Intercambiador de calor eléctrico

Un intercambiador de calor eléctrico para medios desempeña un papel fundamental en los procesos industriales en los que hay que llevar sustancias gaseosas o líquidas a una temperatura definida. Puede tratarse de gas natural, biogás, hidrógeno, gas de proceso, GNL, nitrógeno, aire, agua o mezclas de glicol. El uso de estos intercambiadores de calor eléctricos es especialmente importante en las industrias química, petroquímica y de polímeros, la extracción de gas natural, el procesamiento de alimentos, la construcción naval y en aplicaciones marítimas e industriales.

Mediante el intercambio de calor dirigido, los medios no sólo pueden calentarse de forma eficiente, sino también sobrecalentarse para garantizar un control óptimo del proceso. En función de la aplicación, el intercambiador de calor eléctrico puede diseñarse como un sistema calentado eléctricamente , un modelo accionado por vapor o una solución con recuperación de calor. El control preciso de la temperatura garantiza unas condiciones constantes, lo que aumenta significativamente tanto la eficiencia energética como la fiabilidad del proceso.

Especialmente en aplicaciones sensibles, como el calentamiento de gases para la reducción de presión o los calentadores de líquidos para circuitos industriales de refrigeración y calefacción, los intercambiadores de calor eléctricos deben cumplir los requisitos técnicos más exigentes. Los materiales, la resistencia a la temperatura y los sistemas de control se adaptan con precisión a los respectivos parámetros de funcionamiento para garantizar la máxima eficiencia y durabilidad.

1 Industria química

1.1 Precalentamiento de los medios de proceso

• Calentamiento de productos químicos agresivos (por ejemplo, ácidos, álcalis) antes de una reacción
• Control de la temperatura en procesos químicos sensibles
• Reducción de los problemas de viscosidad mediante precalentamiento

1.2 Calentamiento de disolventes

• Evitar la condensación o solidificación
• Control uniforme de la temperatura durante los procesos de extracción
• Garantizar la fluidez a bajas temperaturas ambiente

1.3 Calentamiento para reacciones de polimerización

• Generación de la temperatura inicial óptima para las reacciones
• Prevención de reacciones secundarias no deseadas mediante un calentamiento uniforme
• Suministro de calor energéticamente eficiente en la producción de plásticos

2. industria del petróleo y el gas

2.1 Precalentamiento de petróleo pesado y crudo

• Reducción de la viscosidad para mejorar la bombeabilidad
• Evitación de la precipitación de parafinas y ceras a bajas temperaturas
• Preparación para su posterior procesamiento en refinerías

2.2 Precalentamiento del gas en sistemas de alta presión

• Prevención de la condensación durante la expansión del gas (por ejemplo, en estaciones reductoras de presión)
• Prevención de los efectos de la formación de hielo en válvulas y líneas de control
• Calentamiento eficaz antes de los procesos de licuefacción o gasificación del gas

2.3 Calentamiento de aceites lubricantes e hidráulicos

• Garantía de propiedades de flujo óptimas para las máquinas
• Reducción del desgaste de bombas y tuberías
• Uso en sistemas offshore y de tuberías para un funcionamiento seguro

3. centrales eléctricas y generación de energía

3.1 Precalentamiento del agua de alimentación para calderas de vapor

• Aumento de la eficiencia de los procesos de las centrales eléctricas
• Reducción de las tensiones térmicas en los sistemas de calderas
• Optimización de la generación de vapor mediante condiciones más constantes

3.2 Calentadores electrotérmicos para aplicaciones de emergencia

• Suministro de calor en situaciones sin combustibles fósiles
• Uso en regiones donde escasea el agua y no es posible el calentamiento por vapor
• Uso como sistema de reserva para la generación de calor en centrales eléctricas

4. industria alimentaria y de bebidas

4.1 Calentamiento de líquidos en procesos de producción

• Calentamiento de leche, zumos de fruta o alimentos líquidos
• Garantizar procesos higiénicos mediante el control selectivo de la temperatura
• Calentamiento energéticamente eficiente sin uso directo de vapor

4.2 Derretir grasas, aceites y chocolate

• Prevención de la cristalización durante el transporte o el almacenamiento
• Garantía de temperaturas de procesamiento homogéneas
• Utilización en la producción de dulces y en la industria panadera

4.3 Calentamiento del agua de proceso

• Utilización en sistemas CIP (limpieza in situ) para la limpieza higiénica
• Suministro de agua caliente para procesos de pasteurización
• Control de temperatura en cervecerías y lecherías

5. farmacéutica y biotecnología

5.1 Calentamiento de medios de reacción en biorreactores

• Control de la temperatura en cultivos celulares y fermentaciones
• Garantizar condiciones óptimas para los procesos biotecnológicos
• Prevención de la sensibilidad al frío en sustancias biológicas

5.2 Calentamiento de agua con fines de esterilización

• Calentamiento directo de agua ultrapura para la producción farmacéutica
• Suministro de agua caliente para autoclaves y sistemas de limpieza
• Utilización en la producción de vacunas y aplicaciones de laboratorio

