Base de conocimiento
Un motor solo transforma una parte de su combustible en electricidad; el resto se disipa en forma de calor en el agua de refrigeración, el aceite, el aire de sobrealimentación y los gases de escape. Una central de cogeneración recoge ese calor y lo comercializa en forma de agua caliente, y el intercambiador de placas es el componente que lo transfiere del motor al circuito de calefacción. Esta guía explica dónde se sitúa el intercambiador en la cadena de recuperación de calor, por qué se utiliza un intercambiador de placas en ese punto y a qué retos debe hacer frente.
El punto de entrega
Los circuitos de refrigeración del motor son cerrados y pertenecen al motor: una mezcla tratada, una presión fija, un caudal que exige el fabricante del motor. El circuito de calefacción pertenece al cliente: una red de calefacción urbana, un edificio, un invernadero o un proceso, con su propia agua, su propia presión y sus propias bombas. Entre ambos se interpone un intercambiador de placas. El calor del motor atraviesa las placas y el agua de calefacción se lo lleva, pero los dos líquidos nunca entran en contacto, por lo que un problema en la red no puede afectar al motor y el circuito del motor no puede filtrarse a la red.
Recuperación de calor a lo largo de la cadena
La recuperación de calor suele organizarse en forma de cadena. El agua de calefacción pasa primero por los intercambiadores que recogen el calor de menor calidad, como el del aceite y el del aire de admisión, donde se recupera; a continuación, pasa por el intercambiador del circuito de agua de camisa; y, por último, pasa por el intercambiador de calor de los gases de escape, que eleva aún más su temperatura. El intercambiador de gases de escape es una unidad independiente diseñada para gases calientes, ya que un intercambiador de placas no está pensado para los gases de escape; las unidades de placas se encargan del intercambio líquido-líquido previo a este. El orden es importante, y se establece de tal forma que cada fuente ceda todo el calor que pueda.
¿Por qué se utiliza un intercambiador de placas?
Las plantas de motores suelen construirse en forma de contenedores compactos o plataformas, y un intercambiador de placas permite realizar el trabajo en poco espacio. Puede llevar el agua de calentamiento a una temperatura cercana a la del circuito del motor, lo que significa que se obtiene más calor del mismo motor. Reacciona rápidamente cuando cambia la carga del motor o la demanda de calor. El modelo con juntas se puede abrir y limpiar cuando el lado de calentamiento —que suele ser el menos limpio de los dos— acumula depósitos; el modelo soldado con bronce es adecuado para instalaciones más pequeñas con circuitos cerrados y limpios.
Cuando nadie quiere el calor
La demanda de calor rara vez coincide exactamente con la del motor: un día caluroso, un fallo en la red o un proceso detenido pueden hacer que el lado de calefacción no pueda absorber el calor. El motor debe seguir refrigerándose, por lo que la planta necesita una segunda vía de escape, normalmente un enfriador de emergencia o un radiador de descarga, y una válvula de control que dirija el calor del motor al intercambiador o al radiador según sea necesario. El intercambiador de placas y el radiador se diseñan conjuntamente para que el motor se mantenga dentro de sus límites en ambos casos. TECS Engineering diseña y suministra soluciones de intercambiadores de calor de placas para circuitos de refrigeración de motores, centrales eléctricas e industriales, y fabrica los radiadores y enfriadores de emergencia que las acompañan; envíenos los datos del motor, la demanda de calor y las condiciones del emplazamiento, y el equipo de ingeniería le dará una respuesta.
En resumen
- Transfiere el calor del motor al circuito de calefacción, mientras que los líquidos permanecen separados
- Protege el circuito del motor de la red de calefacción y la red del motor
- Forma parte de un circuito: aceite y aire de sobrealimentación, luego agua de la camisa y, por último, gases de escape
- El intercambiador de calor de los gases de escape es una unidad independiente diseñada para los gases calientes
- Compacto, con una temperatura estable y de respuesta rápida
- Un enfriador de emergencia se encarga de disipar el calor cuando el sistema de calefacción no puede hacerlo
Qué incluir en la consulta
- Ficha técnica del motor con la potencia de cada circuito
- El circuito de calefacción: el agua, las temperaturas y el caudal
- ¿Qué fuentes de calor se van a aprovechar?
- Presión en cada lado y la caída de presión permitida
- Cómo varía la demanda de calefacción y qué ocurre cuando esta se interrumpe
- Espacio disponible, condiciones del emplazamiento y cualquier especificación sobre los materiales
Preguntas frecuentes
¿Para qué sirve un intercambiador de placas en una central de cogeneración?
Transfiere el calor de los circuitos de refrigeración del motor al circuito de agua caliente que lo distribuye al usuario, manteniendo separados ambos líquidos.
¿Puede un intercambiador de placas recuperar el calor de los gases de escape?
No directamente. El calor de los gases de escape se recoge mediante un intercambiador independiente diseñado para gases calientes; los intercambiadores de placas se encargan de los circuitos de líquido que le preceden.
¿Por qué no conectar el motor directamente a la red de calefacción?
El agua, la presión y la limpieza de la red no son las adecuadas para el motor, y un fallo en un lado afectaría al otro. El intercambiador las mantiene separadas.
¿Qué ocurre cuando no se necesita calefacción?
Una válvula de control envía el calor del motor a un enfriador de emergencia o a un radiador de descarga, de modo que el motor se mantenga refrigerado independientemente de lo que haga el lado de calefacción.
¿Qué tipo de intercambiador de placas se utiliza?
Una unidad con juntas en la que el lado de calentamiento pueda ensuciarse y se requiera acceso para su limpieza; una unidad soldada por brasado en instalaciones más pequeñas con circuitos cerrados y limpios.
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