Perché il raffreddamento in controcorrente è più efficiente?
¿Por qué es más eficiente la contracorriente?
In uno scambiatore di calore a fascio tubiero, il refrigerante fluisce solitamente nel nucleo centrale di tubi per raffreddare l’olio, l’acqua o l’aria calda che passa sopra e intorno ai tubi. La direzione in cui i due fluidi viaggiano attraverso lo scambiatore di calore può essere a “flusso parallelo” o a “flusso contrario”.
Nel flusso parallelo il fluido da raffreddare scorre attraverso lo scambiatore di calore nella stessa direzione del mezzo di raffreddamento. Sebbene questa disposizione fornisca il raffreddamento, ha dei limiti e può anche creare stress termico all’interno dello scambiatore di calore, poiché una metà dell’unità sarà notevolmente più calda dell’altra.
Nel raffreddamento in controcorrente, il mezzo di raffreddamento in ingresso assorbe più calore mentre il fluido “caldo” viaggia nella direzione opposta. Il mezzo di raffreddamento si riscalda mentre attraversa lo scambiatore di calore ma, quando l’acqua più fredda entra nello scambiatore di calore, assorbe più calore e riduce la temperatura molto più di quanto si potrebbe ottenere con un flusso parallelo.
Anche la differenza di temperatura media tra il mezzo di raffreddamento e il fluido da raffreddare è più uniforme lungo la lunghezza dello scambiatore di calore, riducendo così lo stress termico.
A seconda della portata e della temperatura, le prestazioni di trasferimento del calore potrebbero essere fino al 15% più efficienti con il sistema in controcorrente, consentendo eventualmente di utilizzare uno scambiatore di calore più piccolo, risparmiando spazio e denaro!
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En un intercambiador de calor de carcasa y tubos, el refrigerante suele fluir a través del “núcleo de tubos” central para enfriar el aceite, agua o aire caliente que pasa alrededor de los tubos. La dirección en la que ambos fluidos viajan a través del intercambiador de calor puede ser en paralelo o a contracorriente.
El flujo paralelo ocurre cuando el fluido que debe refrigerarse fluye a través del intercambiador de calor en la misma dirección que el medio refrigerante. Aunque esta configuración logra refrigerarlo, tiene limitaciones y también puede crear un estrés térmico dentro del intercambiador de calor, ya que la mitad de la unidad estará perceptiblemente más caliente que la otra.
Con el enfriamiento a contracorriente, el medio refrigerante entrante absorbe el calor a medida que el fluido caliente viaja en la dirección opuesta. El medio refrigerante se calienta mientras fluye a través del intercambiador de calor, pero cuando ingresa agua fría al intercambiador de calor, absorbe más calor, reduciendo la temperatura mucho más de lo que podría lograrse con un flujo paralelo.
La diferencia media de temperatura entre el medio refrigerante y el fluido a refrigerar también es más uniforme a lo largo del intercambiador de calor, reduciendo el estrés térmico.
Según la tasa de flujo y la temperatura, el desempeño en transferencia de calor podría llegar a 15% de mayor eficiencia con la contracorriente, posiblemente permitiendo que se utilice un intercambiador de calor más pequeño, ¡lo que ahorra tiempo y dinero!
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