El fluido térmico HTF

El fluido térmico caloportador (HTF, Heat transfer fluid) utilizado en las centrales termosolares CCP es una mezcla de dos hidrocarburos aromáticos derivados del benceno: difenilo y éter difenílico. ES conveniente conocer sus principales propiedades y la razón por la que resulta un fluido apropiado para transportar calor en el campo solar.

Este artículo es un extracto del capítulo 12 del manual del CURSO TÉCNICO GENERAL DE CENTRALES TERMOSOLARES, que se realiza en la modalidad ON LINE. Infórmate llamando al 687 80 53 80 o enviando un email a Esta dirección de correo electrónico está siendo protegida contra los robots de spam. Necesita tener JavaScript habilitado para poder verlo. .

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Las principales propiedades del fluido térmico a tener en cuenta son las siguientes:

Temperatura máxima de utilización. La temperatura a la que las reacciones del degradación del hidrocarburo por cracking térmico son muy rápidas es de 430 ºC. Por encima de esa temperatura, las moléculas se rompen formando radicales libres que catalizan a su vez la reacción de cracking, aumentando aún más la velocidad de las diversas reacciones. Por ello, debe asegurarse que en ningún punto se alcanzan estas temperaturas, especialmente en el interior de los tubos absorbedores o en la caldera auxiliar.
Temperatura de congelación. La mezcla de hidrocarburos utilizada presenta un punto eutéctico a 12ºC, es decir, un punto de congelación inferior a cada uno de los componentes por separado. Esta es la razón fundamental por la que se utiliza la mezcla, y no los componentes, que tienen propiedades térmicas parecidas.
Densidad. Como otros hidrocarburos, presenta un fuerte cambio de densidad con la temperatura. Así, a 25ºC la densidad es parecida a la del agua (1060 kg/m3, o lo que es lo mismo, una tonelada ocupa 943 litros). En cambio, a 393ºC la densidad es tan solo de 690 kg/m3, o lo que es lo mismo, una tonelada ocupa 1450 litros, es decir, mucho más. Por esta razón es necesario prever unos tanques de expansión capaces de absorber la variación de volumen del HTF con la temperatura.
Presión de vapor. A temperatura ambiente, la presión es muy baja, prácticamente 0, lo que quiere decir que no es volátil. Pero a 393ºC la presión de vapor es de 10,6. Eso quiere decir que si la presión es inferior a 10,6 y la temperatura está por encima de 393ºC el fluido cambia de estado y se convierte en vapor, un efecto no deseado. Por ello, la presión debe estar en todos los puntos por encima de 10,6 bar, asegurando de esta forma que en todo momento el fluido permanecerá líquido. Hay que tener en cuenta que una fuga de HTF a alta temperatura provocará una descompresión del HTF, y por tanto una vaporización instantánea: por tanto una fuga provocará la ebullición inmediata del fluido (lo que se verá en una fuga será una nube blanca) que en contacto con el aire y con una chispa provocará un incendio.
Calor específico. El calor específico del HTF oscila entre 2300 y 2700 KJ/Kg K, es decir, para elevar la temperatura de un kg de HTF un grado es necesario suministrar 2300 KJ de energía (si el fluido está a unos 300ºC) o 2700 KJ (si el fluido está a unos 400 ºC). Este valor será útil para realizar determinados cálculos, como balances de masa y energía
Entalpía. La entalpía es una medida de la energía interna del fluido en unas condiciones determinadas. Su variación es una medida de la cantidad de energía que el fluido ha intercambiado (absorbido o cedido) con su entorno. La entalpía del HTF a 293 ºC es aproximadamente 540 KJ/Kg. A 393 es de unos 800 KJ/Kg. Eso quiere decir, que si un kilogramo de HTF eleva su temperatura desde 293 ºC hasta 393 ºC tiene que absorber aproximadamente 260 KJ.
Viscosidad. La viscosidad del HTF cambia bruscamente entre 25 ºC y 400 ºC. A 25 ºC es un fluido viscoso que fluye mal, razón por la cual es conveniente que su temperatura nunca baje de 40 ºC. A 393 ºC, aunque su viscosidad es de 0,12 mPa s, aún es mucho mayor que la del agua (unas 1000 veces inferior).