Más información sobre las aplicaciones industriales de un enfriador de película descendente

La refrigeración por agua con enfriadoras de película descendente se está consolidando cada vez más como una solución eficaz y rentable para la disipación de calor en aplicaciones industriales. El uso de enfriadores de película es adecuado siempre que se necesite suministrar de forma económica una unidad de refrigeración a diferentes consumidores, como procesos o piezas individuales de máquinas, como husillos, motores o dispositivos hidráulicos. Además, una unidad de refrigeración por agua a medida es una solución óptima para condiciones exigentes como altas temperaturas ambiente y mucha suciedad.

En el Falling Film Chiller o enfriador baudelot, la película descendente homogénea permiteenfriar agua hasta 0,5 °C. Dentro de los procesos industriales puede funcionar como preenfriador para sistemas de bancos de hielo industriales o se conecta al lado del agua de un intercambiador de calor de placas. O se bombeará directamente a diversos procesos de refrigeración de alimentos. Desde el depósito de recogida de agua situado debajo del Falling Film Chiller se bombea el agua refrigerada a los lugares de consumo deseados. Nuestros aparatos generan una reserva de potencia máxima en producción con este enfriador baudelot a esta temperatura. A diferencia de los PHE, no hay necesidad de control de temperatura, desescarche por gas caliente o control de caudal en el lado del agua. Los costes del controlador y del sensor de temperatura no dependen de la capacidad. Las válvulas de control y las válvulas piloto, así como las electroválvulas y las válvulas de cierre adicionales, dependen de la capacidad.

Un sistema industrial de refrigeración por agua con enfriadores de película es un tipo de refrigeración por agua que extrae calor de una fuente de calor al tiempo que garantiza temperaturas, presiones y caudales constantes a través de un sistema de refrigeración. En pocas palabras, un sistema industrial de refrigeración por agua funciona haciendo circular un fluido refrigerante desde un depósito hasta los dispositivos que necesitan refrigeración. Esto difiere de otros sistemas de refrigeración, como los basados en aire, que utilizan ventiladores para disipar el calor.

Los sistemas industriales de refrigeración por agua con Falling Film Chiller se han popularizado en diversas instalaciones de refrigeración y a gran escala debido a su mayor eficacia en comparación con ciertos sistemas de refrigeración por aire. Sin embargo, su idoneidad debe evaluarse caso por caso. De hecho, esta decisión es crucial, ya que elegir el tipo de enfriador adecuado puede ayudar a las empresas a ahorrar costes, reducir el tiempo de inactividad y mejorar la eficiencia energética.

Como ya se ha mencionado, los sistemas industriales de refrigeración por agua con FFC forman parte de los sistemas de refrigeración que se encargan de eliminar el calor no deseado de una fuente. Existen diversas aplicaciones en las que esto puede ser útil, como los procesos de transformación de plásticos, incluidas diversas operaciones de conformado mecánico, la fabricación de metales y maquinaria, reduciendo problemas como la deformación térmica y mejorando la precisión, la industria alimentaria y de bebidas, la producción química y farmacéutica, las instalaciones médicas para el funcionamiento de sistemas como las resonancias magnéticas o las máquinas de rayos X, como sistemas industriales de refrigeración por agua para suministrar agua refrigerada a múltiples edificios o instalaciones a través de una red de tuberías, o incluso en los modernos centros de datos, donde contribuyen a la refrigeración de los equipos para garantizar su funcionamiento dentro de rangos de temperatura seguros.

Un Falling Film Chiller genera continuamente agua fría a 0,5°C sin formación de hielo. El agua es el medio de refrigeración ideal para las plantas de procesamiento de leche, porque no es tóxica, tiene excelentes propiedades de transferencia de calor y transporte, es barata y está disponible en todas partes. Para cumplir las estrictas normas de calidad mundiales, es preciso garantizar procesos de refrigeración rápidos y fluidos desde la elaboración hasta el almacenamiento de productos lácteos sensibles como la leche, la leche en polvo, el yogur, los postres lácteos, la mantequilla y el queso, en la mayoría de los casos a costa de elevados costes energéticos.

