Sistemas de refrigeración de GEA

GEA mantiene refrigerados los procesos

Aplicación del sistema de refrigeración de gas

Los refrigeradores pertenecen al equipo técnico que se ha empleado con éxito durante mucho tiempo en numerosos sectores. En aplicaciones anteriores, su función principal consistía en el calentamiento de materiales utilizando la extracción de calor de otros materiales para su enfriamiento. El tubo de salida de humos de la útil y antigua estufa de hierro es un ejemplo de un “refrigerador clásico”. Los gases de escape calientes se enfrían en el tubo de salida y, a su vez, el tubo de salida sirve para calentar la habitación. El principio aplicado en la actualidad es similar. Por una parte, disponemos de un fluido, como los gases de escape, que debido a su composición no es apto (o lo es solo con reservas) para uso posterior porque contiene componentes agresivos (SO2, NOx, etc.) o sólidos indeseados (hollín, polvo). Por otra parte, disponemos de un fluido que debe renovarse suministrándole calor. La aplicación es diferente cuando la temperatura de los gases de emisión es demasiado alta para su ulterior tratamiento o para un proceso a contracorriente.

Cambios de temperatura en los gases

Los refrigeradores pueden utilizarse para los más diversos fluidos. El equipo aquí descrito se emplea para producir cambios de temperatura en los gases.

La transferencia de calor se realiza a mediante una pared dispuesta entre el gas caliente y el frío. La pared hace la función de frontera para el intercambio de masa. La cantidad de calor que puede intercambiarse entre el gas caliente y el frío depende, entre otros factores, del área de superficie disponible. El término general para este tipo de refrigerador es, por lo tanto, refrigerador de superficie.

En adelante nos ocuparemos únicamente de los refrigeradores de tubo gas/gas (aire). Según el tipo de estructura, los refrigeradores pueden pertenecer a la categoría de flujo transversal, contraflujo y flujo paralelo, o a la de formas mixtas de las configuraciones de flujo indicadas.

GEA no solo diseña y fabrica refrigeradores de gas, sino que también genera la tecnología pertinente ofreciendo los siguientes servicios:

Servicios de consultoría para la resolución de problemas de refrigeración en base a una actividad integral de investigación de desarrollo y a numerosos años de experiencia.
Diseño de sistemas de refrigeración económicos
Ingeniería y diseño de estructuras especiales, como limpiadores de tubo
Red de servicios global

Por cada problema específico del refrigerador, estudiamos los siguientes factores:

Influencia de la mezcla de polvo-gas en la eficiencia de la transferencia de calor
Influencia de las condiciones climáticas en el efecto de climatización
Influencia de las condiciones físicas y térmicas del gas
Tiempo de funcionamiento y aplicación específica del sistema de refrigeración
Condiciones de funcionamiento bajo las que se alcanza el rendimiento especificado.

Configuraciones de flujo

Flujo paralelo:

Con esta configuración, el flujo de gas de proceso y de gas frío es paralelo.

Como resultado de ello, una carga térmica superior origina las particiones (tubos de refrigeración). Se trata de una ventaja porque la velocidad de transferencia del calor es alta según demuestra la alta temperatura de salida de gas frío. Por otro lado, el diseño técnico de esta solución es bastante complejo, sobre todo por el gradiente de alta temperatura entre el gas de proceso y el gas frío en el área de entrada.

Contraflujo:

En este caso, el gas de proceso pasa a través del refrigerador en sentido contrario al gas frío.

Esta configuración genera una carga térmica de las particiones (tubos de refrigeración) muy inferior a la que se genera con la configuración de flujo paralelo. Como resultado del grado de temperatura reducido, la transferencia de calor es menos eficiente, de modo que la temperatura de salida de gas frío es considerablemente inferior si se compara con la del principio de flujo paralelo. El diseño técnico es relativamente sencillo y esta configuración proporciona un tipo de refrigeración suave.

Flujo transversal:

La configuración de flujo transversal implica que el gas de proceso pasa por el refrigerador formando un ángulo de 90º con la dirección de flujo del gas frío.

Como resultado de esta configuración, la carga térmica impuesta sobre las particiones (tubos de refrigeración) se encuentra entre la del flujo paralelo y la del principio de contraflujo. El gradiente de temperatura obtenido entre el gas de proceso y el gas frío suele encontrarse entre el de los otros dos sistemas.

El diseño técnico para esta configuración no es demasiado elaborado y, por lo general, ofrece la solución más económica.

Configuraciones mixtas:

Las configuraciones de flujo descritas anteriormente pueden combinarse en una serie de formas mixtas. Tales configuraciones de flujo mixtas se aplican, sobre todo, a los refrigeradores de tubo de paso doble y múltiple.