un ahorro energético del 30% respecto a otros medios generadores de calor. Además entre sus ventajas se destaca el no utilizar espacio, por lo que permite una mejor distribución de los interiores del ambiente. 

¿Que beneficios traería? 

Segun el representante en Chile,  este productoThermosoft logrará que los clientes pueden contar con un producto que se destaca por la reducción de consumo, mayor confort, aumento de la vida útil y tamaño compacto. Su termostato eléctrico permite controlar y programar la temperatura y el tiempo de encendido y apagado, lo que produce un máximo de ahorro, un tema que en la actualidad es de suma importancia. Además, no emiten partículas contaminantes, lo que ayuda a evitar enfermedades respiratorias y alergias, tan propias de la época invernal.

Además, en comparación al gas, con estas soluciones se puede ahorrar desde 30% en consumo de electricidad. Ahora, en comparación con la parafina, se pueden obtener ahorros desde un 22% en el consumo” 

Donde está esta marca en Chile, en Ecogreen.

Calefactor electrico MR - 20D Folleto de instruccion y mantencion

Calefactor electrico MR - 20D Ursus Trotter Folleto de instrucción y mantención

Este calefactor permite calor por conveccion y radiacion, es un calefactor electrico de alta eficiencia, pudiendo ajustarse la potencia a voluntad. También posee un programador digital de 18 horas, el cual apagará el calefactor una vez traanscurrido el tiempo prefijado.

Viene provisto de un soporte (pata) y par de ruedas los cuales estabilizan el calefactor y facilita su desplazamiento.

Cuadro Tecnico

Modelo ........  MR-20D

Potencia........ 2000 W

Voltaje .......... 220 - 240 V

Frecuencia.... 50 - 60 Hz

Lista de Partes  

Cuerpo de calefactor........  1 unid

Soportes (pies).................  1 unid

Soporte con ruedas..........  1 unid

Manual de instrucciones..  1 unid

Control remoto.................  1 unid

como convertir watts en amperes potencia en resistencia de artículos electricos

Como convertir los watts de potencia en amperes de resistencia electrica, para ver cuando puede soportar la red eléctrica de tu casa

 Por ejemplo un televisor Led (de 40 pulgadas) de ultima generacion teoricamente, gasta en promedio 100 watts. Para hacer la transformacion en amperes lo que debemos ver cual es el voltaje que se ocupa en nuestro pais.  En Chile el voltaje es de 220 volt  ( en otros paises es de 110 volt, otros 230v , etc)

De modo que para saber cuanto gasta debemos dividir los watts / volt.

En este caso 100 watts / 220 volt =  0,46 amperes

Una estufa electrica a plena potencia, está en orden de los 2000 watts, de modo que en Amperes será:

2000 w /220 v = 9 amperes    , lo que es bastante.

Un router para que sepan ocupa un ampere.

Un hervidor electrico tipo alcanza 1500 w / 220 v = 6,8 ampere

De modo que un hervidor electrico + una estufa electrica funcionando al mismo tiempo hacen corto en un circuito de 15 amperes. pues superan su capacidad: 9 +6,8 = 15,8 amperes.

Que tipo de estufa electrica comprar infrarroja oleoelectrica radiador electroventilador II

¿Qué tipo de estufa eléctrica comprar infrarroja oleo eléctrica radiador electro ventilador, cual? II parte

Una vez que ya determinamos los gastos energéticos de las estufas, que se consideraron en la primera parte de este estudio, ahora podríamos clasificar los tipos de estufas por sus cualidades y de ahí hacer un ranking que permita facilitar tu elección. En este caso no consideraremos algunas tecnologías como las losas o suelos radiantes, que no tienen requerimientos energéticos estandar, y que son afectas a las configuraciones generadas por los fabricantes.

Eléctricas infrarrojas eléctricas ( incandescentes)

Las primeras que se conocieron. Su forma de calentar es a través de radiación ( todas las estufas calientan en un porcentaje por radiación, pero estas casi exclusivamente), a diferencia de la convección ( calientan el aire primero, y ese calor se traspasa a las personas) que utilizan otros medios como las estufas a gas, parafina o electro ventiladores por ejemplo.

• Calientan casi inmediatamente pero;

• Sólo si las personas u objetos están frente a la superficie caliente: Si están detrás de la estufa no sentirán calor; o una parte del cuerpo se calentará y la otra estará mas helada ( ejemplo la espalda helada y la barriga caliente).

