Estructura de un Intercambiador de Placas

Un intercambiador de placas con soldadura de cobre está compuesto por varias placas de acero inoxidable estampadas con precisión, que se sueldan permanentemente con cobre en un horno de vacío. La estructura es esencialmente la siguiente:

1. Conexiones: Las conexiones de un intercambiador de placas con soldadura de cobre forman la interfaz entre el intercambiador de calor y el sistema de tuberías conectado. Están diseñadas para guiar de manera fiable ambos fluidos hacia los canales de flujo previstos y garantizar una distribución uniforme a lo largo de todo el paquete de placas. Además, nuestras áreas de conexión son mecánicamente muy resistentes, ya que deben soportar las mayores presiones y cargas. Al mismo tiempo, la unión soldada precisa garantiza que no haya mezcla de los fluidos.


2. Placa Superior: Las placas superiores de un intercambiador de placas con soldadura de cobre forman el cierre exterior del paquete de placas y desempeñan un papel central en la estabilidad y la seguridad. Están hechas de acero inoxidable macizo y se sueldan firmemente al resto del paquete de placas. De este modo, no solo actúan como límite mecánico, sino también como elementos portantes que soportan de manera duradera altas presiones de operación y fluctuaciones de temperatura. Además de su función de estabilidad, las placas superiores protegen las placas internas del intercambiador de daños externos, contribuyendo de manera significativa a la longevidad del sistema. En conjunto, representan la interfaz entre funcionalidad, resistencia y protección de todo el intercambiador de calor.


3. Paquete de Placas:
   • Placas: Las placas del intercambiador de placas están hechas de acero inoxidable 304 resistente a la corrosión y estampadas con un patrón especial de chevron o espiga. Esta estructura aumenta la superficie, genera turbulencias en el flujo y, por lo tanto, garantiza un coeficiente de transferencia de calor especialmente alto.
   • Canales: La disposición escalonada de las placas genera canales de flujo alternos para los dos fluidos. Estos están diseñados para permitir un flujo uniforme sin zonas muertas. En ningún momento los dos fluidos están en contacto directo; están completamente separados por las placas de acero inoxidable.
   • Soldadura de Cobre: Entre las placas se utiliza cobre como material de soldadura. Este une permanentemente las placas en un horno de vacío, sella de manera fiable los canales y hace innecesarios los sellos adicionales. Al mismo tiempo, la soldadura de cobre garantiza una alta resistencia a la presión y a la temperatura de todo el intercambiador de calor.


4. Placa Final: La placa final cumple esencialmente una función similar a las placas superiores, ya que también forma el cierre exterior del paquete de placas y contribuye de manera significativa a la estabilidad mecánica. También está hecha de acero inoxidable macizo, se suelda firmemente al paquete de placas y protege las placas internas del intercambiador de influencias externas.

Funcionamiento de un Intercambiador de Placas

Los intercambiadores de placas soldadas están compuestos por una serie de placas delgadas de acero inoxidable estampadas con un patrón especial de chevron o espiga. Esta estructura no solo proporciona estabilidad, sino que también mejora la transferencia de calor al generar turbulencias en el fluido. Todas las placas tienen la misma forma, pero se alternan rotando 180 grados durante el apilamiento. Esta disposición crea canales de flujo definidos para ambos fluidos, así como numerosos puntos de contacto entre las placas. Durante el proceso de fabricación, las placas se unen mediante soldadura de cobre en un horno de alto vacío. En los puntos de contacto se forma una conexión robusta y permanentemente sellada que soporta altas presiones y temperaturas. El resultado es un intercambiador de calor compacto y de bajo mantenimiento, sin juntas, que puede utilizarse de manera fiable en numerosas aplicaciones.

Dirección del Flujo en el Interior

En funcionamiento, el fluido caliente, por ejemplo, entra en el intercambiador de calor desde el lado derecho de conexión y atraviesa cada segundo canal hasta salir por la salida opuesta. Al mismo tiempo, el fluido frío entra por el lado izquierdo, se distribuye por los canales intermedios y sale del intercambiador por la salida izquierda. Los dos fluidos nunca están en contacto directo; están completamente separados por las placas de acero inoxidable. No obstante, se produce un intercambio de calor intenso, ya que las placas delgadas ofrecen una excelente conductividad térmica.

Principio de Contraflujo para Máxima Eficiencia

Para un rendimiento especialmente alto, se recomienda conectar el intercambiador de calor según el llamado principio de contraflujo. En esta disposición, los dos fluidos fluyen en direcciones opuestas. Esta configuración mantiene la mayor diferencia de temperatura posible a lo largo de toda la superficie de transferencia, aumentando significativamente la eficiencia del intercambiador de calor. En comparación, en el principio de flujo paralelo, donde los fluidos fluyen en la misma dirección, la diferencia de temperatura disminuye mucho más rápido. Esto da lugar a una transferencia de calor menor y, por lo tanto, a una eficiencia reducida. Numerosos diagramas técnicos y ejemplos prácticos demuestran que la operación en contraflujo es la solución más eficiente en casi todas las aplicaciones.