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O trocador de placas de ar também é conhecido como trocador de calor ar/ar. Ele utiliza um padrão de fluxo de ar para transferir calor entre as duas correntes de ar. Uma corrente de ar quente é resfriada enquanto a outra é aquecida simultaneamente. O projeto possui placas de metal finas que permitem uma grande área de superfície. Este design pode ser usado em um sistema central de ventilação onde o ar fresco é aquecido pelo ar mais quente do prédio para melhorar o conforto térmico.
O trocador de placas de ar pode ser ainda dividido nos seguintes tipos, com base em diferenças estruturais.
Trocadores Vicarb
O trocador VAHRUS emprega uma matriz de cerâmica ou plástico. Em particular, este trocador é ideal para sistemas de ventilação em áreas densamente povoadas. É extremamente importante reduzir a transferência de umidade e minimizar o risco de crescimento bacteriano. Portanto, ele é preferido por sua baixa transferência de umidade. Além disso, o trocador Vicarb oferece fácil limpeza, baixos custos operacionais e baixo consumo de energia.
Trocadores de placas helicoidais
O trocador de placas helicoidal possui placas de transferência de calor envoltas em uma pilha cilíndrica. Um recurso principal é que os fluidos fluem em direções opostas. Isso cria um trocador de calor de contrafluxo. Além disso, o design helicoidal aumenta a turbulência, melhora a transferência de calor e reduz a queda de pressão. Além disso, o design compacto permite fácil instalação em espaços pequenos.
Trocadores de serpentina
O trocador de calor de serpentina possui duas serpentinas dispostas dentro de um tubo redondo. Uma serpentina interna transfere calor do fluido quente para o fluido frio no tubo da serpentina. Este processo ocorre enquanto o refrigerante é passado pela serpentina. Além disso, o trocador de serpentina é simples de fabricar, instalar e operar.
Trocadores de calor de tubo aletado
O trocador de calor de tubo aletado possui um tubo metálico com aletas presas. Ele depende da condução, normalmente usado em sistemas de aquecimento central e aplicações de resfriamento industrial. Além disso, o projeto com aletas possui uma área de superfície maior, oferecendo dissipação de calor eficaz.
Trocadores de placas aletadas
O trocador de calor de placas aletadas utiliza placas planas e aletas metálicas para separar o gás quente e o fluido frio. O design cria uma grande área de superfície e um pequeno canal de fluido para melhorar a transferência de calor. Além disso, pode ser feito em um tamanho compacto para caber em diferentes ambientes. Este recurso permite que alto desempenho seja alcançado em um espaço pequeno.
Trocadores de placas e barras
O trocador de calor de placas e barras possui uma placa de metal e uma barra para formar um canal em forma de V para permitir o fluxo de fluido. O canal aumenta a turbulência do fluxo de fluido e a transferência de calor. Além disso, o trocador de placas e barras oferece uma taxa eficaz de transferência de calor em um design compacto. Ele requer um pequeno volume para operar.
Além disso, esse tipo de trocador é usado principalmente em aplicações automotivas, sistemas de refrigeração e unidades de recuperação de calor por sua alta eficiência de transferência de calor e requisitos de espaço.
Trocadores rotativos
O trocador de calor rotativo ar-ar possui um rotor com ranhuras menores para troca de fluido entre o ar de entrada e saída. O design rotativo torna o trocador de calor ideal para sistemas de ventilação central. Ele pode recuperar calor do ar de exaustão para pré-aquecer o ar fresco de entrada.
Trocadores rotativos duplos
O trocador de calor rotativo duplo possui rodas de transferência de calor ativas feitas de material higroscópico. O design permite recuperação de calor sensível e latente. É comumente usado em grandes sistemas de ar condicionado.
Os trocadores de placas de ar estão disponíveis em diferentes especificações para atender às demandas distintas das empresas no comércio. Aqui está uma lista das principais especificações, juntamente com os valores típicos.
Área de superfície de transferência de calor
Este valor varia dependendo da configuração, capacidade e design do trocador de placas de ar. Normalmente varia de 1 m2 a mais de 1000 m2. Um trocador compacto pode ter uma área de superfície de cerca de 2-50 m2. Trocadores de médio porte podem ter superfícies de transferência de calor de 100-500 m2, enquanto unidades industriais grandes podem ter áreas de superfície superiores a 700-1000 m2.
Comprimento e largura
Dependendo do design, os trocadores de calor de placas de ar podem ter comprimentos e larguras variados. É típico ver unidades compactas medindo 1-5 metros de comprimento e 0,5-3 metros de largura. As unidades industriais grandes são mais longas e mais largas, com comprimentos superiores a 5 metros e larguras de cerca de 3 metros ou mais.