Oleoelectricas   

Usan la convección, como mecanismo principal (calentar el aire circundante), son similares a los radiadores que se utilizan como calefacción central, pero en este caso, dentro de la tubería esta la resistencia que calienta todo el aceite circundante. Esto transmite calor al aire.

• No calientan el ambiente rápidamente. Se demoran pues las resistencias deben calentar primero el aceite y transmitiendo gradualmente el calor a la habitación.

• Son silenciosas

• No contaminan con malos olores

Electro ventiladores

Su mecanismo es la convección forzada, es decir; la electricidad hace calentar un material, resistencia, y un ventilador hace pasar aire el que se calienta, y que a su vez calienta el aire del ambiente

• Son Baratas. Su precio en los modelos pequeños ( que utilizan 2000 w), son por lo general menores a otros tipos de estufa

• Calientan el ambiente rápidamente, quizás de las mas rápidas que existen en el mercado. Obviamente el alcance dependerán de los metros cuadrados a calentar. No tendrá problemas con dormitorios; pero le será mas difícil en un living comedor, pero lo logrará.

• Teóricamente no contaminan, pero el uso del ventilador, hace que puedan pasar partículas de polvo o pelo sobre la resistencia y se quemen , generando olor. Lo mismo ocurre en equipos con materiales de mala calidad, cuando se usa la estufa por tiempos prolongados, generando mal olor.

• Pueden llegar a ser ruidosas ( ventilador), lo que a veces molesta si interfieren con actividades como ver TV o  escuchar música.

• Algunas personas consideran, pueden tener problemas porque consideran que "les reseca el aire", con un efecto similar al de las estufas a gas

• En general los usuarios consideran que calientan mas el ambiente. Tienen buen efecto cuando la temperatura exterior es  muy baja, produciendo una temperatura muy agradeble en los alrededores.

• A bajas temperaturas, niveles de confort aceptables, se logran desde 1500W

RANKING DE ESTUFAS SEGUN:

I Calentar mas rapido la habitación

1° Electroventilador
2° Estufa a Gas y Estufa a Parafina (kerosene)
3° Infrarrojas
4° Leña
5° Oleoelectricas y Convectora

II Menos daños a la salud

1° Oleolectricas y convectoras
2° Electroventilador e Infrarroja
3° Estufa a Gas
4° Estufa a Parafina
5° Estufa a Leña

III Menores costos en Combustible

1° Estufa a Leña
2° Estufa a Parafina
3° Oleoelectricas - Convectora - Infrarrojas - electroventilador
4° Estufa a Gas

IV Cobertura sobre metros cuadrados

1° Estufa a Leña
2° Estufa a Gas y a Parafina
3° Electroventilador
4° infrarroja
5° Oleolectrica y Convectora

V Menor Precio del equipo promedio

1° Electroventilador
2° Oleoelectrica
3° Convectora
4° Infrarroja
5° Estufa a  Gas
6° Estufa a Parafina
7° Estufa a Leña


VI Mayor vida util de un equipo promedio, en buen estado
1° Estufa a Leña
2° Estufa Infrarroja
3° Estufa a Gas
4° Oleoelectrica y Convectora
5° Estufa a Parafina
6° Electro ventilador

Ing. Sebastián Acuña V.

que estufa electrica comprar radiante infrarroja electro ventilador oleolectrica

¿ Que estufa recomienda comprar en Chile: Electrica , infrarroja, placa radiante, electroventilador, a gas, a parafina, usar leña ?

 

Llega el Invierno, y comienzan las tardes heladísimas en Santiago, que en otras regiones del Sur, comienzan a finales de Marzo.

Entonces muy probablemente, estamos en la necesidad de comprar una nueva estufa; pero vamos a alguna tienda, y nos damos cuenta que estamos en presencia de muchas alternativas, no sólo en diseño y colores, sino que forma de alimentacion o "fuente de energía usada" ( electrica, gas, parafina, leña),  como formas de transmitir calor: ventiladores, radiadores, infrarrogas, oleolectricas,  placa radiante, etc. Con lo que uno queda en la pregunta ¿ cual me llevo?.