6 Industria naval

6.1 Calentamiento de fuel pesado para motores de barcos

• Reducción de la viscosidad para una combustión uniforme
• Prevención de depósitos y desgaste en las boquillas de inyección
• Uso en portacontenedores, cargueros y petroleros

6.2 Sistemas de calentamiento del agua de lastre

• Protección contra la formación de hielo en zonas de clima frío
• Prevención de la contaminación biológica mediante la adaptación de la temperatura
• Mejora de la calidad del agua para el transporte de larga distancia

7 Hidrógeno y tecnología energética alternativa

7.1 Precalentamiento de hidrógeno gaseoso para pilas de combustible

• Aumento de la eficiencia de las pilas de combustible mediante el calentamiento controlado
• Evitar las fluctuaciones de presión causadas por el frío
• Utilización en vehículos, plantas industriales y sistemas de almacenamiento de energía

7.2 Apoyo térmico a los sistemas de conversión de energía en gas

• Calentamiento de metano o gases sintéticos para procesos de conversión
• Utilización en plantas de electrólisis para la producción de hidrógeno
• Mejora de la eficiencia mediante la recuperación de calor

Los intercambiadores de calor eléctricos son indispensables en numerosas industrias que trabajan con la filtración y el precalentamiento de gas natural y otros gases técnicos. Se utilizan con frecuencia en la industria energética y del gas en particular, donde el control de la presión y la temperatura es de vital importancia. El calentamiento del gas antes de su posterior procesamiento protege los sistemas sensibles y optimiza la eficacia de todo el proceso.

Las industrias química y petroquímica también confían en los intercambiadores de calor eléctricos para garantizar la estabilidad y fiabilidad de sus sistemas de alta presión. De este modo se garantiza que los gases se introduzcan en las reacciones y otros procesos en condiciones óptimas sin provocar enfriamientos no deseados ni pérdidas de eficacia.

THIELMANN ENERGIETECHNIK GmbH fabrica intercambiadores de calor eléctricos diseñados para satisfacer los requisitos especiales de estas exigentes industrias. Con su diseño robusto y su control preciso de la temperatura, nuestros intercambiadores de calor eléctricos ofrecen una solución duradera y segura para las empresas que dependen de un precalentamiento de gas fiable.

Los intercambiadores de calor eléctricos se diseñan y fabrican de acuerdo con normativas y certificaciones específicas para cumplir los requisitos de los mercados internacionales. Entre ellas se incluyen ASME (con o sin sello U), EN 13445 para el mercado europeo, SVTI para Suiza, AS1210 para Australia y PD5500. Esta variedad permite utilizar los precalentadores en una amplia gama de regiones e industrias con especificaciones normativas específicas.

Un factor decisivo en la planificación es la aceptación y las pruebas personalizadas por parte de empresas e instituciones de renombre como BASF, OGE, Gascade, Sasol, INGL, ERI, Dolphin, Saudi Aramco, Gasco, MAN, Jenbacher, MAPNA, Siemens, DONG y TEMA. Esto garantiza que los intercambiadores de calor eléctricos puedan soportar las exigentes condiciones de funcionamiento de las respectivas aplicaciones.

Dependiendo de la aplicación, los intercambiadores de calor eléctricos también son adecuados para aplicaciones de gas ácido de acuerdo con NACE para garantizar la resistencia química en entornos corrosivos. También pueden diseñarse para funcionar a bajas temperaturas de hasta -50 °C, de modo que incluso las condiciones de funcionamiento más extremas puedan superarse con fiabilidad.

La especificación técnica también incluye una presión de diseño de hasta 300 bar y una temperatura de diseño de hasta 250 °C, que cubren una amplia gama de aplicaciones industriales. Además, la disposición personalizada de las boquillas permite una integración óptima de los intercambiadores de calor eléctricos en los sistemas de proceso existentes.

La elección de los materiales para los intercambiadores de calor eléctricos depende de los requisitos específicos de cada aplicación y de las condiciones de funcionamiento. Una amplia variedad de materiales permite una adaptación óptima a la presión, la temperatura y el medio.

Los intercambiadores de calor eléctricos pueden ser de acero al carbono, acero inoxidable o una combinación de ambos materiales. El acero al carbono se caracteriza por su gran resistencia mecánica y su economía, y es preferible en aplicaciones con temperaturas moderadas y medios no corrosivos. El acero inoxidable , por su parte, ofrece una excelente resistencia a la corrosión y a las influencias químicas y es especialmente adecuado para medios agresivos o entornos con elevados requisitos de pureza.

Mediante la combinación específica de ambos materiales, las ventajas del acero al carbono y el acero inoxidable pueden unirse en un solo sistema de precalentador para lograr un equilibrio óptimo entre estabilidad mecánica, protección contra la corrosión y costes. Los materiales se seleccionan siempre en estrecha coordinación con los requisitos de funcionamiento y las normas aplicables para garantizar la máxima eficacia y durabilidad.