Intercambiadores de Calor Microchannel

La ingeniería térmica trata puntos abstractos: transferencia de calor, termodinámica y escurrimiento de fluidos. Uno de los productos prácticos de la vergencia de estas disciplinas es el intercambiador de calor (TC), cuya función es propiciar un medio para transferir energía térmica entre fluidos escurriendo a temperaturas distintas. El flujo de calor siempre será en la dirección de caliente para frío. En este artículo nos limitaremos a los TC´s en que el fluido “frío” es el aire ambiente impulsado por ventiladores y el fluido enfriado es gas refrigerante (condensadores de chillers) o agua (drycoolers). TC’s convencionales, usados extensivamente en aparatos de aire acondicionado, se producen en la forma de una serpentina de tubos rectos de cobre interconectados y dispuestos en hileras y columnas atravesadas transversalmente por láminas de chapa fina de aluminio, las alas, que se prensan en una superficie. El ala, cuya función es compensar la menor capacidad del aire de transferir calor que el fluido escurriendo dentro de los tubos, es delicada y se puede dañar fácilmente, lo que hace que su limpieza sea una tarea difícil. Además, el contacto entre la pared del tubo y las alas es precario, lo que limita el efecto de mejora del intercambio térmico y puede causar la corrosión galvánica en ambientes con marea o lluvia ácida, reduciendo la vida útil del TC.

Con el aumento del precio del agua y el aumento de la consciencia ambiental, hay una clara tendencia para la utilización de condensadores a aire en chillers y aparatos de aire acondicionado. Uno de los factores limitantes es el espacio que ocupa el condensador, especialmente si el chiller se proyecta para que opere en climas tropicales. Intercambiadores con la tecnología microchannel, que se utilizan ampliamente hace más de 20 años en radiadores y condensadores automotores, se comienzan a usar con ventajas como condensadores. Se fabrican con una resistente liga de aluminio y consisten en: (a) diversas barras chatas con canales con diámetro del orden de 1 mm y dispuestas perpendicularmente al flujo del aire; (b) dos recolectores que interconectan los canales y sirven de conexión para el fluido enfriado; (c) alas en la forma de cintas en zig-zag soldadas entre las barras. Se fabrican en líneas automáticas con un horno de brasado para asegurar el contacto perfecto entre las partes y eliminar la posibilidad de escapes. Las ventajas de los TC’s microchannel son:

• Vida útil superior a 20 años aun en instalaciones a la orilla del mar.

• Menor resistencia al paso del aire, reduciendo el consumo eléctrico de los ventiladores y el nivel de ruido.

• Escurrimiento de baja velocidad en los canales, proporcionando ahorro de energía en el compensador (o en la bomba).

• Gran aumento de eficiencia en el intercambio de calor, resultando en TC’s más compactos y hasta el 70% más livianos.

• Reducción de hasta el 40% de la carga de refrigerante cuando se usan como condensadores.

• El TC es más fino y tiene alas más resistentes, reduciendo la posibilidad de entupimiento y facilitando la limpieza.

Esta innovación ya está presente en chillers especiales y en el DryCooler Modular (vea el artículo de la capa). A partir de 2010, los chillers de Mecalor se suministrarán regularmente con condensadores microchannel, permitiendo su operación continua en ambientes de hasta 42ºC. “El cliente sale ganando, pues recibe un equipo más durable, fácil de limpiar, con un menor consumo de energía y teniendo una menor carga de refrigerante. Todo ello a un precio competitivo y dentro de los altos estándares de calidad que son la marca registrada de Mecalor”, comenta el Ing. Raul Imada, director técnico de Mecalor.

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