Un intercambiador de calor de placas y aletas es un tipo de diseño de intercambiador de calor que utiliza placas y cámaras con aletas para transferir calor entre fluidos, más comúnmente gases. A menudo se clasifica como un intercambiador de calor compacto para enfatizar su relación superficie-volumen de transferencia de calor relativamente alta. El intercambiador de calor de placas y aletas se usa ampliamente en muchas industrias, incluida la industria aeroespacial por su tamaño compacto y propiedades livianas, así como en criogenia, donde se utiliza su capacidad para facilitar la transferencia de calor con pequeñas diferencias de temperatura.[1]
Los intercambiadores de calor de placas y aletas de aleación de aluminio, a menudo denominados intercambiadores de calor de aluminio soldado, se han utilizado en la industria aeronáutica durante más de 75 años y se han adoptado en la industria de separación criogénica de aire en la época de la Segunda Guerra Mundial y poco después en procesos criogénicos en plantas químicas como el procesamiento de gas natural. También se utilizan en locomotoras de ferrocarril y automóviles. Las aletas de placas de acero inoxidable se han utilizado en aviones durante más de 35 años y ahora se están consolidando en plantas químicas.[2]
Concebido originalmente por un mecánico italiano, Paolo Fruncillo. Un intercambiador de calor de placas y aletas está hecho de capas de láminas corrugadas separadas por placas metálicas planas, generalmente de aluminio, para crear una serie de cámaras con aletas. Corrientes de fluido frío y caliente separadas fluyen a través de capas alternas del intercambiador de calor y están encerradas en los bordes por barras laterales. Componentes principales de un intercambiador de calor de placas y aletas El calor se transfiere desde una corriente a través de la interfaz de aletas a la placa separadora y a través del siguiente conjunto de aletas al fluido adyacente. Las aletas también sirven para aumentar la integridad estructural del intercambiador de calor y le permiten soportar altas presiones al mismo tiempo que proporcionan una superficie ampliada para la transferencia de calor.
Existe un alto grado de flexibilidad en el diseño de intercambiadores de calor de placas y aletas, ya que pueden funcionar con cualquier combinación de gas, líquido y fluidos bifásicos.[3] También se admite la transferencia de calor entre múltiples flujos de proceso,[4] con una variedad de alturas y tipos de aletas como diferentes puntos de entrada y salida disponibles para cada flujo.
Los cuatro tipos principales de aletas son: lisas, que se refieren a diseños triangulares o rectangulares simples con aletas rectas; espina de pescado, donde las aletas se colocan de lado para proporcionar un camino en zigzag; y dentados y perforados que se refieren a cortes y perforaciones en las aletas para aumentar la distribución del flujo y mejorar la transferencia de calor. Diferentes estructuras de aletas para intercambiadores de calor de placas y aletas Una desventaja de los intercambiadores de calor de placas y aletas es que son propensos a ensuciarse debido a sus pequeños canales de flujo. Tampoco se pueden limpiar mecánicamente y requieren otros procedimientos de limpieza y filtración adecuada para funcionar con corrientes potencialmente contaminantes.