Temperatura
A classificação de temperatura de um trocador de placas de ar se relaciona com a temperatura máxima que ele pode suportar durante a operação. Isso coincide com o fato de que os dispositivos são construídos com materiais resilientes. O titânio, o aço inoxidável e os aços carbono usados em sua fabricação têm pontos de fusão que variam de cerca de 1200 °C a mais de 1500 °C.
Pressão
Os trocadores de placas de ar têm uma classificação de pressão que informa aos usuários e técnicos a pressão máxima que o dispositivo pode suportar. Normalmente, as unidades compactas podem suportar pressões de 16 bar ou mais. Unidades de médio porte podem ter classificações de pressão em torno de 10-16 bar. Os trocadores de placas industriais grandes têm classificações de pressão mais altas, talvez em torno de 16-25 bar. Observe que os trocadores de placas de ar precisam suportar a pressão do fluido que flui por eles.
Vazão
Isso se refere à quantidade de fluido processado pelo trocador em um determinado tempo. As empresas podem calcular a vazão pela capacidade máxima de processamento. Os trocadores de placas de ar compactos têm uma vazão de 10-100 m3/h. Os trocadores de médio porte têm uma vazão de 200-500 m3/h, enquanto as unidades industriais de grande porte têm uma vazão maior de 1000 m3/h ou mais.
A manutenção do trocador de placas de ar requer a ajuda de técnicos profissionais. Os fabricantes recomendam isso para garantir que o dispositivo funcione bem e não quebre durante a manutenção ou reparo.
Limpeza regular
Os profissionais devem atender com frequência de uso sendo o principal fator orientador. A limpeza regular ajuda a evitar o acúmulo de depósitos e garante o desempenho ideal.
Verifique se há vazamentos
O monitoramento de rotina para sinais de vazamento é importante para manter o trocador de calor de placas de ar. A detecção precoce de qualquer vazamento e o reparo imediato podem ajudar a evitar danos maiores e interrupções caras.
O trocador de placas de ar possui muitas aplicações potenciais em vários setores.
Indústria alimentícia:
A indústria alimentícia utiliza um trocador de placas de ar a vapor e um trocador de placas de ar líquido. Os trocadores de placas de vapor se encaixam perfeitamente nas necessidades de aquecimento e resfriamento das indústrias de alimentos. Eles ajudam a mudar a temperatura dos alimentos sem alterar seu sabor ou qualidade. Os refrigeradores na produção de alimentos de carne e laticínios utilizam os trocadores de placas líquidos. Eles resfriam os alimentos rapidamente e mantêm-nos frescos.
Indústria química:
Na indústria química, os trocadores de placas ajudam a aquecer e resfriar produtos químicos. Eles fazem isso transferindo rapidamente calor entre os produtos químicos e outros fluidos. Isso resulta em reações eficientes e processos de produção suaves. A indústria química pode economizar tempo e recursos usando trocadores de placas para aquecimento e resfriamento.
Geração de energia:
Na indústria de geração de energia, os trocadores de placas desempenham um papel crucial na recuperação de calor dos gases de exaustão de motores, turbinas ou incineradores. Eles transferem esse calor para água ou outros fluidos, facilitando a geração de vapor para a produção de eletricidade. Ao recuperar eficientemente o calor residual por meio de trocadores de placas, a indústria de geração de energia pode melhorar a conversão de energia, reduzir o consumo de combustível e melhorar a eficiência geral das usinas de energia. Isso contribui para uma geração de eletricidade mais sustentável e eficaz.
Sistemas HVAC:
Em sistemas de aquecimento, ventilação e ar condicionado (HVAC), os trocadores de calor de placas de ar são comumente usados. Eles transferem calor entre duas correntes de ar, como extrair calor do ar de exaustão para pré-aquecer o ar fresco de entrada. Isso permite uma recuperação de energia eficiente, melhorando a eficiência do sistema e mantendo a qualidade do ar interno. Ao utilizar trocadores de calor de placas de ar, os sistemas HVAC podem reduzir o consumo de energia, minimizar o impacto ambiental e proporcionar espaços de vida e trabalho confortáveis.
Polpa e papel:
Os trocadores de calor de placas são amplamente utilizados na indústria de polpa e papel para várias aplicações. Eles são comumente empregados no processo de evaporação do licor negro, onde os trocadores de calor facilitam a concentração do licor negro transferindo calor entre diferentes correntes líquidas. Além disso, os trocadores de calor de placas são usados no resfriamento e aquecimento da polpa, tratamento de águas residuais e recuperação de calor dos processos de produção de polpa. Esses trocadores otimizam a transferência de calor, melhoram a eficiência e contribuem para a operação sustentável de instalações de fabricação de polpa e papel.
