Un intercambiador de bomba de calor de doble canal es el componente principal de una bomba de calor de doble canal. Los intercambiadores de bomba de calor de doble canal son comunes en calefacción industrial, sistemas comerciales de HVAC y sistemas domésticos de confort térmico. Liatem es un proveedor profesional de servicios de control térmico que atiende las necesidades de estos sistemas con diseños avanzados creados para maximizar los diseños de interfaz de flujo dual, permitiendo una transferencia eficiente de calor entre dos sistemas de fluidos separados. Los intercambiadores de bomba de calor de doble canal representan una mejora frente a los modelos de un solo canal, que únicamente interactúan con una única fuente de calor. Más allá del modelo tradicional de una sola fuente para absorción y liberación de calor, los sistemas de doble canal ofrecen la complejidad necesaria para sistemas de bomba de calor de alta eficiencia. Esto es posible gracias a una estructura de trabajo optimizada que permite la absorción y liberación simultáneas. La anatomía interna del intercambiador define su funcionalidad. Esta comprensión surge del análisis de sus sistemas: estructura central, ciclo dual, transferencia de calor con ajuste, sistema central y regulación.
La bomba de calor de doble canal de Liatem emplea un intercambiador de calor que utiliza una unidad dividida internamente por longitud para la separación del refrigerante y el fluido objetivo, un refrigerante para el compresor de la bomba de calor y un fluido objetivo (como agua o aire). En un canal, el del refrigerante, el refrigerante de baja temperatura y baja presión se evapora para absorber el calor disponible; en el otro, el del fluido objetivo, el fluido que necesita ser calentado o enfriado fluye para intercambiar calor con el refrigerante. Por ejemplo, en un sistema de bomba de calor residencial, el canal del refrigerante transporta y circula el refrigerante, mientras que el canal del fluido objetivo transporta agua para usos domésticos. La partición entre los dos canales está construida con un material altamente conductor térmicamente (por ejemplo, una aleación de cobre y aluminio) para garantizar el intercambio de calor entre los fluidos y evitar fugas. El diseño independiente de doble canal cumple el propósito específico del intercambiador de bomba de calor de doble canal: ser capaz de realizar simultáneamente dos funciones de transferencia de calor.
**Intercambiadores de calor de flujo cruzado mejorados** Las bombas de calor que finalmente lograron una aproximación cercana entre la entrada y salida del agua y el refrigerante tienen, de manera recíproca, una sección aguas abajo por donde circula el agua. El intercambiador de calor también proporciona una transferencia eficiente del agua al refrigerante para compartir el calor con este último. En todos los demás intercambiadores de calor de flujo cruzado, el calor es recibido y transmitido a más de una superficie de transferencia de calor.
**Resumen** La mejora de la bomba de calor de doble canal utiliza intercambiadores de calor de flujo cruzado para lograr canales duales. El canal superior recibe agua de una bomba optimizada, luego el agua se divide en dos ramas. En el otro canal, un único refrigerante atraviesa dos flujos cruzados, disponibles para un flujo contracruzado en un canal dual.
En el intercambiador de bomba de calor de doble canal de liatem, el canal del refrigerante tiene el refrigerante fluyendo desde la parte inferior del canal hacia la superior, un recorrido ascendente a lo largo del cual el refrigerante, al elevarse, se evapora y, en consecuencia, absorbe calor; y en el canal del fluido objetivo, el fluido objetivo fluye desde la parte superior hacia la inferior, liberando energía en forma de calor, si está enfriando, o, si está calentando, absorbiendo energía en forma de calor. El flujo opuesto crea un 'cortocircuito térmico' a lo largo de la longitud de los canales duales, ya que ambos fluidos fluyen en direcciones opuestas a lo largo del canal y en el canal del fluido objetivo. Por ejemplo, en el modo de calefacción de una bomba, en la parte inferior del canal del refrigerante, el 'refrigerante de baja temperatura' a 5°C absorbe calor del fluido objetivo que se encuentra en una zona descendente de 20°C y fluye hacia abajo. En esta región ascendente y de evaporación, el refrigerante, el fluido objetivo y las temperaturas de 15°C, 10°C, respectivamente, mantienen una diferencia de temperatura de 5°C, lo que aumenta la transferencia de calor, siendo estable dentro del rango de cada fluido. El intercambiador de bomba de calor de doble canal es mucho más eficaz en flujo contracorriente, en el que los fluidos fluyen en direcciones opuestas, en lugar de fluir en la misma dirección. El flujo contracorriente incrementa la eficiencia de transferencia de calor del intercambiador de bomba de calor de doble canal en un 30-40 %, favoreciendo el rendimiento rápido del sistema de bomba de calor.