Si eso no fuera confuso, además viene él o la Promotor/a , que nos da mas información : " esta es de 1000 watts , esta otra es de 1500 watts", y uno queda pensando sólamente:  ¿cuanto gastaré mas en corriente con esta estufa, respecto de la otra?.

1.  Equivalencia energética:  1000 o  2000 watts. ¿ cuanto más gastaré en corriente?

 Al momento de buscar cualquier tipo de estufa que necesite electricidad para funcionar, vemos en las cajas de embalaje , que ofrecen una cantidad de watts, que corresponderían a la energía que "gastan" para operar.

Esta cantidad de energía, que es lo que utilizan para funcionar, se puede asumir que en un 100% se transforma en calor, que necesitamos para calefaccionarnos ( en realidad no todo lo que se gasta en electricidad se transforma absolutamente en  calor, pero para simplificar lo pensaremos así); o sea si se requiere 1000 watts de electricidad para que funcione la estufa, esta producirá "1000 watts de calor".

Ahora, se debe buscar como los watts  se transforman en pesos, para tener un estimado de cuanto me sale tener prendido la estufa una hora o varias horas.

Para eso necesitamos saber que la cuenta de la luz se mide en kilowatts/ hora (kW/h) ; o que es lo mismo  "el gasto" de 1000 watts que se consumen en una hora. El valor del kW/h , es variable ; pero en Santiago a Junio de 2016 , estaba a $125.



¿ como se traduce esto?

Si mi estufa electrica la pongo en  modalidad de 1000 watts ( para las estufas que permitan varias modalidades de consumo) y la dejo funcionar 1 hora; todo ese tiempo habré gasrado $125 pesos.

Si la dejo funcionar 2 horas con modalidad de 1000 watts , habre gastado $125 x 2 = 250 pesos.

Para un consumo mensual de 30 días, suponiendo que la dejo prendida 4 horas al día, sólo por concepto de electricidad, la estufa habrá gastado : 30 x 4 x $125 = $15.000 pesos

¿ que pasa si con el mismo consumo mensual, uso una estufa que funciona con  2000 watts?
Fácil, como estoy consumiendo el doble, al pasar de 1000 watts a 2000 watts. El calculo se duplica, o sea:

2 x 30 x 4 x $125 = $30.000 pesos al mes , solo por concepto de una estufa.

Tipos de estufa y sus costos ( Hacer doble click en la imagen)

Una comparativa de los tipos de estufa y sus gastos promedios, fue una información que hace algún tiempo emitió el gobierno.

En él se pueden ver algunos consumos promedio , y cuanto gasta cada uno de los aparatos , de acuerdo al tiempo.

De acuerdo a esta información, la parafina es la que gasta menos dinero por hora, al menos el modelo mas simple. Y contrario a lo que se piensa, son las estufas las que mas gastan en pesos /hora.

Inconveniente general con estufas electricas

Uno de los grandes inconvenientes de las estufas electricas, desde el punto vista operativo, no es lo que gasten, SINO QUE EL SISTEMA ELECTRICO SE DESCONECTA

Las corriente electrica que va por el tendido electrico, es "regulada" por medio del medidor de luz; y por la caja electrica interna (automático),  que tiene el circuito en la casa.

La función del automático es evitar problemas de recalentamiento, que pudiesen producir incendios por sobreconsumo. En forma normal, si la casa posee un circuito la red permite un consumo de 10 amperes, antes de que el interruptor caiga y la casa quede sin electricidad.

Interruptor automático

Para que se hagan una idea, un equipo funcionando a plena capacidad 2000 Watts, ofrece una resistencia de casi 8 amperes, por lo que quedan 2 amperes para las otras actividades: luces, tv, refrigerador, etc.

Cuando la casa posee 2 circuitos independientes que se conectan al medidor de luz, entonces es posible desahogar esta condicionante, pero siempre que la suma de los amperajes de ambos circuitos no superen el amperaje maximo del medidor de luz, que en Chile ( si no se ha pagado mas por mejorar el medidor), está en 15 amperes.

¿ Donde está el problema entonces?

En una casa con circuito electrico simple, entonces es imposible utilizar 2 calefactores electricos a plena potencia( 2000 w), pues se pasaría cayendo el automatico, o el interruptor del medidor, así que OJO ¡¡



Haga click en la II cgparte de este capítulo:

Que estufa eléctrica comprar: radiante, infrarroja, oleoelectrica, convectora, electroventilador

Ing. Sebastián Acuña V.

