Trocador de calor tipo brasagem

Tipos de Trocadores de Calor do Tipo Soldado

Um trocador de calor do tipo soldado é um dispositivo usado para transferir calor entre dois ou mais fluidos. Diferentes tipos de trocadores de calor estão disponíveis para os compradores considerarem no seguinte:

• Trocadores de calor de casco e tubo: Possui um conjunto de tubos paralelos. Cada fluido flui através de seu respectivo tubo, portanto, a transferência de calor. Os tubos são feitos de materiais como aço carbono e aço inoxidável que permitem uma transferência de calor eficiente.
• Trocadores de calor de placas: Este trocador consiste em uma série de placas finas. As placas criam pequenos canais onde os fluidos fluem. Eles são estampados com um padrão em espinha de peixe que permite alta eficiência de transferência de calor. As placas são feitas de materiais como aço inoxidável e cobre niquelado que permitem a transferência de calor adequada.
• Trocadores de calor de placas soldadas: São semelhantes aos trocadores de calor de placas, mas as placas são feitas de cobre, que são então soldadas juntas. Eles são compactos, à prova de vazamentos e resistentes à corrosão. Os trocadores são ótimos para aplicações que exigem alta pressão e temperatura.
• Trocadores de calor em espiral: Os trocadores de calor em espiral têm dois fluidos que fluem em um padrão espiral. Um fluido flui no sentido horário, enquanto o outro flui no sentido anti-horário. Eles são feitos de aço inoxidável fino e permitem troca de calor em contracorrente em um design compacto.
• Trocadores de calor refrigerados a ar: Esses trocadores de calor usam ar como meio de resfriamento. Eles consistem em um feixe de tubos com aletas e um ventilador, que força o ar através dos feixes de tubos. A troca de calor do tubo entre o fluido quente e o fluido frio.

Especificações e manutenção de trocadores de calor do tipo soldado

Especificações

• Tamanhos:

  O trocador de calor soldado pode ser tão pequeno quanto 3x1x1 pol ou tão grande quanto 12x9x5 pol. Os modelos de copo e disco, comumente usados para líquidos de alta densidade térmica, serão menores. Para dar uma indicação sobre a faixa de tamanho, um modelo de ajuste pesando 10 libras tem capacidade para capturar 2,5 HP (potência de aquecimento) de energia.

• Fluxo:

A taxa de fluxo típica para trocadores de calor de refrigeração líquida e a ar é de até 2,5 GPM (galões por minuto) para unidades menores e até 5 GPM para unidades maiores, dependendo do seu tamanho e capacidade. Trocadores de calor líquido-ar de alta velocidade específicos nos modelos soldados de copo e disco têm uma taxa de fluxo máxima de 18,3 GPM e 4,3 GPM em modelos de bancada.

Trocadores de calor de resfriamento de amônia industriais são maiores. Um modelo tem uma taxa de fluxo de 36.000 GPM e uma capacidade de 6 milhões de BTU/hora.

• Conexões:

  Os trocadores de calor soldados geralmente possuem conexões de tubulação variando de 1 pol a 3 pol de diâmetro, dependendo do modelo. As conexões de copo e disco são tipicamente de 1,5 a 2 polegadas para portas de líquido e ar, enquanto as conexões de bancada são de 0,5 para líquidos.

  Alguns possuem conexões com flanges para desmontagem e substituição rápidas.

• Pressão:

  Pode chegar a 60 bar (870 psi) dependendo do seu projeto. Geralmente, é capaz de lidar com refrigerantes primários sob alta pressão usados em aplicações industriais como amônia.

  Uma unidade de resfriamento de amônia industrial é projetada para alta pressão e pode até suportar pressões de até 175 bar (2538 psi).

• Material:

  Os trocadores de calor soldados possuem opções de cobre, aço inoxidável e aço carbono. O cobre melhora a condutividade térmica, enquanto o aço inoxidável e o aço carbono oferecem resistência à corrosão.

Manutenção

Os operadores devem inspecionar periodicamente o trocador para identificar potenciais problemas antes que eles ocorram. Embora não haja um cronograma fixo para a inspeção, uma verificação semanal para indicações de vazamento de gás e a condição de água ou ar em ambos os lados é útil. Os seguintes são alguns indicadores oferecidos pelos fabricantes.

• Para trocadores de calor de gás de amônia e dióxido de carbono, feche as válvulas dos circuitos de refrigerante antes de realizar a inspeção. Esta verificação deve ser realizada regularmente e sempre antes de qualquer operação de limpeza.
• Verifique se há sinais de vazamento de gás ou danos nas superfícies de transferência de calor, canos, isolamento, etc. Se houver algum vazamento de furo de agulha, ele aparecerá como um depósito de pó branco ao redor do local de um vazamento persistente.
• Se houver algum sinal de vazamento, um catalisador de decomposição de amônia ou desodorizador no sistema deve ser usado para evitar qualquer dano.
• Verifique se há presença de água na superfície externa que leva à corrosão. Certifique-se de que haja um dreno de água ou um sistema de drenagem que impeça qualquer água de ficar abaixo da unidade.
• Inspecione o material de isolamento para verificar se está intacto e não possui partes danificadas, inseguras ou desgastadas. Repare quaisquer problemas para limpar as superfícies internas e o isolamento, de modo que não ocorra condensação.
• Se houver algum sinal de vazamento na parte interna do EXV, ele deve ser reembalado imediatamente e feito corretamente por um técnico experiente ou fornecedor de serviços.