Los modos de calefacción y refrigeración de un intercambiador de calor de bomba de calor dual se controlan mediante el cambio de fase que ocurre en el refrigerante en ambos canales duales.
Como refrigerante, la entidad, en modo de calefacción, en baja presión y fase líquida, entra en el canal de refrigerante del intercambiador de bomba de calor de doble canal y, en el otro canal, absorbe calor del fluido objetivo, por ejemplo aire exterior o agua subterránea, se evapora hasta convertirse en gas de baja presión y pasa al compresor, donde se transforma en gas de alta temperatura para calefacción. Supongamos que un refrigerante es un gas de alta temperatura y alta presión tras salir del compresor. En ese caso, se dirige directamente al canal del refrigerante, cede calor a un fluido objetivo, por ejemplo agua de enfriamiento, y luego se condensa en líquido de alta presión, que a continuación pasa a la válvula de expansión para convertirse en líquido de baja temperatura destinado al enfriamiento. El intercambiador de bomba de calor de doble canal de liatem mejora la geometría de las aletas internas del canal del intercambiador de calor para maximizar la superficie, lo que acelera el proceso de cambio de fase con más refrigerante en los sistemas industriales de enfriamiento por condensación, que, en estas condiciones, puede mover 50 kg de refrigerante condensado por hora mientras transfiere 120 kW de calor al agua de enfriamiento. En este caso, reduce eficientemente la temperatura del equipo industrial.
La bomba de calor de doble canal Liatems está equipada con válvulas de control inteligentes en ambos canales. Estas válvulas controlan los caudales del refrigerante y del fluido objetivo según los requisitos de temperatura en tiempo real. Por ejemplo, cuando la demanda de calor aumenta (por ejemplo, una fábrica necesita agua caliente para mantener el proceso de producción), el sistema de control puede incrementar el caudal de refrigerante en el canal del refrigerante y el caudal del fluido objetivo, aumentando así la tasa de transferencia de calor. Por el contrario, cuando la demanda disminuye, los caudales se reducen para ahorrar energía. Por ejemplo, en un sistema de climatización HVAC de un edificio comercial, si se alcanza la temperatura interior programada y esta se reduce, el intercambiador de calor de doble canal puede reducir la posición de la válvula de control al 50 %, eliminando el desperdicio de energía mientras mantiene la temperatura deseada. Esta forma de ajuste adaptativo mejora el consumo energético del sistema y prolonga la vida útil del sistema de control de la bomba, ya que evita operaciones excesivas.
Conclusión
Un intercambiador de bomba de calor de doble canal funciona mediante canales de flujo independientes para la gestión separada de fluidos, utilizando un flujo en contracorriente para aumentar la eficiencia de la transferencia de calor, bidireccional a través del cambio de fase del refrigerante y dinámicamente mediante el ajuste del caudal basado en control adaptativo.
El intercambiador de bomba de calor de doble canal Liatem mejora cada componente de su lógica de funcionamiento para mantener una alta eficiencia, estabilidad y versatilidad. Al trabajar en ahorro energético y gestión eficiente de la temperatura, aplicar el intercambiador de bomba de calor de doble canal Liatem en calefacción o refrigeración industrial, refrigeración comercial o sistemas de control de temperatura residencial solo es razonable cuando se comprenden las particularidades de los sistemas.
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