Intercambiador Placas
Intercambiadores
Intercambiador de Calor de Placas
1. Descripción del producto
Un intercambiador de calor de placas (PHE) es una unidad de transferencia térmica de alta eficiencia construida con una serie de placas metálicas corrugadas apiladas en un bastidor. Las placas adyacentes se sellan con juntas y los fluidos caliente y frío circulan en contracorriente por los canales alternos formados entre las placas para intercambiar calor. Cada unidad consta de placas, juntas, placa de bastidor fija, placa de presión móvil, barra de soporte, tornillos de apriete, bocas de entrada y salida y soportes.
Aplicaciones típicas: calentamiento y enfriamiento de fluidos de proceso químico, intercambio térmico de materiales farmacéuticos, pasteurización y enfriamiento en la industria alimentaria, intercambio térmico en sistemas de climatización y refrigeración del aceite lubricante en la industria de maquinaria.
Características principales: alta eficiencia de transferencia de calor, estructura compacta y de pequeña superficie ocupada, desmontaje y limpieza sencillos, y superficie de transferencia térmica ajustable de forma flexible (se pueden añadir o quitar placas). No apto para servicios de alta temperatura o alta presión, ni para medios que contengan partículas sólidas.
2. Principio de funcionamiento
El fluido caliente entra en los canales de número impar (formados alternativamente por placas y juntas) por la boca de entrada, mientras que el fluido frío entra en los canales de número par por el otro lado. Los dos fluidos circulan en contracorriente por canales adyacentes. Las placas corrugadas generan turbulencia, destruyen la capa límite y mejoran significativamente la eficiencia de transferencia de calor. El calor se transfiere del lado del fluido caliente al lado del fluido frío a través de las placas. Las juntas entre placas aíslan por completo los fluidos frío y caliente, evitando la mezcla y las fugas.
3. Clasificación del sistema
Según la forma de sellado
| Tipo | Características | Aplicación |
|---|---|---|
| Con juntas (el más común) | Placas y juntas desmontables para su limpieza, número de placas ajustable | Aplicaciones generales que requieren limpieza periódica |
| Semisoldado | Placas soldadas por pares, juntas solo en el perímetro | Disolventes orgánicos o medios levemente corrosivos, un lado requiere limpieza poco frecuente |
| Totalmente soldado | Todas las placas soldadas, sin juntas | Alta temperatura, alta presión o medios fuertemente corrosivos |
| Soldado por soldadura fuerte (todo cobre/acero inoxidable) | Sellado por soldadura fuerte de cobre o acero inoxidable, sin juntas | Industria de la refrigeración, intercambio térmico compacto de pequeño a mediano tamaño |
Según el tipo de corrugación
| Tipo | Características | Aplicación |
|---|---|---|
| Espiga (chevron) (la más común) | Corrugaciones cruzadas que crean puntos de contacto, alta eficiencia, buena capacidad de carga a presión | Tipo universal, cubre la mayoría de las condiciones |
| Esférica | Mayor capacidad de carga a presión | Aplicaciones de alta presión |
| Plana paralela | Baja resistencia al fluido | Aplicaciones de gran caudal y baja pérdida de carga |
Según la disposición de pasos
| Tipo | Características | Aplicación |
|---|---|---|
| Un solo paso | Cada fluido pasa una sola vez | Gran diferencia de temperatura, caudal moderado |
| Varios pasos | El fluido invierte su sentido varias veces dentro del intercambiador | Pequeña diferencia de temperatura, requiere mayor velocidad de flujo |
4. Parámetros técnicos detallados
4.1 Materiales de placa habituales y aplicaciones
| Material | Grado/norma | Medios aplicables | Observaciones |
|---|---|---|---|
| Acero inoxidable304 | AISI 304 | Agua, agua de refrigeración, alimentación general, química general | Configuración estándar, buena relación coste-eficacia |
| Acero inoxidable316L | AISI 316L | Agua con cloruros, ácidos orgánicos, farmacia | Primera opción recomendada, excelente resistencia a la corrosión |
| Acero inoxidable316Ti | AISI 316Ti | Agua con cloruros, resistencia a la corrosión por picadura | Aplicaciones especiales con resistencia a la picadura |