Turbina a reaccion y tratamiento de aguas servidas

En la Universidad de Stanford, un equipo de científicos ha inventado un sistema que combina el tratamiento de aguas servidas con tecnología de cohetes, por incompatibles que parezcan ambas disciplinas.

Usualmente, el tratamiento de aguas servidas implica remover o agitar los líquidos para incorporar aire a la mezcla y permitir que bacterias aeróbicas descompongan los solutos orgánicos, produciendo entre otras cosas una mezcla rica en nitrógeno que puede usarse como fertilizante. El problema es que para remover la mezcla hay que mantener funcionando alguna clase de dispositivo mecánico que obviamente consume energía.

Si se usan, en cambio, bacterias anaeróbicas, no es necesario remover la mezcla para incorporar aire -con el consiguiente ahorro en maquinaria y electricidad- pero estas bacterias producen Óxido Nitroso -también conocido como Gas Hilarante-, el cual es uno de los gases con mayor impacto en el efecto invernadero, por lo que este tipo de tratamiento de aguas al final causa daños colaterales que lo hacen inconveniente. ¿Significa esto que no hay una manera barata de degradar los componentes orgánicos de las aguas servidas?

Ya no, queridos lectores, porque el profesor Brian Cantwell -especialista en motores a reacción- había estado trabajando en un cohete cuyo propulsor ocupa óxido nitroso como combustible, un uso que sólo deja aire caliente como residuo (en realidad, una mezcla de oxígeno y nitrógeno). Aprovechando el conocimiento así adquirido, y haciendo equipo con el profesor de Ingeniería Ambiental Craig Criddle, diseñaron un sistema de tratamiento de aguas en donde bacterias anaeróbicas producen óxido nitroso, y el propulsor diseñado por Cantwell lo usa como combustible para generar energía. Combinaron sus conocimientos para hacer una máquina que por un lado recibe aguas servidas y, por el otro entrega agua tratada y aire caliente.

Contando con los motores o turbinas adecuados, se puede aprovechar el óxido nitroso para mover generadores y así alimentar de energía a centros de tratamiento de aguas autosustentables, lo cual podría ser especialmente relevante en regiones del planeta con un abastecimiento de agua potable insuficiente. Esperemos que estos científicos encuentren apoyo y financiamiento para proseguir y perfeccionar su invento.

Intercambiador de Placas parte 2

Materiales de Juntas El sellado y estanqueidad entre las placas se consigue mediante juntas que van colocadas entre ellas; las que a su vez tienen también por finalidad direccionar el flujo de fluidos a través del conjunto de placas. El material de las juntas está directamente ligado a las exigencias del servicio, esto es: presiones y temperaturas de operación y de las características fisicoquímicas de los fluidos manejados (ácidos, álcalis, sólidos abrasivos, etc). Las juntas pueden ir pegadas a las placas o con algún dispositivo de grampa (clip).Las juntas pueden ser de diferentes materiales entre los que encontramos:

Materiales de las juntas          Temperatura               Aplicacion

de las juntas                          máxima operación

Goma Nitrilica                           135                        agua, ceite mineral, vegetal.

Goma EPDM                                60                        agua claliente, agua con vapor.

Neopreno                                    70                        Refrigeracion R22 R134.

Goma butílica                            150>                      ácidos, álcalis, aceites, aminas.

Goma base fluorelastómero        180                       ácidos minerales, vapor, aceite.

Juntas a base de grafito             500                       producto orgánico, minerales.

En algunos equipos donde la posible pérdida de estanqueidad de las juntas y mezcla de los fluidos puede ser perjudicial (contaminación o reacción peligrosa), se recurre a placas dobles especiales que permiten evacuar la fuga hacia el exterior previniendo el contacto entre ellos. La figura N°4 muestra este tipo de placas y sus juntas

Figura N°4 – Placas dobles para prevención de mezclas de fluidos

 

Operación de los intercambiadores de placas

1. Distribución y características del flujo de fluidos

Mientras que en los intercambiadores de calor de cascos y tubos (THE - Tubular heat exchangers) es posible manejar solamente una corriente fría y otra caliente en un determinado arreglo, en los intercambiadores de placas el flujo de fluidos no solamente puede ser dispuesto de diferentes formas sino también efectuar transferencia de calor en múltiples corrientes. La disposición en corrientes múltiples es generalmente aplicada en aquellos casos donde es necesario efectuar recuperación de calor entre corrientes que deben ser calentadas y luego enfriadas como sucede en algunos tratamientos térmicos de productos en la industria alimenticia, tal es el caso del proceso de pasteurización. En estos casos la distribución y recombinación de flujos de procesos es implementada en el interior del equipo, lo que trae aparejado además un importante ahorro en los costos de cañerías.

