Trocador de calor de resfriador de ar

Tipos de trocadores de calor de arrefecimento a ar

Um trocador de calor de arrefecimento a ar é um equipamento de processo utilizado para transferir calor entre dois ou mais gases. Em geral, existem dois tipos de trocadores de calor de arrefecimento a ar.

• Trocador de calor de tubo aletado

  Os trocadores de calor de arrefecimento a ar de tubo aletado usam feixes de tubos aletados para transferir calor entre dois gases. Normalmente, o gás de processo flui pelos tubos aletados, enquanto o ar ambiente atravessa as superfícies das aletas. Os refrigeradores de tubo aletado são usados quando a temperatura do gás de processo é superior à temperatura ambiente. Geralmente, esses refrigeradores são usados para resfriar gases e fluidos de processo, como gás natural, ar, água de processo, compressão de gás, etc., utilizando o ar ambiente.

• Trocador de calor de placa

  Um trocador de calor de placa é um dispositivo que resfria o gás, geralmente ar, transferindo calor do gás para outro fluido que flui em um padrão de placa. Embora o design exato varie, a maioria dos trocadores de calor de placa consiste em uma série de placas montadas em um quadro. O gás quente entra no refrigerador e flui entre as placas. O refrigerante ou a água de refrigeração flui no outro lado da placa. O calor é transferido através da placa, resfriando o gás enquanto o fluido absorve o calor.

Especificações e requisitos de manutenção para um trocador de calor de arrefecimento a ar

Especificações

• Funcionalidade

  Um trocador de calor de arrefecimento a ar transfere calor entre dois fluidos: um é o fluido de processo que deve ser resfriado, e o segundo é o fluido de refrigeração (geralmente o ar) que absorve ou libera calor.

• Projeto

  Isso inclui a configuração, como trocadores de calor de casco e tubo ou tubo aletado, e os tamanhos dos trocadores, como comprimento, diâmetro ou altura.

• Materiais

  A eficácia do trocador de calor pode mudar de acordo com seu material. Normalmente, materiais com alta condutividade térmica são usados, como cobre ou ligas de alumínio. No entanto, um trocador de calor de arrefecimento a ar com revestimento anticorrosivo é comumente usado para o resfriamento de produtos de petróleo na indústria de lubrificantes.

• Capacidade

  Isso especifica as taxas de fluxo volumétrico dos fluidos por unidade.

• Classificação de pressão

  Refere-se à capacidade do trocador de suportar pressão, que depende da pressão do fluido. Coeficientes de transferência de calor e eficácia: A eficiência do trocador de calor de arrefecimento a ar é determinada por sua capacidade de transferir calor. Fatores que afetam isso incluem o design do trocador, o espaçamento entre os tubos, a densidade das aletas, os materiais e a taxa de fluxo de ar.

Requisitos de manutenção

É crucial limpar o trocador periodicamente porque o ar contém partículas de poeira. Um pequeno aspirador de pó é geralmente projetado para este propósito. Água e uma pequena quantidade de detergente também são necessários. Durante a limpeza, a direção do fluxo dos tubos deve ser considerada. Um trocador de calor funciona corretamente quando o processo é feito de dentro para fora através das aletas. Usar um soprador de folhas é outra opção, mas pode ser arriscado se a pessoa não sabe como usá-lo corretamente. Este método deve ser usado com cautela.

Antes de iniciar o procedimento de limpeza, é preciso verificar se o refrigerante foi trocado ou não. Se houver algum vazamento no trocador, ele deve ser trocado primeiro. Um trocador de ar de óleo deve ser inspecionado para verificar se há danos ou corrosão. Danos podem ocorrer devido a objetos estranhos ou detritos presos nas aletas ou tubos. Se houver alguma corrosão, um especialista deve ser contatado para tratar a área afetada corretamente.

Também é importante remover quaisquer obstruções do lado do fluxo de ar do refrigerador. É preciso garantir que o ventilador esteja funcionando corretamente e que não haja problemas com seu motor. Se houver um problema com o motor, é melhor consertá-lo imediatamente, em vez de esperar até que ele esteja completamente quebrado, pois isso afetará a eficiência da transferência de calor.

Usos de trocadores de calor de arrefecimento a ar

Os trocadores de calor de arrefecimento a ar são empregados em uma variedade de indústrias e aplicações porque a transferência de ar é um requisito básico de muitos processos. Aqui estão alguns exemplos de como os trocadores de calor de arrefecimento a ar são usados.

Os trocadores de calor são amplamente utilizados em instalações industriais para resfriar equipamentos e processos. Existem muitos processos industriais que geram calor como um subproduto, e esse calor residual pode ser usado para aquecer um meio diferente com a ajuda de um trocador de calor. Por exemplo, em plantas petroquímicas ou de processamento, o resfriamento indireto de ar pode ser usado para reduzir ou eliminar a necessidade de água de refrigeração.