| Titanio | Gr.1/Gr.2 | Medios fuertemente corrosivos (HCl, cloro húmedo, agua de mar) | Coste elevado, se selecciona según necesidad |
| Aleación de níquel | Hastelloy C-276/C-226 | Corrosión fuerte (H2SO4, mezcla HCl/H2SO4, HF) | Aplicaciones especiales de corrosión fuerte |
| Acero dúplex | SAF 2205/S32750 | Medios con cloruros, entornos de alta tensión | Buen rendimiento integral |
| SMO 254 | 254 SMO | Medios con halógenos, ácido fosfórico de alta pureza | Resistencia a la corrosión por picadura y en hendidura |
4.2 Materiales de junta habituales y aplicaciones
| Material | Temperatura Máx. | Medios aplicables | Observaciones |
|---|---|---|---|
| NBR (caucho nitrilo) | 110°C | Agua, agua de refrigeración, alimentación general, aceites | El más utilizado, mejor relación coste-rendimiento |
| EPDM (caucho etileno-propileno-dieno) | 150°C | Agua, vapor, farmacia, alimentación, ácidos/álcalis débiles | Versátil |
| FKM/Viton (caucho fluorado) | 180°C | Medios fuertemente corrosivos, aceite mineral de alta temperatura, disolventes orgánicos | Buena resistencia a la corrosión y a la temperatura, coste elevado |
| PTFE (politetrafluoroetileno) | 250°C | Casi todos los medios fuertemente corrosivos | El bajo coeficiente de fricción requiere una estructura de sellado auxiliar |
| Fibra de amianto comprimida | 250°C | Vapor de alta temperatura, disolventes orgánicos | Requiere mayor fuerza de apriete |
4.3 Tabla de especificaciones típicas
| Superficie por placa (m²) | Número de placas | Superficie total (m²) | Presión de diseño (MPa) | Temperatura de diseño (°C) | Tamaño de boca (DN) |
|---|---|---|---|---|---|
| 0.03～0.1 | 10～50 | 0.3～5 | 0.6～1.6 | 120～150 | DN15～DN32 |
| 0.1～0.3 | 20～100 | 2～30 | 0.6～1.6 | 120～170 | DN25～DN65 |
| 0.3～0.5 | 30～200 | 10～100 | 0.6～1.6 | 120～170 | DN40～DN100 |
| 0.5～1.0 | 30～300 | 15～300 | 0.6～1.6 | 120～200 | DN50～DN150 |
| 1.0～2.0 | 30～300 | 30～600 | 0.6～1.6 | 120～200 | DN65～DN200 |
| 2.0～3.0 | 50～300 | 100～900 | 0.6～1.6 | 120～220 | DN100～DN250 |
Nota: el número real de placas se determina mediante el cálculo de la superficie de intercambio térmico. Se pueden añadir o quitar placas para ajustar la superficie. El rango de presión anterior corresponde al tipo con juntas; los tipos totalmente soldado y soldado por soldadura fuerte pueden alcanzar valores superiores.
4.4 Condiciones de diseño e indicadores de rendimiento
| Parámetro | Especificación |
|---|---|
| Rango de presión de diseño (con juntas) | 0.6～1.6MPa |
| Rango de presión de diseño (totalmente soldado) | Hasta 4,0 MPa |
| Rango de temperatura de diseño | -20 °C～220 °C (según el material de la junta y de la placa) |
| Coeficiente global de transferencia de calor (típico) | 3000～7000 W/(m²·K) (notablemente superior al de carcasa y tubos) |
| Separación entre placas | 2～6 mm (según la profundidad de la corrugación) |
| Pérdida de presión de un paso | 0,01～0,05 MPa (según la velocidad y el número de pasos) |
| Norma de las bocas | Según HG/T 20592 o los requisitos del cliente |
4.5 Parámetros eléctricos
El intercambiador de calor de placas estándar no tiene requisitos eléctricos.
5. Selección de componentes principales
| Componente | Marcas habituales | Características y aplicación |
|---|---|---|
| Placas | Alfa Laval, APV, GEA, nacionales de calidad (Lanshi, Sifang, etc.) | Marcas importadas: amplia gama de modelos; nacionales: buena relación calidad-precio, cubren la mayoría de las condiciones |
| Juntas | Adaptación de importación o nacional de calidad | NBR/EPDM/FKM/PTFE seleccionados según los medios, consumible que requiere sustitución periódica |
| Mecanismo de apriete | — | Apriete por tornillos (el más común) / apriete hidráulico (para unidades grandes) |
| Bridas de las bocas | — | Bridas estándar o conexiones tri-clamp, adaptadas a la tubería del cliente |
| Tornillos de apriete | Marcas nacionales de calidad | Acero 45# o 40Cr, templado y revenido |
El cliente puede especificar sus marcas preferidas. En el caso de equipos de segunda mano, la disponibilidad depende del inventario.