Por ello,las plantas procesadoras de leche buscan socios como Heat Transfer Technology AG para aprovechar el potencial de ahorro en el campo de la tecnología del agua a baja temperatura. Para ampliar la capacidad de una central lechera, los operadores suelen instalar tanques adicionales de almacenamiento de agua fría. Esto conlleva unos costes financieros y unos requisitos de espacio elevados. Una alternativa es el uso de un Falling Film Chiller para el preenfriamiento del agua. Además de un funcionamiento robusto y sencillo y una alta eficiencia energética, las ventajas son que se pueden generar temperaturas del agua entre 0 °C y 1 °C sin riesgo. Falling Film Chiller enfría el agua de retorno, antes de que entre en el tanque de almacenamiento de agua, aliviando así la planta existente.

A medida que se acerca el punto cero, aumentan los problemas en la producción de agua helada, lo que conlleva el riesgo de formación de hielo. La conocida anomalía del agua (volumen específico más bajo a 4°C) hace que el volumen de agua se expanda cuando se congela y, en determinadas circunstancias, esto puede causar la destrucción del equipo utilizado. Además, la formación de hielo en los sistemas de agua, con sus gruesas capas de hielo, siempre implica considerables pérdidas de rendimiento, ya que la capa de hielo actúa como aislante y reduce en gran medida la potencia de transmisión térmica.

Por consiguiente, la producción de agua a baja temperatura exige una técnica que, por un lado, acerque la temperatura del agua lo más posible al punto cero, pero que, por otro, no sea susceptible a la posible formación de hielo. Si las fluctuaciones de control del sistema de refrigeración provocan la formación de hielo, una capa de hielo en los paneles reducirá la transferencia de calor y disminuirá la potencia de refrigeración del enfriador de agua por hielo baudelot. La formación de hielo en los paneles puede producirse durante algunos minutos, pero no seguirá ninguna destrucción mecánica como en los intercambiadores de calor de placas. El hielo se derretirá automáticamente tras el aumento de la temperatura en el interior de los paneles dentro del siguiente ciclo del modo de funcionamiento normal.

Los parámetros termodinámicos y específicos del flujo del agua son favorables, por lo que pueden alcanzarse elevados índices de transferencia de calor. Sin embargo, el punto de congelación del agua en sí (punto cero) establece límites físicos cruciales para la producción de agua helada y la refrigeración con agua helada. Sobre todo, las temperaturas alcanzables en el agua se aproximan lo más posible al punto cero para aprovechar al máximo las diferencias de temperatura de los productos que se van a enfriar con agua helada y mantener la temperatura del producto enfriado lo más baja posible.

Esta Falling Film Chiller o enfriadora de agua helada baudelot está diseñada para resistir fluctuaciones inesperadas en el funcionamiento. Para ello utilizamos un diseño de depósito dividido que es la solución óptima para enfriar agua con caudales o temperaturas discontinuos, garantizando que su máquina de refrigeración funcione de forma continua y eficiente. La Falling Film Chiller o enfriadora de agua helada Baudelot lo consigue incorporando un depósito de agua y una trayectoria de flujo diseñados a medida que se adaptan al perfil de flujo específico y a las variaciones de temperatura de su aplicación. Este diseño exclusivo garantiza que la enfriadora resista cambios operativos imprevistos, manteniendo al mismo tiempo niveles de alto rendimiento. Además, al emplear acero inoxidable de calidad alimentaria en su construcción, la enfriadora de agua helada Falling Film Chiller cumple todas las normas necesarias para su uso en la industria alimentaria y de bebidas, lo que garantiza una solución de refrigeración higiénica y fiable para su negocio.

El almacenamiento de hielo se adapta rápidamente a los cambios en la demanda de frío. Esto se aplica al consumo de energía, los costes energéticos, los costes de inversión, así como a la disponibilidad de espacio y electricidad. La mayoría de las veces, nuestros clientes se enfrentan a la disyuntiva de elegir entre un sistema de almacenamiento o un Falling Film Chiller. Utilizando el almacenamiento, los picos elevados de consumo de frío también pueden gestionarse con sistemas de refrigeración que sólo están diseñados para el valor medio diario. No cabe duda de que un sistema de almacenamiento de hielo puede funcionar de forma más eficiente aprovechando las horas valle favorables.

Por otro lado, los Falling Film Chiller de Buco son mucho más baratos de adquirir y, además de consumir menos energía, también requieren menos espacio. La anterior clara ventaja del almacenamiento en el uso del funcionamiento de carga parcial ha disminuido con los años y se ha diferenciado en que los Falling Film Chiller también pueden utilizarse en el funcionamiento de carga parcial con fluctuaciones de la temperatura o la cantidad de agua.

