APLICACIÓN DEL CALENTADOR DE INMERSIÓN EN CLIMAS MÁS FRÍOS
Last updated on agosto 29th, 2022 at 06:56 pm
Los calentadores de inmersión ofrecen ventajas clave en los climas más fríos. Esto se debe a su alta densidad de potencia, su tamaño compacto y su capacidad para instalarse en la infraestructura existente. Por ello, se encuentran en numerosas aplicaciones donde las condiciones ambientales árticas y subárticas son habituales.
Los calentadores eléctricos de inmersión suelen considerarse un método rápido, económico y eficaz de calefacción industrial. Las aplicaciones comunes incluyen calentar líquidos en tanques,recipientes de presióny tambores. También se utilizan para la aplicación de calor directo o como parte de un bucle de calefacción en caso de que el fluido del proceso sea demasiado corrosivo para el contacto directo con los calentadores de inmersión.
También conocidos como calentadores de bayoneta, su alta densidad de energía hace que el líquido alcance rápidamente la temperatura deseada. Este artículo analiza algunas aplicaciones comunes de los calentadores de inmersión en condiciones ambientales más frías.
Calentadores de inmersión para calentamiento de tanques
El clima más frío plantea el reto de calentar eficazmente el fluido del proceso. Si no se controla, se producen costosas paradas y fallos en los equipos.
Los tipos comunes de calentadores de inmersión utilizados para la calefacción de parques de tanques son calentadores de inmersión con brida. La mayoría de las granjas de tanques de expansión de campo está diseñadas con elcalentador de inmersión de bridas aunque en algunos ejemplos sin presión también son comunes los calentadores de inmersión de tipo tornillo.
Los calentadores de inmersión lateralesson más comunes para las instalaciones de campo donde la infraestructura existente no permite la instalación de bridas ocalentadores de inmersión de tapón de rosca. Esto permite que el líquido alcance temperaturas superiores al punto de congelación en los climas más fríos. Sin embargo, la temperatura del proceso no debe estar determinada únicamente por el punto de congelación del líquido. La cristalización y los cambios de viscosidad comienzan por encima de la temperatura de congelación. Por lo tanto, hay que tener en cuenta estos factores a la hora de fijar la temperatura de funcionamiento.
Aislamiento
Otro aspecto del calentamiento del tanque esel aislamiento de tanque que juega un papel importante en la retención de calor en el tanque. En algunos casos de calentamiento de tanques, también son comunes los calentadores en línea en los que el fluido se extrae del tanque, se calienta en una cámara separada con uno o más de inmersión y se dirige de nuevo al tanque. Estos calefactores en línea pueden montarse sobre un patín para una mayor flexibilidad en la instalación y el desmontaje rápidos.
Al seleccionar el calentador de inmersión para aplicaciones de calentamiento de tanques el material de la vaina, la densidad de vatios (W/cm2), las temperaturas máximas de funcionamiento y el material del tapón se eligen cuidadosamente para garantizar la máxima longevidad y la optimización del costo total de propiedad (TCO).
Para el agua potable, el material de vaina recomendado suele ser el cobre. El material típico de los tapones es el latón a temperaturas máximas de funcionamiento de 100 °C con un pH neutro (pH 6 a 8). Para las soluciones ligeramente ácidas y débilmente ácidas, las temperaturas máximas de funcionamiento son 100 °C y 80 °C respectivamente. Para ambas aplicaciones se recomienda el uso de aleaciones de níquel (Incoloy®) o SS316 o SS304.
Para aplicaciones de petróleo y de productos petroquímicos como fuelóleo 1 y 2, aceite lubricante de queroseno (SAE 10 a 20) y aceite lubricante (SAE 40 a 50), el material recomendado de la cubierta y el tapón es acero, mientras que las temperaturas máximas de funcionamiento son mucho más altas de 95 °C a 120 °C. En la mayoría de los casos, se debe consultar al fabricante de los calentadores de inmersión para la selección del material apropiado.
