Un módulo intercambiador de calor (2, 102, 202, 2A, 2B) que tiene paredes y que comprende un primer canal de circulación posicionado en contacto térmico con un segundo canal de circulación para intercambio de calor entre un primer fluido que circula en el primer canal de circulación y un segundo fluido que circula en el segundo canal de circulación,

caracterizado porque el primer canal de circulación comprende primeras secciones (6A, ..., 6T) conectadas por primeros conectores (10A, ..., 10S) y el segundo canal de circulación comprende segundas secciones (14A, ..., 14T) conectadas por segundos conectores (18A, ..., 18S), donde una primera sección del primer canal de circulación se apoya a tope en al menos tres segundas secciones del segundo canal de circulación.

Módulo intercambiador de calor y sistema intercambiador de calor

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a un módulo intercambiador de calor y a un sistema intercambiador de calor para la transferencia de calor entre diferentes medios, en particular un módulo intercambiador de calor para pre-calentar materiales que deben emplearse en un proceso para producción de biogas, tal como estiércol líquido, agua de procesos industriales, lodo y/o cieno. El módulo intercambiador de calor tiene paredes y comprende un primer canal de circulación posicionado en contacto térmico con un segundo canal de circulación para intercambio de calor entre un primer fluido que circula en el primer canal de circulación y un segundo fluido que circula en el segundo canal de circulación.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

En muchos sistemas de biogas, el material biológico que entra en el sistema tiene una temperatura baja y requiere calentamiento antes de entrar en los tanques de proceso que funcionan a diferentes temperaturas. Por una parte, el material que sale de los tanques de proceso puede tener una temperatura alta y requiere una bajada de la temperatura.

Se conocen intercambiadores de calor que emplean un medio de transporte de calor, tal como agua, para la transferencia de calor entre dos depósitos haciendo circular el medio de transporte de calor en un circuito cerrado sumergido en los dos depósitos. Tales intercambiadores de calor tienen normalmente una eficiencia baja.

Los intercambiadores de calor a contra-corriente para estiércol líquido están construidos con frecuencia como tubo en tubo y requieren limpieza frecuente. La limpieza de estos intercambiadores de calor es normalmente muy difícil debido a la construcción e implica un desgaste grande del material del intercambiador de calor cuando se utiliza ácido.

El documento DE-C-413 505 describe un aparato intercambiador de calor que comprende tubos apilados, donde cada tubo forma un canal de circulación separado.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN

De acuerdo con ello, un objeto de la presente invención es proporcionar un intercambiador de calor que tiene una alta eficiencia y que es fácil de mantener.

Otro objeto de la presente invención es proporcionar un intercambiador de calor que se puede ajustar fácilmente para manipular diferentes parámetros operativos.

Entre los objetos de la invención está proporcionar un intercambiador de calor capaz de funcionar a altas presiones.

De acuerdo con ello, se proporciona un módulo intercambiador de calor, en el que el módulo intercambiador de calor tiene paredes y comprende un primer canal de circulación posicionado en contacto térmico con un segundo canal de circulación para intercambio de calor entre un primer fluido que circula en el primer canal de circulación y un segundo fluido que circula en el segundo canal de circulación. El primer canal de circulación comprende primeras secciones conectadas por primeros conectores y el segundo canal de circulación comprende segundas secciones conectadas por segundos conectores, donde una primera sección del primer canal de circulación se apoya a tope en al menos tres segundas secciones del segundo canal de circulación.

Además, se proporciona un sistema intercambiador de calor, que comprende uno o más módulos intercambiadores de calor, como se describe aquí. Con preferencia, el sistema intercambiador de calor comprende un primer módulo intercambiador de calor y un segundo módulo intercambiador de calor que están interconectados para formar un primer canal de circulación y un segundo canal de circulación.

Con preferencia, el primer canal de circulación y el segundo canal de circulación tienen una sección transversal sustancialmente uniforme a través del módulo intercambiador de calor.

En una forma de realización preferida del módulo intercambiador de calor, una segunda sección del segundo canal de circulación se une a tope en al menos tres primeras secciones del primer canal de circulación.

Con preferencia, las paredes en el módulo intercambiador de calor forman una pluralidad de cavidades para formar al menos dos canales de circulación. Por ejemplo, las primeras cavidades pueden estar conectadas a través de primeros conectores que forman un primer canal de circulación y segundas cavidades pueden estar conectadas a través de segundos conectores que forman un segundo canal de circulación. Una cavidad puede formar una sección del primer canal de circulación o del segundo canal de circulación.

Con preferencia, el primer canal de circulación y el segundo canal de circulación tienen paredes comunes para mejorar el intercambio de calor entre fluidos en los canales respectivos. Por ejemplo, una primera sección del primer canal de circulación puede tener una pared común con al menos tres segundas secciones diferentes del segundo canal de circulación.

Con preferencia, el módulo intercambiador de calor tiene un cuerpo con paredes que incluyen una primera pared exterior, una segunda pared exterior, una tercera pared exterior, una cuarta pared exterior, una primera pared extrema, y una segunda pared extrema. Además, el módulo intercambiador de calor puede comprender paredes interiores que forman una pluralidad de cavidades o secciones de canales de circulación en el cuerpo del módulo intercambiador de calor. Con preferencia, una pared interior forma una pared común entre una primera sección y una segunda sección de los canales de circulación respectivos.

