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 barcos. Los intercambiadores de calor se pueden utilizar para una amplia variedad de usos. Como su nombre indica, se pueden utilizar tanto para calentar como para enfriar. Los dos tipos principales de intercambiadores de calor marinos utilizados a bordo de embarcaciones en la industria marítima son los de placas y los de carcasa y tubos. El mantenimiento de los intercambiadores de calor previene la contaminación y la corrosión galvánica de metales diferentes.
Aunque hay muchos más tipos de intercambiadores de calor que se utilizan en tierra, los intercambiadores de calor de placas y carcasa y tubos son el tipo más común de intercambiadores de calor que se encuentran a bordo de los buques de navegación oceánica.
Los intercambiadores de calor marinos de placas están diseñados con conjuntos de múltiples placas paralelas que se comprimen para formar la unidad de refrigeración 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 conductos para que el fluido fluya entre las placas. Se colocan juntas alrededor del borde de cada placa para evitar la mezcla de los dos fluidos. Debido a las limitaciones de temperatura y presión del caucho utilizado para fabricar las juntas, los intercambiadores de calor de tipo placa se utilizan para aplicaciones de baja presión y 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 refrigeración necesaria, los intercambiadores de calor de carcasa y tubos se pueden construir en configuración de paso simple o doble. El número de pases se refiere al número de veces que el fluido de la carcasa pasa por el fluido de 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. Los sistemas que utilizan intercambiadores de calor incluyen aceite lubricante, agua de camisa, sistemas de vapor y agua de mar principal. Los sistemas suelen estar interconectados mediante intercambiadores de calor para eliminar el calor generado por los equipos en funcionamiento de la sala de máquinas.
El calor generado debido a la fricción se elimina del motor en el aceite de motor . El aceite del motor fluye a través de un intercambiador de calor, donde el calor pasa a un circuito de enfriamiento central de la sala del motor, antes de que el calor sea rechazado 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 la camisa a menudo se encuentra como aislante entre el cabezal de escape y la sala del motor. Los sistemas de refrigeración por agua de camisa pueden enfriarse mediante un circuito de agua de refrigeración central 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 en el muelle durante un período prolongado. El sistema de vapor se utilizará para evitar la condensación y la oxidación de componentes vitales de la sala de máquinas. Estos intercambiadores de calor suelen ser intercambiadores de calor de carcasa y tubos debido a las altas temperaturas y presiones que se utilizan a menudo en los sistemas de vapor.
El enfriamiento con agua de mar suele ser la última etapa del enfriamiento a bordo de un barco. Estos refrigeradores suelen ser los más grandes a bordo de un barco para garantizar la máxima transferencia de calor al agua de mar. Luego, el agua de mar se descarga al mar después de pasar por los refrigeradores.
El mantenimiento de los intercambiadores de calor marinos es importante para garantizar que los pequeños conductos de ambos tipos de enfriadores no se contaminen . Dependiendo del sistema pueden producirse diferentes tipos de incrustaciones. En los sistemas a base de aceite, una cantidad insuficiente de medio refrigerante o un flujo ineficiente de aceite a través del calentador pueden provocar que el calentador se ensucie. Los refrigeradores de agua de mar a menudo pueden contaminarse debido a la vida marina presente en el agua o a la corrosión galvánica si no se toman las medidas de seguridad correctas 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]