Programa para optimización del diseño de recuperadores de energía de gases de escape desde hornos

Abstract

Generalmente los gases producto de combustión de los hornos salen a altas temperaturas desde la cámara de combustión, llevando aún una cantidad de energía térmica disponible. Las empresas pueden aprovechar este potencial energético para satisfacer sus requerimientos de aire caliente sin necesidad de adquirir equipos adicionales, específicamente para casos cuya ubicación sea alejada de la fuente.

Para la utilización de esta energía térmica se desarrolló un software que permite modelar un sistema termo-hidráulico gases-líquido-aire, el cual consiste en un intercambiador de calor gases-líquido para transferir la energía de los gases a un fluido intermedio, el mismo que es transportado a un segundo intercambiador de calor líquido-aire, que está ubicado en la aplicación alejada de la fuente, obteniéndose así el requerimiento de aire caliente.

Para facilitar el proceso de diseño del sistema termo-hidráulico y a su vez realizar la optimización del mismo, se desarrolló un programa de cálculo para diseñar recuperadores de energía de gases de escape desde hornos para calentar aire en ubicaciones alejadas de la fuente, y optimizar el costo de la implementación del sistema.

Para obtener una reducción de la variable costo, es necesario realizar un análisis termo-hidráulico específico para cada caso, mediante la aplicación de un software, el fue desarrollado para diseñar los intercambiadores de calor utilizando el método de las Diferencias de Temperaturas media logarítmica (ΔTLM), luego procede a seleccionar y mostrar como resultado el recuperador de energía más viable y rentable.

El modelo se desarrolló en Visual Basic, este software permite el ingreso de datos proporcionados por los clientes, como la temperatura de salida de los gases de combustión del horno, la temperatura del aire debida para el proceso al cual vaya ser aplicado, la distancia a la cual se requiere el aire. El modelo muestra como resultado las características de cada uno de los intercambiadores de calor y las condiciones de operación del sistema, tipo de intercambiador de calor, longitud de los tubos, número de tubos, temperatura de ingreso y salida del fluido intermedio, flujo másico del fluido intermedio, potencia de la bomba, potencia del ventilador, costo estimado de la implementación del sistema y mejoras que deben ser implementadas para que las condiciones del sistema se cumplan.