As usinas de energia usam trocadores de calor de arrefecimento a ar, especialmente refrigeradores de ar atmosférico, para remover calor das turbinas. Outros fluidos de transferência de calor, como água ou óleo, podem ser usados nos trocadores, mas os refrigeradores de ar são preferidos porque são opções mais baratas e ecológicas. Em média, os trocadores de calor de ar atmosférico são de 60% a 85% mais baratos que os trocadores de calor de água em termos de despesas operacionais.

Os trocadores de calor de arrefecimento a ar também são amplamente utilizados na indústria de petróleo e gás, especialmente no segmento offshore, onde a água de refrigeração não está prontamente disponível. Essas indústrias geralmente adotam refrigeradores de ar para reduzir custos, conservar água e praticar a sustentabilidade ambiental, minimizando o uso de água como refrigerante. Os refrigeradores de ventilador de aletas e os trocadores de calor refrigerados a ar são aplicações comuns em refinarias, plantas petroquímicas, plantas de gás natural e plataformas offshore.

Os sistemas HVAC usam trocadores de calor de arrefecimento a ar para transferir calor entre o ar interno e externo. É assim que casas e edifícios são mantidos aquecidos no inverno e frios no verão. Os trocadores de calor de arrefecimento a ar podem ser compactos e pequenos o suficiente para serem integrados em sistemas encontrados em edifícios, escritórios e casas.

Como escolher trocadores de calor de arrefecimento a ar

• Aplicação:

  Identificar o uso é uma obrigação antes de selecionar o trocador de calor de arrefecimento a ar. Diferentes aplicações podem exigir tipos distintos de trocadores de calor. Por exemplo, o trocador de calor de arrefecimento a ar empregado no setor industrial pode precisar resistir a alta pressão e ser durável.

• Eficiência:

  É necessário considerar a eficiência de transferência de calor do trocador de calor. Trocadores de calor de alta eficiência podem melhorar o uso de recursos e reduzir os custos operacionais.

• Área:

  O design compacto pode economizar espaço de instalação e tornar todo o sistema mais compacto.

• Manutenção:

  Considere os recursos de manutenção e limpeza. Alguns trocadores de calor precisam de manutenção regular para garantir o desempenho de longo prazo.

• Qualidade e confiabilidade:

  Escolher trocadores de calor de boa qualidade pode reduzir o risco de falha e garantir a operação de longo prazo. Além disso, comprar um trocador de calor feito de materiais duráveis ​​pode estender sua vida útil.

• Custo:

  É importante equilibrar o desempenho e o custo. Embora os trocadores de calor de alto desempenho possam ser mais caros inicialmente, eles podem economizar custos operacionais a longo prazo.

Perguntas e Respostas

P1: Quão eficiente é o trocador de calor de arrefecimento a ar?

A1: Os trocadores de calor de arrefecimento a ar podem ter mais de 90% de eficiência, dependendo do tipo, projeto, dimensões e taxa de fluxo volumétrico de ar.

P2: Quais são as tendências no mercado de trocadores de calor de arrefecimento a ar?

A2: Espera-se que o valor global de mercado dos trocadores de calor de arrefecimento a ar ultrapasse US$ 12,2 milhões até 2032, com um crescimento CAGR de 7,8% de 2023 a 2032. Os fatores por trás do crescimento impressionante são a necessidade crescente de moradias urbanas para acomodar a população global em constante crescimento, a demanda por trocadores de calor eficientes e compactos, e mais investimentos em controle de clima e sistemas HVAC.

P3: Quais são alguns dos desafios enfrentados pelo mercado de trocadores de calor de arrefecimento a ar?

A3: O principal desafio é o ato de equilibrar a otimização da transferência de calor e a minimização da queda de pressão. Isso se torna crítico em indústrias como petróleo e gás, onde qualquer queda na pressão pode ter consequências graves. Outra dificuldade é a quebra de fluidos de transferência de calor. Isso ocorre quando o fluido muda quimicamente, termicamente ou fisicamente, tornando-o inadequado para fins de transferência de calor.

P4: Os trocadores de calor de arrefecimento a ar são ecologicamente corretos?

A4: Estima-se que os trocadores de calor de arrefecimento a ar impedem que cerca de 120 milhões de toneladas métricas de dióxido de carbono entrem na atmosfera a cada ano. Isso é possível porque esses trocadores de calor permitem que a recuperação de energia ocorra em instalações industriais. Ao reduzir a quantidade de energia necessária para operar essas instalações, os trocadores de calor de arrefecimento a ar reduzem diretamente as emissões de dióxido de carbono liberadas no ambiente.