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Título : Diseño de un intercambiador de calor para el precalentamiento de agua desmineralizada
Autor : Guerrero Menoscal, Kaysi Julyana
Guerrero Samaniego, Alba Denisse
Arizaga Rivera, Marcelo Jonathan, Director
Palabras clave : Recuperación térmica
Vinaza
Eficiencia energética
Sostenibilidad industrial
Fecha de publicación : 2025
Editorial : ESPOL.FCNM
Citación : Guerrero Menoscal K.J; Guerrero Samaniego A.D. (2025) Diseño de un intercambiador de calor para el precalentamiento de agua desmineralizada [Proyecto Integrador] Escuela Superior Politécnica del Litoral
Resumen : CONDITION FOR PUBLICATION OF PROJECT. The Ecuadorian industry presents significant inefficiencies in waste heat utilization, particularly in evaporation processes that generate secondary steam traditionally released to the environment. This project evaluates the technical and energetic feasibility of implementing a plate heat exchanger to preheat demineralized water through waste heat recovery from vinasse evaporation processes, contributing to energy consumption reduction and aligning with Sustainable Development Goals. A corrugated plate heat exchanger in AISI 316L stainless steel was designed, configured to operate in countercurrent flow with 33 plates. Energy balances, thermal analysis using LMTD method, hydrodynamic characterization, and economic evaluation considering available commercial equipment were performed. The methodology included iterative calculations to validate heat transfer coefficients and geometric dimensioning. Results demonstrated that the system achieves heating of demineralized water from 32°C to 50.10°C, recovering 572,731 W of residual thermal energy. A 28.7% reduction in energy consumption was obtained, equivalent to USD 133,652 savings per operational period, with an investment payback period of 2 months. The designed heat exchanger represents a technically viable and economically profitable solution to optimize industrial energy efficiency, contributing significantly to the environmental sustainability of the process. Keywords: thermal recovery, energy efficiency, vinasse, industrial sustainability
Descripción : CONDICIONAMIENTO DE PUBLICACION DE PROYECTO. La industria ecuatoriana presenta ineficiencias significativas en el aprovechamiento de calor residual, particularmente en procesos de evaporación que generan vapor secundario tradicionalmente liberado al ambiente. Este proyecto evalúa la viabilidad técnica y energética de implementar un intercambiador de calor de placas para precalentar agua desmineralizada mediante el aprovechamiento del calor residual del proceso de evaporación de vinaza, contribuyendo a la reducción del consumo energético y alineándose con los Objetivos de Desarrollo Sostenible. Se diseñó un intercambiador de calor de placas corrugadas en acero inoxidable AISI 316L, configurado para operar en contracorriente con placas. Se realizaron balances de energía, análisis térmico mediante el método DTML, caracterización hidrodinámica y evaluación económica considerando equipos comerciales disponibles. La metodología incluyó cálculos iterativos para validar coeficientes de transferencia térmica y dimensionamiento geométrico. Los resultados demostraron que el sistema logra elevar la temperatura del agua desmineralizada desde 32°C hasta 50.10°C, recuperando 572,731 W de energía térmica residual. Se obtuvo una reducción del 28.7% en el consumo energético, equivalente a un ahorro de USD 133,652 USD/ año por período operativo, con período de retorno de inversión de 2 meses. El intercambiador diseñado representa una solución técnicamente viable y económicamente rentable para optimizar la eficiencia energética industrial, contribuyendo significativamente a la sostenibilidad ambiental del proceso.
URI : http://www.dspace.espol.edu.ec/handle/123456789/67902
metadata.dc.identifier.codigoproyectointegrador: INGE-2888
Aparece en las colecciones: Tesis de Ingeniería Química

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