Muchos fluidos viscosos que en un intercambiador de casco y tubos tendrían un flujo laminar, en los equipos compactos presentan flujos decididamente turbulentos. La distribución del flujo a través de las placas en el caso de fluidos viscosos es en general complejo, más aún cuando el paquete de placas es largo y estará de alguna forma definida por la caída de presión a través del equipo.

La figura N° 5 muestra una disposición típica para el caso de transferencia en corrientes múltiples donde es posible efectuar distintas operaciones entre los fluidos (calentamiento, enfriamiento, etc)

Figura N°5 – Disposición multiflujo

2. Flujo de fluidos y transferencia de calor Las velocidades de escurrimiento promedio en los PHE son menores que en los THE.- Así, se encuentra en ellos un rango de velocidades entre 0.5 a 0.8 m / sec contra los 1.2 a 2 m /sec que se presentan en los intercambiadores de casco y tubos

Sin embargo, como ya dijimos anteriormente, pese a estas bajas velocidades se obtienen coeficientes totales de transferencia de calor muy superiores a los de casco y tubos Con relación a las condiciones de termotransferencia y fluidodinámicas en estos equipos, es posible manejarse dentro de los siguientes valores: •Flujo másico por unidad: 0.13 a 800 kg / sec (flujo de agua)

•Presión de trabajo: vacío a 30 bar (máximo)

•Temperatura de trabajo (PHE): - 40 a 180°C

•Temperatura de trabajo (BHE): - 195 a 225°C

•Coeficiente total de transferencia de calor (K): 3500 a 7000 Kcal. / h.m2.°C (agua -agua)

•Coeficiente total K : 800 a 2800 Kcal / h.m2.°C (soluciones acuosas – agua)

•Coeficiente total K: 300 a 800 Kcal / h.m2.°C (agua – aceite)

La caída de presión en los PHE es uno de los más importantes parámetros a definir en el proyecto de estos equipos, ya que ella puede estar restringida por aspectos económicos (costos de bombeo) o por consideraciones de procesos o una combinación de ambos. Como ya dijéramos anteriormente, esta caída de presión ocasionada por el flujo de los fluidos a través de la superficie de calefacción y de las conexiones de entrada / salida del equipo, es utilizada para generar elevados coeficientes de convección y por ende altas transferencias de calor

Afin de relacionar la pérdida de carga con la aptitud del equipo para transferir calor, se introduce el concepto de caída específica de presión, también llamada Número de Jensen (Je) Este concepto permite relacionar diferentes superficies intercambiadoras de calor y representa la pérdida de carga experimentada por el fluido durante su pasaje a través del equipo con relación al número de unidades de transferencia NTU obtenido, esto es:

Numero de Jensen : ∆P/ NTU (kg/m^2)

La perdida de carga en los intercambiadores puede ser calculada por la ecuación de cooper

               

∆P= (2f (G^2) L / g D  ρ)

 Ecuación en la que f = 2,5/ Re^0,3

con:

∆P: pérdida de carga en el equipo en kg. / m2 G: flujo másico en kg. / h.m2

L: longitud del canal de pasaje en m

D: diámetro equivalente del canal de fujo en m

ρ: densidad del fluido en kg / m3 g: constante gravitacional en m / h2

Re: Número de Reynolds

f: factor de fricción

La elevada transmisión de calor en los equipos está también asociada a la diferentes disposiciones en las que los flujos pueden ser dispuestos. Esto posibilita aprovechar las diferencias de temperaturas de manera eficiente y optimizar el proceso.