Nuestro Falling Film Chiller es un intercambiador de calor especial diseñado con placas de almohada para crear un entorno de evaporación en el interior, mientras que el exterior de cada placa de almohada permite una distribución uniforme del agua, formando una fina película de 0,5-0,4 mm de grosor a medida que fluye por cada placa, lo que favorece las aplicaciones eficientes de refrigeración o calefacción en la tecnología industrial.

La tecnología Falling Film Chiller ha revolucionado la industria técnica, especialmente la alimentaria y de bebidas, así como la química y farmacéutica. Los coeficientes de intercambio dependen de lo fina o gruesa que sea la película de agua que desciende o se aplica sobre las placas: las capas más finas dan lugar a coeficientes más altos. Sin embargo,el uso de un menor número de placas con el mismo caudal de agua puede dar lugar a películas más gruesas que reduzcan los coeficientes.

Si la Falling Film Chiller se utiliza con NH3, se proporciona un dispositivo de desaceitado para el sistema como una pequeña tubería de aspiración en el colector inferior de líquido del sistema para el funcionamiento por gravedad o por bomba. Esto es estándar para NH3 yse hace a petición para CO2. Con el refrigerante NH3, y dependiendo del aceite, probablemente también para el CO2, existen graves diferencias de miscibilidad o solubilidad con diferentes aceites, incluso si se utilizan aditivos útiles. Antes del procedimiento de desaceitado, el sistema del evaporador debe estar fuera de servicio durante algún tiempo, para permitir que el aceite se separe en el fondo del sistema.

En caso de utilizar aceite con una densidad inferior a la del refrigerante líquido CO2, el refrigerante debe evaporarse completamente para esta función de desaceitado. Es necesario un desaceitado regular, de acuerdo con las propiedades del compresor refrigerante y del aceite. Ingenieros experimentados con asesoramiento académico se encargan del diseño. Diseño y construcción de canales individuales para cada proyecto debido al alto coeficiente de película interior y a la baja caída de presión.

Normalmente se utiliza el refrigerante natural amoníaco, que no sólo es neutro desde el punto de vista climático, sino también muy eficiente desde el punto de vista energético. Debido a sus muy buenas propiedades termodinámicas, el amoníaco requiere la menor cantidad de energía para generar una determinada capacidad de refrigeración.

Esta ventaja es especialmente importante en las centrales lecheras con sus grandes instalaciones, por lo que las plantas de refrigeración que utilizan amoníaco han demostrado su eficacia en la industria procesadora de leche. Al mismo tiempo, el volumen de amoníaco en este sistema es bajo. Se utilizan evaporadores accionados por gravedad con separadores. De este modo, aumenta la eficacia del sistema en comparación con las plantas con expansión directa y se reducen los costes energéticos. Para la recuperación de calor, los sistemas eficaces utilizan un condensador evaporativo, un calentador y un enfriador de aceite. En conjunto, esto aumenta la eficacia de todo el sistema y reduce los costes de funcionamiento.

Jean Louis Baudelot (1797-1881) nació en Francia y estudió ingeniería en Bélgica. Aunque reivindicó varios inventos, la fama le llegó en 1856, cuando patentó un enfriador de líquidos. Estaba destinado específicamente a la industria cervecera.

Un primo suyo que era cervecero le planteó el hecho de que hasta entonces había que enfriar los mostos de cerveza en un recipiente poco profundo (barco refrigerado) y removerlos durante toda una noche, un proceso que duraba fácilmente 8 horas. Peor aún, la continua exposición de los mostos al aire provocaba a menudo inoculaciones no deseadas y cerveza infectada. Sin embargo, la exposición era obligatoria porque las levaduras de la cerveza necesitan oxígeno al inicio de la fermentación. Por lo tanto, el mosto debe estar bien aireado.

Baudelot ideó una fina lámina doble de cobre sobre la que se superponían tubos de cobre (primero cilíndricos, más tarde de sección elíptica) por los que corría agua fría (de manantial o agua helada) a contracorriente de los mostos. Las lombrices se recogían en la parte superior del enfriador en una bandeja poco profunda, y luego se dispersaban finamente, fluyendo por el exterior de las láminas de cobre, que se enfriaban internamente. De este modo, el enfriamiento se producía en menos de una cuarta parte del tiempo necesario originalmente, limitando la exposición a microbios contaminantes, al tiempo que se aseguraba la aireación. El mosto caliente fluía como una cascada ondulante por el exterior del enfriador, saliendo fresco y aireado por la parte inferior. Fue una mejora enorme que dio lugar a una cerveza de mucha mejor calidad y estabilidad.