Los procesos industriales representan más de una cuarta parte del consumo de energía primaria en Europa y producen grandes cantidades de calor.Una investigación financiada con fondos europeos está cerrando el círculo con nuevos sistemas que recuperan el calor residual y lo devuelven para su reutilización en líneas industriales.
La mayor parte del calor del proceso se pierde en el medio ambiente en forma de gases de combustión o gases de escape.La recuperación y reutilización de este calor puede reducir el consumo de energía, las emisiones y las emisiones contaminantes.Esto permite a la industria reducir costos, cumplir con las regulaciones y mejorar su imagen corporativa, teniendo así un mayor impacto en la competitividad.Uno de los mayores problemas está relacionado con la amplia variedad de temperaturas y composiciones de los gases de escape, lo que dificulta el uso de intercambiadores de calor listos para usar.El proyecto ETEKINA, financiado con fondos europeos, ha desarrollado un nuevo intercambiador de calor de tubos de calor (HPHE) hecho a medida y lo ha probado con éxito en las industrias de la cerámica, el acero y el aluminio.
Un tubo de calor es un tubo sellado en ambos extremos, que contiene un fluido de trabajo saturado, lo que significa que cualquier aumento de temperatura provocará su evaporación.Se utilizan para la gestión térmica en aplicaciones que van desde computadoras hasta satélites y naves espaciales.En HFHE, los tubos de calor se montan en paquetes sobre una placa y se colocan en un marco.Una fuente de calor, como los gases de escape, ingresa a la parte inferior.El fluido de trabajo se evapora y sube a través de tuberías donde los radiadores de aire frío ingresan a la parte superior de la caja y absorben el calor.El diseño cerrado minimiza el desperdicio y los paneles minimizan el escape y la contaminación cruzada del aire.En comparación con los métodos tradicionales, HPHE requiere menos área de superficie para una mayor transferencia de calor.Esto los hace muy eficientes y reduce la contaminación.El desafío es elegir parámetros que le permitan extraer la mayor cantidad de calor posible del complejo flujo de desechos.Hay muchos parámetros, incluido el número, el diámetro, la longitud y el material de los tubos de calor, su disposición y fluido de trabajo.
Teniendo en cuenta el amplio espacio de parámetros, se han desarrollado simulaciones de dinámica de fluidos computacional y simulación de sistemas transitorios (TRNSYS) para ayudar a los científicos a desarrollar intercambiadores de calor de alta temperatura y alto rendimiento personalizados para tres aplicaciones industriales.Por ejemplo, un HPHE (las aletas aumentan el área de superficie para mejorar la transferencia de calor) de flujo cruzado antiincrustante con aletas diseñado para recuperar el calor residual de los hornos de solera de rodillos de cerámica es la primera configuración de este tipo en la industria cerámica.El cuerpo de la tubería de calor está hecho de acero al carbono y el fluido de trabajo es agua.“Hemos superado el objetivo del proyecto de recuperar al menos el 40 % del calor residual de la corriente de gases de escape.Nuestros HHE también son más compactos que los intercambiadores de calor convencionales, lo que ahorra un valioso espacio de producción.Además de menor costo y eficiencia de emisiones.Además, también tienen un corto retorno de la inversión”, dijo Hussam Juhara de la Universidad Brunel de Londres, coordinador técnico y científico del proyecto ETEKINA.y se puede aplicar a cualquier tipo de aire de escape industrial y varios disipadores de calor en una amplia gama de temperaturas, incluidos el aire, el agua y el aceite. La nueva herramienta reproducible ayudará a los futuros clientes a evaluar rápidamente el potencial de la recuperación del calor residual.
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Hora de publicación: 11-ago-2022