6. Campos de aplicación típicos
Industria química: calentamiento y enfriamiento de fluidos de proceso, intercambio térmico de agua de proceso, intercambio térmico para recuperación de disolventes
Industria farmacéutica: intercambio térmico de tanques de preparación, enfriamiento de agua purificada, enfriamiento de agua para inyectables
Industria alimentaria: enfriamiento de pasteurización, enfriamiento posterior a la esterilización UHT, intercambio térmico en la concentración de zumos
Climatización: estaciones de intercambio térmico de aire acondicionado central, calefacción urbana
Industria mecánica: enfriamiento de lubricantes, enfriamiento de aceite hidráulico, enfriamiento de soluciones de galvanizado
Nuevas energías: intercambio térmico del refrigerante de baterías de litio
Refrigeración: evaporadores, condensadores (tipo soldado por soldadura fuerte)
7. Normas de diseño y certificaciones
| Estándar | Descripción |
|---|---|
| GB16409-1996 | Intercambiadores de calor de placas (China) |
| NB/T47004-2009 | Placas para intercambiadores de calor de placas (China) |
| ISO9001:2015 | Sistema de gestión de calidad |
| ASME VIII | Recipientes a presión (tipo totalmente soldado disponible bajo pedido) |
| PED2014/68/EU | Directiva europea de equipos a presión (CE, disponible bajo pedido) |
| EAC | Disponible bajo pedido para los mercados de Rusia y Asia Central |
| GOST-R | Disponible bajo pedido para el mercado ruso |
| FDA | Intercambiadores de placas de grado alimentario disponibles bajo pedido |
| 3-A Sanitary | Norma sanitaria estadounidense (opcional) |
8. Opciones personalizables
| Opción | Detalles |
|---|---|
| Forma de sellado | Con juntas / semisoldado / totalmente soldado / soldado por soldadura fuerte |
| Material de la placa | 304 / 316L / 316Ti / titanio / Hastelloy / dúplex / SMO254 |
| Material de la junta | NBR / EPDM / FKM / PTFE / fibra de amianto |
| Tipo de corrugación | Espiga / esférica / plana paralela |
| Número de pasos | Un paso / varios pasos (determinados por el cálculo de proceso) |
| Tipo de boca | Conexión por brida / conexión tri-clamp / conexión roscada |
| Posición de las bocas | Mismo lado / lados opuestos |
| Tipo de soporte | Soporte colgado / soporte de patas en suelo |
| Aislamiento | Aislamiento de lana de roca / caucho-plástico + revestimiento de acero inoxidable o chapa de acero |
| Recubrimiento especial | Recubrimiento especial de las placas (por ejemplo, Duranod, Halar, etc.) |
9. Términos de garantía
| Estado del equipo | Período de garantía | Alcance de la garantía |
|---|---|---|
| Equipo nuevo | 12meses | Placas, juntas, placas de bastidor, barra de soporte, bocas, tornillos |
| Equipo reacondicionado | 6meses | Placas, juntas, placas de bastidor, barra de soporte, bocas, tornillos |
| Equipos de segunda mano (suministro tal cual) | 3meses | Componentes funcionales principales |
Nota especial sobre las juntas: las juntas son consumibles. El envejecimiento y endurecimiento normales durante el uso son un fenómeno normal y no están cubiertos por la garantía. Los daños en las juntas causados por una selección incorrecta de los medios (por ejemplo, hinchamiento o corrosión) no están cubiertos.
Las condiciones finales de garantía están sujetas al contrato. Todos los pedidos incluyen guía de instalación y asistencia remota para la puesta en marcha.
10. Embalaje y entrega
| Artículo | Método de embalaje |
|---|---|
| Unidad PHE completa | Embalaje en caja de madera, amortiguación interna, tapones en las bocas |
| Juntas de repuesto | Embalaje impermeable sellado en caja de cartón |
| Placas de repuesto (si procede) | Embalaje en caja de madera, separación con cartón entre placas |
Estimación de capacidad de contenedor (solo referencia, sujeta a la configuración real):
PHE pequeño de menos de 10 m²: aproximadamente 10-20 unidades por contenedor 20'GP
Mediano de 10～50 m²: aproximadamente 2-5 unidades por 20'GP
Grande de 50～100 m²: aproximadamente 1-2 unidades por 20'GP o carga fraccionada
Extragrande de más de 100 m²: transporte en buque granelero
Servicio de instalación: se dispone de guía de instalación in situ. La instalación del PHE es relativamente sencilla; preste atención a la orientación de las bocas y a la correcta colocación de las juntas. Pueden enviarse técnicos para unidades grandes (los gastos de viaje y alojamiento corren a cargo del comprador).
11. Información necesaria para el presupuesto
Para obtener un presupuesto exacto, facilite la siguiente información:
Fluido caliente: nombre, temperaturas de entrada y salida, caudal o carga térmica
Fluido frío: nombre, temperaturas de entrada y salida, caudal o carga térmica
Presión de trabajo en ambos lados (si procede)
Corrosividad de los medios en ambos lados, presencia de partículas sólidas
Preferencia de material de las placas
Preferencia de material de las juntas (si se desconoce, podemos recomendarlo según los medios)
Preferencia de forma de sellado: con juntas / semisoldado / totalmente soldado
Requisitos de tipo y tamaño de las bocas
Método de montaje: colgado / en suelo
Si se requiere aislamiento
Requisitos de grado alimentario o farmacéutico (si procede)
Preferencia de estado del equipo: nuevo / reacondicionado / de segunda mano
Rango de presupuesto y marca preferida (si procede)
Condiciones de entrega: FOB/CIF/DDP
Puerto de destino o dirección de entrega (para el cálculo del flete)