Calentadores de inmersión para torres de refrigeración
Las torres de refrigeración se utilizan habitualmente en la industria química y petroquímica para la refrigeración a gran escala del agua de refrigeración utilizada en el proceso. A temperaturas bajo cero, es necesario un método para calentar el agua de refrigeración justo por encima del punto de congelación.
El anticongelante no puede utilizarse en la torre de circulación abierta, por lo que los calentadores eléctricos de inmersión se utilizan más comúnmente para calentar el circuito de agua de refrigeración por encima de la temperatura de congelación y, dado que siempre están completamente sumergidos y en aplicación de calentamiento directo, son 100 % eficientes en la transferencia de calor al agua de refrigeración.
Los calentadores eléctricos de inmersión en la cuenca de la torre de refrigeración están pensados para proteger el agua de esta contra la congelación y no ofrecen ninguna protección a las tuberías o al relleno. Para calentar la tubería, se requiere, con frecuencia,rastreo de calor.
Hay que tener en cuenta algunos factores a la hora de seleccionar el material de la vaina del calentador eléctrico de inmersión, ya que las torres de refrigeración están sometidas a periodos prolongados de agua estancada con un tratamiento químico innato que puede actuar como catalizador de la corrosión del material de la vaina. Normalmente, el cobre o el SS304 se utilizan para <50 vatios/pulgada2 (aplicaciones más pequeñas) y el SS304 se utiliza para >50 vatios/pulgada2 o para la aplicación de torres de refrigeración a gran escala. Las grandes torres de enfriamiento multicelda tienen unos calentadores de cartucho con material de vaina calentadores SS304 para una mejor distribución del calor a través del depósito de la torre de enfriamiento.
Controlador
El panel control digital debe mantener la temperatura por encima de la temperatura de congelación. Además, debe tener un corte de nivel bajo en caso de que el nivel del agua de la cuenca disminuya por debajo del calentador de inmersión. Las posiciones de montaje suelen estar determinadas por el diseño de la torre de refrigeración con puertos NPT de 2 o 2-1/2″ ya construidos en la cuenca para la inserción horizontal del calentador de inmersión por encima del nivel de lodo del sumidero. Los calentadores de inmersión con tapón de rosca son los preferidos en la aplicación de torres de refrigeración.
Una regla general es que el nivel del agua debe estar 2 pulg por encima del calentador de inmersión y el calentador de inmersión debe estar a 2 pulg por encima del suelo de la cuenca.
Calentadores de inmersión para motores a diésel
La gelificación y la congelación son problemas habituales en los motores a diésel que funcionan a temperaturas más frías. Una de las formas más eficaces de calentar el motor a diésel es un calentador eléctrico de inmersión. El calentador se alimenta de la CA del bloque del motor a diésel para calentar el fluido.
Hay cuatro tipos comunes de calentadores eléctricos de inmersión que se utilizan en los motores a diésel para calentar el refrigerante de modo que el motor pueda arrancar a temperaturas más frías:
- Calentador de inmersión roscado
- Calentadores de inmersión atornillados
- Calentadores de inmersión de cartucho
- Calentadores de inmersión con tapón de congelación (v-lock)
La mayoría de los calentadores de inmersión utilizados en los vehículos a diésel tienen elementos de cobre para la transferencia de calor. El calentador de inmersión de cartucho no requiere drenar el refrigerante durante la instalación, mientras que otros estilos requieren drenar el refrigerante para la instalación.
Calentadores de tambor
Los bidones para diversos líquidos, especialmente en el almacenamiento de petróleo crudo, necesitan calentarse a temperaturas más frías para mantener la viscosidad de flujo del fluido. Los más utilizados son los calentadores de inmersión laterales con caja de terminales NEMA y termostato o termopar con control de temperatura. En estas configuraciones, el calentador eléctrico de inmersión puede funcionar a una temperatura máxima de 121 °C.