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Diseño de intercambiadores de calor tipo horquilla

Como miembro registrado de HTRI (© Heat Transfer Research, Inc.), en SACOME contamos con una nueva herramienta de diseño, el paquete Xhpe. Se trata de un software específico de diseño para intercambiadores de calor de tipo horquilla, también conocidos como hairpin heat exchangers. Gracias a esta herramienta, nuestros técnicos son capaces de analizar detalladamente el proceso de transferencia térmica que se produce en las horquillas en U de estos intercambiadores de calor, permitiendo un diseño más optimizado y fiable.

HTRI suma este software de cálculo a los módulos ya conocidos de Xjpe para diseño de intercambiadores monotubulares (tube-in-tube), y Xist para diseño de intercambiadores multitubulares (shell & tube), englobados dentro de la versión 7 de Xchanger Suite, dotando así a nuestro departamento técnico de las últimas novedades y avances en el campo de la transferencia de calor.

Diseño de intercambiadores de calor tubulares
Diseño para intercambiadores de calor de tipo horquilla, también conocidos como hairpin heat exchangers.

¿Cuál es la configuración de un intercambiador de calor de tipo horquilla o hairpin heat exchanger?

Este diseño consta aparentemente de dos carcasas que comparten un haz tubular común, en forma de U. Pero en realidad, ambas carcasas conforman un único volumen, ya que se encuentran directamente interconectadas por un cabezal con forma también de U.

Intercambiador de calor tipo horquilla
Intercambiador de calor tipo horquilla

A diferencia de los intercambiadores multipaso (múltiples pasos por tubos), los intercambiadores de calor de tipo horquilla, o hairpin, tienen la particularidad de que el flujo en carcasa circula en contracorriente respecto al flujo por tubos, en todos y ambos pasos. Esto, junto a una menor sección de paso en carcasa, lo convierte en un diseño más eficiente y económico frente a un intercambiador multipaso cuando el proceso requiere de un cruce de temperaturas entre el fluido frío y el caliente.

¿Qué otras ventajas presentan un intercambiador de calor de tipo horquilla o hairpin heat exchanger?

  • Tiene un rendimiento térmico superior al de intercambiador multipaso también para procesos con muy baja EMTD (diferencia media efectiva de temperaturas).
  • Al tratarse de un diseño con tubo en U, no se requiere juntas de expansión metálica para absorber las dilataciones diferenciales entre el canal de servicio y el canal de producto.
  • El propio radio en U de la horquilla es también longitud efectiva de transferencia, a diferencia del codo que sería necesario para interconectar en serie dos equipos de carcasa y tubos (shell & tube).
  • Permite un diseño con haz tubular en U extraíble pero también completamente soldado.
  • La pérdida de carga en el canal de producto es menor al diseño multipaso equivalente.
  • Es un diseño compacto, con bajo coste de mantenimiento asociado.
  • Diseño de un intercambiador de calor de tipo horquilla

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