Cuando las plantas requieren una temperatura de, por ejemplo, 60 °C o 90 °C para una aplicación de calentamiento indirecto, a menudo eligen calentar con agua caliente recirculada. Sin embargo, calentar en estos intervalos de temperatura también es posible con vapor. Como se mencionó en Fundamentos del vapor al vacío, si la presión del vapor saturado se reduce por debajo de la presión atmosférica, su temperatura puede reducirse a, por ejemplo, 60 °C o 90 °C.

Los sistemas de calentamiento por vapor al vacío son sistemas que utilizan vapor saturado por debajo de la presión atmosférica como medio de calentamiento. Comparados con otras tecnologías de calentamiento, los sistemas por vapor al vacío tienen las siguientes ventajas.

• Calentamiento uniforme
• Calentamiento más rápido en comparación con el agua caliente
• Diferencia de temperatura potencialmente menor entre el producto y el medio de calentamiento, lo que reduce daños al producto.
• Pequeño espacio de utilización para el equipo

Todas las ventajas antes mencionadas asumen que el vapor al vacío está saturado. Dado que es vapor saturado, la temperatura del espacio ocupado con vapor es uniforme, y el calor se trasfiere rápidamente mediante el calor latente del vapor al producto.

El calentamiento por agua caliente, por otro lado, transfiere calor al producto mediante el calor sensible, y al hacerlo, la temperatura misma del agua disminuirá. Esto se puede observar midiendo la temperatura en la entrada y salida del agua caliente. Para minimizar esta diferencia de temperatura y suministrar la cantidad necesaria de calor con rapidez, es necesario suministrar una cantidad enorme de agua caliente.

Este apartado es un fragmento del artículo completo: Coeficiente total de transmisión térmica. Véase el artículo para una explicación más detallada.

El coeficiente total de transmisión térmica, o valor U, se refiere a cuán bien se conduce el calor a través de una serie de medios resistentes. Sus unidades son el W/(m²°C).

El coeficiente total de transferencia de calor está influenciado por el espesor y la conductividad térmica de los materiales a través de los cuales se transfiere el calor. Cuanto más grande el coeficiente, más fácil se transfiere el calor desde su fuente hacia el producto que está siendo calentado. En un intercambiador de calor, la relación entre el coeficiente total de transferencia de calor (U) y la tasa de transferencia de calor (Q) puede ser demostrada mediante la siguiente ecuación:

donde,

• Q = tasa de transferencia de calor, W = J/s [btu/hr]
• A = área de la superficie de transferencia de calor, m² [ft²]
• U = coeficiente total de transferencia de calor, W/(m²°C) [Btu/(hr-ft²°F)]
• ΔT_LM = diferencia de temperatura media logarítmica, °C [°F]

A partir de esta ecuación, puede observarse que el valor de U es directamente proporcional a Q, la tasa de transferencia de calor. Suponiendo que la superficie de transferencia de calor y la diferencia de temperatura permanecen sin modificación, cuanto más grande el valor de U, más grande es la tasa de transferencia de calor. En otras palabras, esto significa que para un determinado intercambiador de calor y producto, un valor U más alto puede acortar los tiempos por lote y aumentar la producción/ingresos.

Para obtener más información sobre el coeficiente total de transmisión térmica y cómo calcular valores U, consulte el artículo completo aquí: Coeficiente total de transmisión térmica

El próximo artículo en nuestra serie sobre control del vapor será distinta al calentamiento y se centrará en aplicaciones de refrigeración para vapor al vacío.