Como vimos las disposiciones posibles de flujos en estos equipos pueden ser diversas, a saber

•Flujo en serie, en el cual la corriente cambia de dirección verticalmente

•Flujo paralelo, donde la corriente se divide y luego converge sobre un mismo colector

•Sistema Loop, en el que ambos fluidos circulan en flujo paralelo

•Sistema complejo, que presenta una combinación de los anteriores (serie – paralelo)

En la figura N°6 podemos ver las diferentes combinaciones de flujo que pueden ser establecidas en estos equipos:

Figura N°6 – Arreglos de flujo en PHE

 

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Intercambiador de Placas parte 1

Pese haber sido introducidos en la industria ya hace más de setenta años, estos equipos constituyen un ejemplo claro del desarrollo de productos y de mercado. La innovación permanente que han tenido posibilitó incorporar de manera continua nuevas aplicaciones a las distintas necesidades existentes en el campo tanto industrial, comercial como doméstico. Existen varios diseños de intercambiadores de placas, pero son dos las construcciones básicas más difundidas, a saber:

•Intercambiador de placas con juntas, designado PHE (Plate heat exchangers)

•Intercambiador de placas soldadas, designado BHE (Brazed heat exchangers).

Ambas diseños se conocen indistintamente como intercambiadores compactos Los PHE consisten en un conjunto de placas metálicas corrugadas montadas entre dos placas, una fija (bastidor) y otra móvil (de presión). Este paquete de placas a su vez, es soportado por dos barras guía, una superior y otra inferior que apoyan sobre una columna o pedestal. El sellado entre placas se efectúa mediante juntas elastoméricas quienes a su vez dirigen los fluidos por canales alternos. Las placas contienen orificios que permiten y dirigen el flujo de los fluidos. El conjunto de placas es comprimido mediante espárragos que aseguran el apriete y estanqueidad entre las mismas. Las conexiones de entrada y salida se localizan en la placa fija del bastidor salvo en el caso de que haya más de un paso, donde se utilizan ambas placas del bastidor

Los PHE son llamados también intercambiadores de placas y marcos (Plate and Frame) por su similitud constructiva con los filtros prensas. La figura N°1 muestra un esquema típico del equipo.

En el caso de los BHE, las placas están soldadas entre sí y conectadas a dos placas finales de apoyo, no existiendo en ellos las juntas ni los elementos de soporte y apriete. Las placas en estos equipos son soldadas entre sí con cobre o níquel 99% en un horno al vacío y forman una unidad compacta resistente a la presión. Este diseño ha sido concebido para las aplicaciones de alta presióny temperatura de trabajo y presentan la ventaja de poder ser montados directamente sobre las cañerías La cantidad, tamaño, material y configuración geométrica de las placas dependerá de las características del proceso, esto es, del caudal, propiedades físicoquímicas de los fluidos, temperaturas y pérdida de presión requeridas. La figura N°2 muestra un equipo armado en conjunto.

Figura N°2 – PHE armado

Construcción de los intercambiadores

La construcción de los intercambiadores está determinada principalmente por las características de las placas y en el caso de los PHE también por las propiedades de sus juntas 1. Materiales y dimensiones de las placas Las placas constituyen el alma del equipo y tanto la selección de materiales como el diseño, tamaño y cantidad de las mismas dependerá de las condiciones del servicio requerido. Las placas en general presentan un diseño en forma de “ tabla de lavar “ que reconoce cinco segmentos funcionales, a saber:

•Segmento de ingreso del fluido en la parte superior (Inlet port)

•Segmento de distribución del fluido

•Segmento o área principal de transferencia de calor

•Segmento colector de fluído

•Segmento de egreso del fluido (outlet port)

Los materiales de construcción de las placas en los PHE pueden ser de los siguientes materiales: •Aceros inoxidables austeníticos, tipo AISI 304, 316, 318, 312 (aplicaciones generales)

•Titanio, Titanio Paladio

•Niquel

•Hasteloy

•Grafito Diabon F100 / NS1 (servicios muy corrosivos)

En los intercambiadores soldados las placas son únicamente de acero inoxidable AISI 316 Las placas pueden construirse en diferentes medidas y espesores, variando entre las siguientes dimensiones:

•Espesores de placas: 0.5 a 1.2 mm

•Area de intercambio por placa: 0.032 a 3.4 m2

•Area de intercambio por unidad: 0.1 a 2200 m2 . En los BHE máx (70 m2)

•Espaciado entre canales: 1.6 a 5.5 mm

•Dimensiones placas: ancho (0.2 a 1.5 m) y alto (0.5 a 3 m)

