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Desde sua criação na década de 1880, o conceito de trocador de calor permaneceu constante. A função é inalterada: transferir calor de um fluido para outro sem misturar os dois. O que mudou foram os materiais e os projetos, estimulados por uma demanda global por energia sustentável. O trocador de calor é vital para aumentar a eficiência energética.
O trocador de calor de liga de alumínio é comum no mundo moderno devido ao seu baixo peso e alta capacidade de conduzir calor. Aqui estão os diferentes tipos de trocadores de calor:
Trocador de Calor de Casca e Tubo de Alumínio:
O trocador de calor de casca e tubo de alumínio possui uma casca externa e uma pilha de tubos internos. Um fluido está dentro do tubo e o outro está no espaço entre o tubo e a casca. Utilizado na indústria de petróleo e gás, o trocador é resistente a alta pressão e altas temperaturas. Os trocadores de calor de casca e tubo podem ser limpos manualmente ou automaticamente (sem necessidade de limpeza manual). Eles também estão disponíveis nas variações de fluxo ascendente ou descendente.
Trocador de Calor de Placas:
O trocador de calor de placas de alumínio possui muitas placas corrugadas que são pressionadas juntas para formar canais para os dois fluidos fluírem. O fluido frio está em um canal e o fluido quente está em outro, criando um fluxo contracorrente. As placas são então montadas em um quadro, e uma junta de borracha ou nitrílica fornece a vedação.
O trocador de calor de placas possui uma grande área de superfície e fornece uma transferência de calor eficiente em um espaço pequeno. Ele é leve em comparação com um equivalente de aço. A unidade é fina e pode caber em um armário, por isso é popular para uso residencial.
Trocador de Calor Espiral:
O trocador de calor espiral de alumínio funciona como o trocador de placas, mas em um design espiral. Dois fluidos fluem em canais separados em uma direção espiral. O dispositivo é pequeno, por isso é comum em plantas de dessalinização, alimentos e bebidas, gestão de águas residuais e processamento químico.
Trocador de Calor Arrefecido a Ar:
O trocador de calor arrefecido a ar de alumínio é comum. Ele transfere calor por convecção forçada ou natural para a atmosfera. Um fluido está no tubo e o ar flui sobre a superfície do tubo. O calor é fornecido e removido pela diferença de temperatura entre as duas superfícies. Os trocadores de calor a ar são populares em indústrias que precisam rejeitar calor para o ambiente.
Trocador de Calor Reversível:
O trocador de calor reversível de alumínio tem uma vantagem sobre outros tipos. Se o processo de recuperação de calor mudar de direção, a unidade também pode reverter o processo de transferência de calor, tornando-o útil para aplicações de refrigeração, aquecimento e refrigeração. Essa flexibilidade o torna ideal para uso em sistemas de ar condicionado e controle climático de veículos.
Tamanho do Núcleo
As dimensões gerais do núcleo de um trocador de calor. O comprimento, a largura e a altura dos trocadores de calor podem ser variados para atender a diferentes aplicações ou para se ajustar a restrições de espaço específicas.
Design da Aleta
O padrão e a estrutura das aletas. Como aletas onduladas, aletas venezianas, etc., que podem aumentar efetivamente a área de contato entre o fluido de trabalho e a área de transferência de calor, melhorando a eficiência da transferência de calor.
Direção do Fluxo
As direções do fluxo de fluido em um trocador de calor, como contracorrente, corrente, corrente transversal, etc. O padrão de fluxo terá impacto na eficácia e na eficiência da transferência de calor.
Conexões
A ligação de um trocador de calor inclui a forma e as dimensões da conexão. Como conexão por flange, conexão roscada, conexão por solda, etc. As dimensões e os estilos das conexões podem garantir que o trocador de calor seja ligado com segurança a outras tubulações ou equipamentos.
Classificações de Pressão
As classificações de pressão indicam que o trocador de calor pode operar em uma determinada faixa de pressão. Geralmente, existem classificações de baixa pressão, classificações de pressão média e classificações de alta pressão para atender a diversas demandas de aplicação.
Tratamento de Superfície
O tratamento de acabamento da superfície do trocador de calor, como anodização, jateamento de areia, etc., o tratamento de superfície pode melhorar o desempenho da transferência de calor, a resistência à corrosão e o aspecto do trocador de calor.
Mantenha-o Limpo
Limpar regularmente um trocador de calor de liga de alumínio é a primeira etapa de manutenção. Os usuários podem limpar a superfície do trocador de calor com água e detergente suave para remover poeira e sujeira. Evite usar escovas com cerdas duras ou produtos de limpeza abrasivos que podem arranhar ou danificar a superfície da liga.
Evite a Corrosão
A corrosão é um dano comum aos materiais de liga de alumínio. Os usuários devem evitar colocar substâncias corrosivas (por exemplo, produtos químicos, líquidos) perto do trocador de calor para evitar danos à superfície da liga. Se o trocador de calor estiver exposto a ambientes corrosivos, considere o uso de revestimentos protetores ou inibidores de corrosão.
Evite Superaquecimento ou Resfriamento Excessivo
O superaquecimento ou resfriamento excessivo podem danificar facilmente o trocador de calor. Os usuários devem evitar superaquecer ou resfriar excessivamente a temperatura de trabalho do trocador de calor para evitar deformação, rachaduras ou outros danos. Use controladores de temperatura ou materiais de isolamento para manter a temperatura de operação do trocador de calor dentro de uma faixa razoável.
Os trocadores de calor são amplamente utilizados em muitos setores industriais e comerciais, o que os torna um componente crucial nessas indústrias. Algumas aplicações comuns de trocadores de calor de liga incluem:
Indústria Química
As plantas químicas usam trocadores de calor para manter a temperatura dentro dos reatores e facilitar as reações químicas. Eles também usam trocadores para remover calor de processos químicos e evitar que o equipamento superaqueça. Esses dispositivos também recuperam energia de processos químicos, por exemplo, em plantas petroquímicas, e permitem que diferentes produtos químicos troquem calor sem mistura.
HVAC
Os trocadores de calor são componentes essenciais dos sistemas HVAC. Eles transferem calor entre o ar ou água utilizados para transportar calor e os espaços internos e externos de um edifício. Os trocadores de liga são especialmente importantes em distritos onde o ar pode estar abaixo de zero, pois são resistentes ao gelo. Em unidades HVAC, um trocador de calor pode significar duas coisas diferentes. O que é usado principalmente para ventilação é conhecido como trocador de calor ar-ar, enquanto o que é usado para a condensação de vapor d'água no ar é chamado de trocador de calor de desumidificação.
Geração de Energia
Os trocadores de calor desempenham um papel importante nas usinas termoelétricas. Eles transferem calor dos gases quentes ou vapor da usina para a água, que é então convertida em vapor. O vapor é usado para girar turbinas que geram eletricidade. Os trocadores de calor podem recuperar calor dos gases de combustão, pré-aquecer a água de alimentação da caldeira e resfriar a água usada para refrigeração do condensador. Em usinas nucleares, os trocadores de calor transferem calor do núcleo do reator para o gerador de vapor, que produz eletricidade.
Processamento de Alimentos
As plantas de processamento de alimentos devem manter cuidadosamente as temperaturas dos produtos durante o processamento para obter sabores e texturas desejáveis. Eles usam trocadores de calor não tóxicos para atingir padrões de semicondutor e especialmente de aplicações alimentícias. Os dispositivos pasteurizam produtos alimentícios, resfriam ou congelam, aquecem produtos alimentícios e aquecem e resfriam fluidos e sucos.
Petróleo e Gás