Antes de investir em um equipamento como um trocador de placas de ar, é sempre importante fazer muita pesquisa. Isso inclui estudar as necessidades do negócio e o funcionamento da máquina para garantir que seja mais benéfico do que de outra forma.
Como existem vários tipos diferentes de trocadores de ar, é importante determinar as necessidades precisas das instalações. Considere se o objetivo é simplesmente reduzir os custos de energia ou melhorar a qualidade geral do ar interno do prédio. Depois que isso for estabelecido, o tipo específico de trocador de ar pode ser escolhido, seja um trocador descentralizado, centralizado ou semicentralizado.
Manter em mente o clima da área também é crucial, pois o trocador precisa trazer a quantidade certa de calor para normalizar as temperaturas internas. Por exemplo, em regiões mais frias onde o inverno é longo, um HRV seria mais ideal para reter o calor dentro do prédio.
As dimensões da máquina precisam ser estudadas para que uma máquina de tamanho apropriado seja instalada e possa executar as tarefas necessárias de forma eficaz sem ser um dreno de energia. O posicionamento ideal da máquina deve ser realizado após um estudo aprofundado do layout do prédio para garantir que haja um duto passando pela maioria dos cômodos, mas fornecendo ventilação adequada a todos os espaços conectados.
O material da placa também pode ser escolhido dependendo do nível de corrosão ao qual o trocador será exposto para manter a durabilidade e garantir a longevidade.
Geralmente, embora o objetivo de um trocador de calor seja semelhante, cada projeto possui suas vantagens exclusivas em termos de eficiência e tipo de indústria em que funciona melhor. Consulte a vasta experiência do fabricante antes de finalizar uma decisão que pode impactar o uso total de energia da indústria.
P1. Quais são os principais benefícios dos trocadores de ar?
R1. O principal benefício de um trocador de placas de ar é melhorar o controle de temperatura em um sistema. Isso promove a eficiência energética, garantindo que menos energia seja usada para manter a temperatura desejada. Outro benefício é a compacidade do projeto. Os trocadores de placas de ar ocupam menos espaço do que outros modelos, tornando-os fáceis de instalar em muitos sistemas. Além disso, eles têm uma baixa queda de pressão, o que ajuda a manter o uso de energia no mínimo.
P2. Os trocadores de placas de ar são sensíveis às vazões?
R2. Sim, o desempenho de um trocador de placas de ar pode ser sensível às vazões. Se a vazão for muito alta, pode criar turbulência e uma maior queda de pressão. Esses fatores afetarão o processo de troca de calor. Por outro lado, uma vazão muito baixa pode reduzir a quantidade de transferência de calor. Portanto, é melhor usar as vazões recomendadas para o modelo do trocador para obter desempenho ideal.
P3. Um trocador de ar pode servir uma casa inteira?
R3. É possível que um trocador de ar forneça ventilação suficiente para uma casa inteira. Mas isso depende de fatores como o tamanho da casa, a quantidade de ar externo necessária e a capacidade do trocador de ar. Na maioria dos casos, um trocador de ar pode trocar o ar interno com o ar externo a uma taxa fixa. Isso será suficiente para proporcionar boa qualidade do ar interno para uma casa. No entanto, é importante verificar a taxa de troca de ar do trocador de ar. Certifique-se de que esteja alinhado com as necessidades de fluxo de ar para toda a casa. Em alguns casos, pode ser melhor usar mais de um trocador de ar para atender às necessidades de fluxo de ar da casa.
P4. Os trocadores de ar ajudam com a umidade?
R4. Sim. Um trocador de ar pode ajudar a controlar o nível de umidade interna de um espaço. O processo de troca de ar interno com ar fresco externo removerá o excesso de umidade no espaço interno. Isso reduzirá o nível de umidade. Um trocador de ar também pode transferir umidade entre as duas correntes de ar. Isso pode aumentar ou diminuir o teor de umidade do espaço interno. Devido a isso, um trocador de ar é útil em climas secos para aumentar a umidade interna. Ele também pode aumentar a umidade em espaços internos que são muito úmidos, especialmente nos meses frios de inverno.
P5. Quanto tempo um trocador de ar pode durar?
R5. A vida útil de um trocador de calor de placas de ar é de cerca de 10 a 15 anos em média. Com manutenção adequada e inspeção periódica, ele pode durar até 20 anos ou mais. Para obter todos os benefícios do trocador ao longo de sua vida útil, ele deve ser mantido adequadamente. Além disso, a qualidade do material e a construção da placa afetarão a longevidade do trocador de ar.