•Dimensiones por unidad: 0.5 a 6 m

•Dimensiones de las conexiones: 1” a 18”. En los BHE máx (4”)

•Tipo de conexiones: roscadas, socket, bridadas o Victaulic

2. Diseño de las placas El diseño de estos elementos está directamente relacionado con las características de la aplicación buscada, esto es, su configuración dependerá de:

•Tipo y propiedades de los fluidos que intercambian calor (líquidos, gases, vapores, emulsiones, viscosidad, presencia de partículas o fibras, corrosivos, fouling, etc)

•Servicio buscado, calentamiento, enfriamiento, evaporación, condensación, etc. •Caudales manejados, tiempos de retención y pérdidas de presión permitidas

El diseño corrugado de las placas crea conductos a través de los cuales circulan los fluidos en capas de muy bajo espesor y con gran turbulencia, lo que origina una alta transferencia de calor. Este escurrimiento turbulento a través de las placas hace también que los depósitos causados por fluidos sucios sean continuamente removidos de la superficie de transferencia durante la operación, lo que se traduce en un mayor coeficiente total de transferencia y en un mayor tiempo de trabajo del equipo sin necesidad de pararlo para limpieza.

La corrugación de las placas provoca turbulencia aún en flujo laminar con números de Reynolds tan bajos como Re: 10 a 500, hecho que un intercambiador de casco y tubos sería imposible

El flujo turbulento producido por las corrugaciones rompe la película límite adherida a la superficie de transferencia dando altos coeficientes de convección y un bajo nivel de ensuciamiento.

La elevada transferencia térmica en estos equipos no está dada solamente por el escurrimiento turbulento sino también por los bajos espesores de película a través de las cuales se transmite el calor. Así, mientras en los intercambiadores de placas la distancia media entre ellas puede variar entre 1.6 a 5.5 mm; en los intercambiadores de casco y tubos esta distancia media podrá variar entre 12.5 y 38 mm ( tubos de ½ a 1 ½ “)

Dependiendo de la transferencia de calor requerida y de las pérdidas de presión necesarias para lograrla, la geometría de las placas puede variar ampliamente. De esta forma encontraremos placas llamadas softque se caracterizan por tener bajos coeficientes de transferencia y pequeñas pérdidas de carga y las placas llamadas hardque inversamente darán los coeficientes de transmisión más altos con mayores pérdidas por fricción. Estas últimas son de una geometría más complejas pues son más largas y estrechas y tienen corrugaciones más profundas. También tienen una menor separación entre placas. Las placas soft en cambio, son más cortas y anchas

Las placas soft en general tienen un diseño en ángulo agudo (chevrons) que ofrece menor resistencia al flujo de fluidos, en tanto que las placas hard presentan corrugaciones en ángulo obtuso que conducen a mayores pérdidas de carga. Combinando diferentes diseños de canales se podrán cubrir diferentes tipos de servicios. Las placas del tipo hard tienen corrugaciones transversales o diagonales a la dirección del flujo, lo que origina mayor turbulencia y transferencia térmica. Las placas soft inversamente tienen ondulaciones en la dirección del flujo, lo que provocará menos turbulencia y transferencia de calor

Como veremos más adelante, la aptitud o perfomance de las distintas configuraciones geométricas de las placas para transferir calor quedan expresadas por el llamado Número de Unidades de Transferencia de Calor (NTU- Number Transfer Units). Así veremos que las placas antes definidas como soft y hard podrán ser caracterizadas por su correspondiente NTU

El número de unidades de transferencia de calor NTU se define como: NTU = ( t1– t2) /∆ ∆∆ ∆tm Donde:t1 y t2 representan las temperaturas de entrada y salida de la placa en °C ∆ ∆∆ ∆tm: es la diferencia logarítmica media de temperaturas entre una placa y su adyacente, °C Una de las ventajas que ofrecen estos equipos es que en virtud de las diferentes geometrías de placas existentes es posible efectuar combinaciones entre ellas para optimizar el proceso térmico. De esta forma al mezclar placas con distintos ángulos y separaciones se permite satisfacer distintos requerimientos mediante configuraciones de único paso, lo que simplifica las conexiones y el mantenimiento del equipo. La figura N°3 muestra distintas configuraciones de placas indicando aquellas con alto y bajo NTU