Los intercambiadores de calor marinos no se diferencian de los intercambiadores de calor no marinos, excepto por el simple hecho de que se encuentran a bordo de los barcos. Los intercambiadores de calor se pueden utilizar para una amplia variedad de usos. Como su nombre lo indica, se pueden utilizar tanto para calentar como para enfriar. Los dos tipos principales de intercambiadores de calor marinos que se utilizan a bordo de los buques en la industria marítima son los de placas y los de carcasa y tubos. El mantenimiento de los intercambiadores de calor evita la formación de incrustaciones y la corrosión galvánica causada por metales diferentes.
Aunque hay muchos más tipos de intercambiadores de calor que se utilizan en tierra, los intercambiadores de calor de placas y de carcasa y tubos son los tipos más comunes de intercambiadores de calor que se encuentran a bordo de buques oceánicos.
Los intercambiadores de calor marinos de placas están diseñados con conjuntos de múltiples placas paralelas que se comprimen para formar la unidad de enfriamiento principal. Este tipo ocupa poco espacio en comparación con otros tipos de intercambiadores de calor. Las placas están diseñadas de tal manera que, cuando se colocan una al lado de la otra, crean pasajes para que el fluido fluya entre ellas. Se colocan juntas alrededor del borde de cada placa para evitar que se mezclen los dos fluidos. Debido a las limitaciones de temperatura y presión del caucho utilizado para hacer las juntas, los intercambiadores de calor de placas se utilizan para aplicaciones de baja presión y baja temperatura, por debajo de 290 psig (20 bar) y 300 grados Fahrenheit (150 grados Celsius). [1]
Los intercambiadores de calor de carcasa y tubos constan de un haz de tubos que se coloca dentro de la carcasa más grande. [2] Debido a este diseño, estos intercambiadores requieren el doble de espacio que el intercambiador de calor de placas para realizar el mantenimiento. Dependiendo de la cantidad de enfriamiento necesaria, los intercambiadores de calor de carcasa y tubos se pueden construir en configuración de paso simple o doble. El número de pasos se refiere al número de veces que el fluido en la carcasa pasa por el fluido en los tubos. Esto se logra colocando deflectores en la carcasa que permiten dirigir el fluido.
Los intercambiadores de calor a bordo de los buques se utilizan en muchos sistemas. Entre los sistemas que utilizan intercambiadores de calor se encuentran los de aceite lubricante, agua de camisa, sistemas de vapor y agua de mar principal. Los sistemas suelen estar interconectados por intercambiadores de calor para eliminar el calor generado por el equipo en funcionamiento de la sala de máquinas.
El calor generado por la fricción se elimina del motor a través del aceite del motor . El aceite del motor fluye a través de un intercambiador de calor, donde el calor se transmite a un circuito de refrigeración de la sala de máquinas central, antes de que el calor se filtre al océano.
El calor generado por los cilindros de un motor se transfiere a un sistema de refrigeración por agua de camisa a través de la pared del cilindro. Además de enfriar las paredes del cilindro, el agua de camisa suele utilizarse como aislante entre el colector de escape y la sala del motor. Los sistemas de refrigeración por agua de camisa pueden enfriarse mediante un circuito central de agua de refrigeración o pueden enfriarse directamente con agua de mar.
A diferencia de la mayoría de los sistemas con intercambiadores de calor, el vapor se utiliza para calentar otros sistemas. Esto es más común cuando un barco permanece atracado en el muelle durante un período prolongado. El sistema de vapor se utilizará para evitar la condensación y la oxidación de los componentes vitales de la sala de máquinas. Estos intercambiadores de calor suelen ser intercambiadores de calor tubulares debido a las altas temperaturas y presiones que suelen utilizarse en los sistemas de vapor.
El enfriamiento por agua de mar es a menudo la última etapa del proceso de enfriamiento a bordo de un barco. Estos enfriadores suelen ser los más grandes a bordo de un buque para garantizar la máxima transferencia de calor al agua de mar. El agua de mar se descarga por la borda después de pasar por los enfriadores.
El mantenimiento de los intercambiadores de calor marinos es importante para garantizar que los pequeños conductos de ambos tipos de enfriadores no se ensucien . Según el sistema, pueden producirse diferentes tipos de ensuciamiento. En los sistemas basados en aceite, una cantidad insuficiente de medio de enfriamiento o un flujo ineficiente de aceite a través del calentador pueden provocar que el calentador se ensucie. Los enfriadores de agua de mar a menudo pueden ensuciarse debido a la vida marina presente en el agua o debido a la corrosión galvánica si no se toman las medidas de seguridad adecuadas para evitar que esto ocurra.
El mantenimiento regular de los intercambiadores de calor es importante para mantener la máxima eficiencia del intercambiador de calor. Los ánodos de sacrificio son necesarios en los sistemas de refrigeración para evitar la corrosión galvánica. Los ánodos suelen estar hechos de zinc y se reemplazan cuando alcanzan el cincuenta por ciento de desgaste. Los intercambiadores de calor de carcasa y tubos requieren que los tubos se tapen al detectar una fuga. Esto evita que los dos líquidos se mezclen dentro de los intercambiadores de calor. Para realizar un mantenimiento regular en un intercambiador de calor de placas, se separa la pila de placas y se limpian las placas para mejorar la transferencia de calor. [3]