1. INTRODUCCIÓN

1.1. Tipos de intercambiadores de calor

REGENERADORES

En un regenerador, la transferencia de calor entre dos corrientes es transportada por el paso alternado de fluidos calientes y fríos a través de un lecho de sólidos, el cual tiene una apreciable capacidad de almacenamiento de calor. El fluido caliente proporciona calor a los sólidos que se calientan de forma gradual; pero antes de llegar al equilibrio los flujos son cambiados y entonces el fluido frío remueve el calor del lecho. En un tipo de regenerador se utilizan dos lechos idénticos, como en un sistema absorbedor-desorbedor. Un segundo tipo utiliza un lecho rotatorio con forma de una llanta gruesa, con el fluido frío que circula axialmente a través del sector (generalmente 180º) del lecho, mientras que el fluido caliente circula en una dirección contraria a través del otro sector. En regeneradores rotatorios, el lecho es frecuentemente una matriz de barras, pantallas o láminas corrugadas, hace que tenga una gran área de superficie, pero además, una alta fracción de vacíos y una caída de presión más baja que un lecho de partículas.

Los regeneradores ofrecen la ventaja de una área de superficie grande por unidad de volumen y bajo coste comparado con los intercambiadores de coraza y tubos. Además, son fáciles de limpiar, y la coraza puede ser fácilmente reemplazada. El principal problema con las unidades rotatorias es que un poco de fluido se filtra debajo de las láminas deflectoras que separan los sectores calientes y fríos. Además, casi no existe la mezcla de los corrientes debido a que alguno de los fluidos en los espacios vacíos es transportado a través de las láminas hacia otro sector. Para el aire precalentado con gases de combustión caliente, la ligera fuga de gases de combustión dentro del aire, y al revés, no es un grande problema, y los regeneradores rotatorios son ampliamente utilizados en plantas de energía eléctrica. También son utilizados en incineradoras, altos hornos y motores de turbina de gas. En general, los regeneradores son ideales para líquidos, debido a que la capacidad térmica del líquido en los poros podría ser comparable con la de la matriz sólida.

La efectividad de un regenerador depende del número de unidades de transferencia de calor y del ciclo de tiempo. Para capacidades de flujos iguales y resistencias despreciables en el sólido, los coeficientes de película se combinan para obtener un coeficiente global efectivo U.

El número de unidades de transferencia se basa en el área de la superficie total de los dos lechos o de la rueda rotatoria.



Donde :



A continuación se puede ver el funcionamiento de un regenerador: