Los intercambiadores de calor de Microcanal (MCHE) han hecho su paso a la industria de HVAC. Rediseñados para satisfacer las necesidades de los sistemas HVAC, estos intercambiadores de calor mejoran la eficiencia y el ahorro de costos para propietarios, gerentes y ocupantes.

Introducción de MCHEs

Los MCHEs son una variación de intercambiadores de calor de aletas y tubos. Al menos un fluido, generalmente refrigerante o agua, fluye a través de tubos o canales cerrados, mientras que el aire fluye corriente cruzada a través de las aletas conectadas. El diámetro hidráulico de los canales es inferior a 1 mm.

Las industrias de transporte y procesamiento químico han utilizado MCH durante décadas. El impulso para mejorar la eficiencia llevó a su introducción en los sistemas HVAC. Sin embargo, el uso en HVAC ha requerido varios cambios de diseño que se han desarrollado recientemente.

Los fabricantes actuales se centran en todos los materiales de aluminio y la construcción de soldadura fuerte. El uso de un solo material para la construcción produce una tasa constante de transferencia de calor. Las altas temperaturas utilizadas en la soldadura fuerte producen una aleación metalúrgica fuerte en las uniones. Estos métodos reducen la resistencia a la transferencia de calor.

Otros cambios de diseño se centran en formas de limitar la condensación, la corrosión y mejorar el flujo de fluido. El tamaño de los cabezales y el número y la orientación de los microcanales varían según la ubicación del intercambiador de calor en el sistema HVAC y los fluidos que transportan el calor. Algunos están diseñados específicamente para manejar los cambios de fase requeridos en condensadores y evaporadores.

Beneficios de los microcanales

El pequeño diámetro hidráulico de los canales conduce a múltiples beneficios técnicos. El principal beneficio en el uso de MCH en HVAC es la eficiencia. Muchos conductos más pequeños proporcionan más superficie para el contacto entre el refrigerante y la pared que los tubos más grandes en el mismo espacio. El aumento de la superficie mejora la eficiencia de la transferencia de calor, y algunos fabricantes indican una mejora del 20 al 40% con respecto a los intercambiadores de calor de aletas y tubos tradicionales.

La transferencia de calor en los intercambiadores de calor se produce principalmente a lo largo de las paredes a través de la conducción, mientras que el centro del fluido tarda más en liberar su calor a través de la convección. Los tubos más estrechos reducen la mayor parte del líquido que pasa a través de ellos. La convección juega un papel menor en la transferencia del calor. Por lo tanto, no solo hay un mayor porcentaje del refrigerante en contacto con las paredes para transferir calor, sino que el mismo grado de transferencia de calor requiere menos refrigerante.

Los fabricantes estiman que los MCH requieren un 30% menos de refrigerante. Dado que los MCH son mucho más eficientes, pueden ser más pequeños (hasta un 30%) y pesar menos (60% menos) que los intercambiadores de calor comparables. Su tamaño y eficiencia significan que se pueden usar ventiladores más pequeños y un menor uso general de energía del sistema. Un beneficio adicional para los ventiladores más pequeños es menos ruido. Los MCH permiten una mayor flexibilidad en la distribución y el diseño sin preocuparse por las quejas de ruido.

Los MCHE no son perfectos

Dos desventajas son dignas de mención. El condensado puede interferir con la eficiencia al bloquear el flujo de aire a través de las aletas. Otro problema es la distribución del flujo de refrigerante. Las características de diseño para abordar estos problemas incluyen la orientación del canal, el diseño y el espaciado de las aletas, y deflectores o orificios dentro de las cabeceras para controlar el flujo.

Con los beneficios de la eficiencia, el uso de MCH en HVAC aumentará. El costo de las materias primas para la fabricación y el costo de los refrigerantes influirán en el crecimiento del mercado. El cobre, que se utiliza en intercambiadores de calor de aletas y tubos tradicionales, es más caro que el aluminio. Los ahorros adicionales de la reducción de la retención de refrigerantes también animan a las empresas e instalaciones a elegir los MCH en lugar de los intercambiadores de calor tradicionales para sus necesidades de HVAC.

En comparación con otras industrias, el mercado de MCHE en servicios de HVAC es relativamente nuevo. Los gerentes de instalaciones y los propietarios de edificios ahorran significativamente del uso de MCH en sus sistemas HVAC. Los fabricantes han rediseñado estos intercambiadores de calor para maximizar las propiedades de transferencia de calor, reducir los costos de fabricación y uso de las unidades y reducir el espacio necesario para los sistemas HVAC.