El módulo intercambiador de calor puede tener un primer orificio y un segundo orificio. El primer orificio puede formar una entrada y/o una salida en un extremo del primer canal de circulación, y el segundo orificio puede formar una entrada y/o una salida en otro extremo del primer canal de circulación.

Además, el módulo intercambiador de calor puede comprender un tercer orificio y un cuarto orificio. El tercer orificio puede formar una entrada y/o una salida para el segundo canal de circulación, y el cuarto orificio puede formar una entrada y/o una salida para el segundo canal de circulación.

Los orificios pueden tener conectores de módulos, por ejemplo adaptadores, para acoplar el módulo intercambiador de calor a otros módulos intercambiadores de calor y/o a unidades externas, tal como un sistema de limpieza o contenedores que contienen primero y segundo fluidos. Con preferencia, los conectores de módulos cuando interacoplan módulos intercambiadores de calor tienen una sección transversal que corresponde a la sección trasversal de las secciones de los canales de circulación, que comunican o conectan.

Con preferencia, las primeras secciones del primer canal de circulación son tubulares y las segundas secciones del segundo canal de circulación son tubulares. Con preferencia, las primeras secciones y las segundas secciones se extienden a lo largo de un primer eje recto que tiene una longitud desde aproximadamente 0, 5 metros hasta aproximadamente 10 metros. En una forma de realización preferida de la presente invención, las secciones tienen una longitud de aproximadamente 3 metros.

En una forma de realización de la presente invención, las paredes del módulo intercambiador de calor forman un primer canal de circulación con una sección transversal poligonal. En una forma de realización preferida de la presente invención, las paredes del módulo intercambiador de calor forman un primer canal de circulación con primeras secciones que tienen una sección transversal de cuatro lados.

En una forma de realización de la presente invención, las paredes del módulo intercambiador de calor forman un segundo canal de circulación con una sección transversal poligonal. En una forma de realización preferida de la presente invención, las paredes del módulo intercambiador de calor forman un segundo canal de circulación con segundas secciones que tienen una sección transversal de cuatro lados.

Las secciones de los canales de circulación respectivos pueden tener una sección transversal sustancialmente poligonal con longitudes laterales desde aproximadamente 10 mm hasta aproximadamente 200 mm, tal como desde aproximadamente 30 mm hasta aproximadamente 100 mm, por ejemplo aproximadamente 50 mm. Con preferencia, las secciones tienen una sección transversal de cuatro lados, por ejemplo una sección transversal rectangular y/o una sección transversal cuadrada, con longitudes laterales desde aproximadamente... [Seguir leyendo]

1. Un módulo intercambiador de calor (2, 102, 202, 2A, 2B) que tiene paredes y que comprende un primer canal de circulación posicionado en contacto térmico con un segundo canal de circulación para intercambio de calor entre un primer fluido que circula en el primer canal de circulación y un segundo fluido que circula en el segundo canal de circulación, caracterizado porque el primer canal de circulación comprende primeras secciones (6A, …, 6T) conectadas por primeros conectores (10A, …, 10S) y el segundo canal de circulación comprende segundas secciones (14A, …, 14T) conectadas por segundos conectores (18A, …, 18S) , donde una primera sección del primer canal de circulación se apoya a tope en al menos tres segundas secciones del segundo canal de circulación.

2. Un módulo intercambiador de calor de acuerdo con la reivindicación 1, en el que las primeras secciones del primer canal de circulación y las segundas secciones del segundo canal de circulación son tubulares.

3. Un módulo intercambiador de calor de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2, en el que las primeras secciones del primer canal de circulación y las segundas secciones del segundo canal de circulación tienen cuatro paredes.

4. Un módulo intercambiador de calor de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2, que comprende uno o más agujeros de limpieza.

5. Un módulo intercambiador de calor de acuerdo con la reivindicación 4, que comprende, además, uno o más miembros de tapón (34) para sellar uno o más agujeros de limpieza.

6. Un módulo intercambiador de calor de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que las primeras secciones y las segundas secciones tienen una sección transversal rectangular.

7. Un módulo intercambiador de calor de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el módulo intercambiador de calor comprende un primer orificio (4) y un segundo orificio (8) , formando cada orificio una entrada / salida para el primer canal de circulación.

8. Un módulo intercambiador de calor de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el módulo intercambiador de calor comprende un tercer orificio (12) y un cuarto orificio (16) , formando cada orificio una entrada / salida para el segundo canal de circulación.

9. Un módulo intercambiador de calor de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el módulo intercambiador de calor está fabricado de acero inoxidable.

10. Un módulo intercambiador de calor de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el módulo intercambiador de calor está fabricado de acero resistente al ácido.

11. Un módulo intercambiador de calor de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el primer canal de circulación incluye al menos tres primeras secciones y el segundo canal de circulación incluye al menos tres segundas secciones dispuestas de forma alterna en una primera columna que comprende dos primeras secciones y una segunda sección dispuesta entre las primeras secciones, y una segunda columna que comprende una primera sección dispuesta entre dos segundas secciones, de tal manera que la segunda sección en la primera columna se apoya a tope en las dos primeras secciones en la primera columna y en la primera sección en la segunda columna.

12. Un sistema intercambiador de calor que comprende uno o más módulos intercambiadores de calor de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores.

13. Un sistema intercambiador de calor de acuerdo con la reivindicación 12, en el que el sistema intercambiador de calor comprende un primer módulo intercambiador de calor y un segundo módulo intercambiador de calor que están interconectados por uno o más conectores de módulos, al como adaptadores.