Aplicaciones de calefacción en procesos industriales

El calentamiento de procesos industriales se basa en el uso del calor para fabricar o crear algo. Los procesos de fabricación consumen una gran cantidad de energía. En su forma más simple, el calentamiento de procesos industriales consiste en el uso de calor para fabricar o crear algo. El consumo energético del sector manufacturero depende en gran medida de las operaciones de calentamiento de procesos. Definiremos el calentamiento de procesos industriales, las industrias que lo utilizan y sus requisitos.

¿Qué es el calentamiento de procesos industriales?

El proceso mediante el cual la energía eléctrica se convierte en energía térmica, utilizada directamente en la preparación o el tratamiento de materiales para producir, tratar o modificar productos manufacturados, se denomina calentamiento de procesos industriales. Un calentador eléctrico utiliza el principio de calentamiento Joule para convertir la energía eléctrica en calor. La industria emplea una amplia gama de procesos que utilizan diversos tipos de sistemas de calentamiento. Las soluciones de calentamiento de procesos son necesarias en todas las industrias. El calentamiento de procesos se utiliza en una amplia variedad de sectores, como la automoción, la industria de laboratorio y analítica, el procesamiento de alimentos, la industria de defensa, la industria del embalaje, la del plástico, la industria química, la industria del petróleo y el gas, y muchos más.

Marathon Heater diseña y fabrica sistemas de calentamiento de procesos para aplicaciones de calefacción en una amplia gama de industrias que se personalizan según los requisitos de cada uno de nuestros clientes, garantizando también eficiencia, seguridad y confiabilidad.

Tipos de calentamiento de procesos

Según el tipo de energía consumida, el calentamiento de procesos se puede clasificar en cuatro tipos: basado en combustible, basado en vapor, basado en electricidad y sistemas híbridos (una combinación de diferentes tipos de energía). El calentamiento de procesos implica uno de tres métodos para calentar un material mediante la transferencia de calor desde una fuente de calor: conducción, convección o radiación, o una combinación de estos métodos.

• Basado en Steam: Para acelerar la transferencia de calor, los sistemas de calentamiento basados en vapor inyectan vapor en el proceso directamente o indirectamente a través de tubos o tuberías de calor que están en contacto directo con el fluido del proceso.
• Basado en combustible: Estos sistemas producen energía térmica a través de la combustión de combustibles sólidos, líquidos o gaseosos y luego transfieren esa energía a los fluidos para ser procesados mediante calentamiento directo o indirecto.
• Basado en híbrido: Los sistemas de calefacción híbridos generalmente combinan diferentes tipos de energía para lograr una transferencia de calor eficiente. Se opta por su mayor eficiencia y una mejor tasa de producción.
• Basado en electricidad: Los sistemas de calentamiento eléctrico de procesos también utilizan métodos directos e indirectos para la transferencia de calor. Un calentador eléctrico que funciona según el principio de calentamiento Joule convierte la corriente eléctrica en calor. En el método directo, la corriente eléctrica fluye a través de la sustancia, donde se genera calor debido a la resistencia. En cambio, en el método indirecto se utilizan procesos de conducción, convección o radiación para transferir el calor. Los usos más comunes de los sistemas de calentamiento eléctrico incluyen la fusión, el conformado, el secado, el curado y el calentamiento, entre otros. La temperatura de líquidos y gases durante todo el proceso se incrementa mediante calentadores eléctricos de proceso.

Necesidad de calentamiento de procesos en las industrias

Debido a la sobreexplotación de fuentes de energía no renovables, existe una gran escasez de estos recursos, lo que también genera emisiones nocivas de NOx y carbono. Por lo tanto, existe una necesidad imperiosa de descarbonizar los procesos de fabricación industrial mediante sistemas de calefacción electrificados que utilicen electricidad con bajas o nulas emisiones de carbono como alternativa a los combustibles fósiles. El vapor, la electricidad y las energías renovables, como la energía solar y la biomasa, son pocas las fuentes de las que se obtiene energía y se convierte en calor. Tras el proceso, se generan muy pocas cenizas residuales para su eliminación. Los calentadores eléctricos pueden ofrecer soluciones eficaces para aplicaciones de calefacción de baja a media intensidad.

Industrias que utilizan calentamiento de procesos

• Industria del petróleo y el gas:Perforaciones tanto en tierra como en alta mar, calentamiento de pozos, fracturación hidráulica y mantenimiento de la viscosidad de productos petroquímicos.
• Embalaje y plásticosLos calentadores se utilizan en máquinas de formado, llenado y sellado, envasado en porciones, envasado a prueba de manipulaciones, extrusión y ablandamiento de polímeros para remodelarlos.
• Centrales eléctricas: Calentadores de aire de proceso para carcasa de entrada, sobrecalentamiento, reducción de azufre, craqueo y regeneración catalítica, deshidratación de gases, etc.
• Aeroespacial: Los sistemas de calefacción se utilizan para calentar el aire en sistemas de turbinas, baterías, motores, cabinas, etc.
• Alimentos y bebidas: Las aplicaciones incluyen freidoras, hornos, parrillas, freidoras, placas calefactoras y mesas de vapor.
• Campo médico: Calentamiento de mantas, chaquetas, frascos, monitorización de equipos en laboratorios, calentamiento de fluidos así como de sangre, etc.
• Fabricación de automóviles:Los calentadores se utilizan para fabricar piezas de automóviles, como discos de embrague, zapatas de freno, etc.
• Construcción y edificación:Mantenimiento de temperatura de agua caliente; protección contra congelamiento; prevención de escarcha; protección contra congelamiento de tuberías.
• Industria de defensa:Los calentadores se utilizan generalmente en procesos de precalentamiento de combustible, mantenimiento de temperatura en regiones frías y calentamiento de aceite lubricante.
• Industrias del caucho:Los calentadores brindan las soluciones ideales en prensado al vacío, juntas, botas y moldeo por inyección.

Proceso involucrado en el calentamiento

Los calentadores industriales generan calor mediante la conversión de energía procedente de combustibles u otras fuentes. Estos calentadores utilizan uno de los tres métodos básicos de transferencia de calor: conducción, convección o radiación. La conducción o la convección se utilizan comúnmente en procesos de baja temperatura, mientras que la radiación se utiliza en operaciones que implican temperaturas muy altas.

• Conducción: En general, la conducción se refiere al proceso de transferencia de calor o energía entre dos partículas a diferentes temperaturas. La transferencia de calor de una partícula sólida a otra se conoce como conducción. La conducción también se conoce como conducción de calor o conducción térmica.
• Convección: La energía térmica se transfiere a través de un fluido o medio mediante una corriente de convección libre o forzada. Este flujo comienza a una temperatura más alta y termina a una más baja. La convección es el principal modo de transferencia de calor en líquidos y gases.
• Radiación: Es el proceso de transferencia de calor indirecta mediante ondas electromagnéticas, sin contacto físico entre la fuente de calor y la sustancia. Además, la radiación se produce en un medio transparente o en el vacío. La tercera forma principal de flujo de calor es la radiación.

En conclusión, la conducción transfiere calor a través de sólidos, la convección transfiere calor a través de líquidos y gases, y la radiación transporta calor a través del espacio vacío, incluso el vacío.

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