Aplicações industriais de trocadores de calor do tipo soldado

• Sistemas HVAC

  Os trocadores de calor de placas soldadas são comumente usados em sistemas HVAC para aplicações de refrigeração e aquecimento. Por exemplo, um trocador de calor do tipo soldado soldado pode ser usado em condensadores de ar condicionado para remover calor dos refrigerantes. Também pode ser usado em chillers para transferir calor dos refrigerantes para a água que circula em ambientes fechados, diminuindo assim a temperatura interna.

• Refrigeração

  Os trocadores de calor soldados são amplamente utilizados na indústria de refrigeração. Por exemplo, em condensadores e evaporadores de refrigeração, eles são responsáveis pela transferência de calor e desempenham um papel fundamental no funcionamento da refrigeração. Além disso, em equipamentos de refrigeração, como máquinas de refrigeração soldadas e refrigeradores, os trocadores soldados podem ser empregados para troca de calor, resfriamento ou aquecimento.

• Indústria de alimentos

  Os trocadores soldados podem ser aplicados a equipamentos de processamento de alimentos, por exemplo, na esterilização, pasteurização e aquecimento de produtos alimentícios e de bebidas. Esses são tipicamente escolhidos para métodos sanitários de aquecimento e resfriamento. Além disso, na indústria do leite, por exemplo, um trocador de calor de placas soldado é amplamente utilizado para resfriar, aquecer e esterilizar leite e produtos lácteos.

• Geração de energia

  Os trocadores de calor soldados podem ser usados na indústria de geração de energia. Por exemplo, em caldeiras de usinas de energia, eles são usados para aquecer ou resfriar fluidos de trabalho. Além disso, em usinas de gás, eles também podem ser usados como intercooler para resfriar o gás e reduzir a temperatura do gás.

• Indústrias farmacêuticas e químicas

  Os trocadores de calor soldados também podem ser usados em reações químicas, processos de separação e purificação na produção química e farmacêutica. Por exemplo, eles são usados para controlar a temperatura de reatores químicos, resfriar ou aquecer agentes reagentes e facilitar a troca de calor.

• Fabricação industrial

  Os trocadores de calor soldados podem ser usados na fabricação industrial, incluindo a indústria petroquímica. Por exemplo, eles são usados no resfriamento e aquecimento de produtos químicos, bem como nos processos de refrigeração e congelamento de oficinas e fábricas industriais.

Como escolher um trocador de calor do tipo soldado

Ao escolher um trocador de calor para uma aplicação específica, os compradores devem considerar os seguintes fatores.

• Fluidos de trabalho: Os dois fluidos envolvidos no processo de troca de calor são conhecidos como fluidos de trabalho. O primeiro fluido de trabalho é comumente chamado de fluido quente e geralmente vem de uma fonte que gera calor, como um motor ou uma fornalha. O segundo fluido de trabalho é conhecido como fluido frio. Ele geralmente vem de uma fonte externa, como ar ambiente ou um corpo de água. É necessário selecionar um trocador resistente à degradação química e térmica, considerando que os fluidos podem reagir quimicamente um com o outro.
• Temperatura e pressão: O processo de troca de calor envolve o movimento de calor de um fluido para outro. Por esse motivo, o trocador deve suportar a temperatura e a pressão dos fluidos que fluem por ele. Os compradores devem selecionar trocadores capazes de suportar a pressão e a temperatura de operação para garantir uma transferência de calor eficiente e evitar quebras.
• Capacidade: A quantidade de calor que um motor ou forno produz é conhecida como sua saída de calor. A saída de calor é expressa em quilowatts e varia com os motores, modos de operação e tipos de combustível. Para remover adequadamente a geração de calor pelo motor ou forno, os compradores devem escolher um trocador de calor que corresponda à saída de calor em quilowatts.
• Eficiência energética: A porcentagem de calor transferido do fluido de trabalho para o ambiente é conhecida como eficiência térmica. Uma maior eficiência térmica indica que o trocador é mais eficiente em termos de energia e minimiza a perda de calor para o ambiente.
• Requisitos de instalação: As diferenças entre indústria e aplicação influenciam os requisitos de tubulação e montagem para bombas. A tubulação e a montagem podem variar de conjuntos compactos que exigem tubulação mínima a sistemas complexos que exigem tubulação extensa. Para unidades com ventiladores, a altura de montagem também é crítica, com unidades mais altas precisando de suportes.
• Necessidades de serviço: Os trocadores de calor se beneficiam de serviços regulares para maximizar o desempenho e a vida útil. A maioria dos fornecedores recomenda serviços anuais, especialmente antes da alta temporada. O serviço inclui limpeza, teste de fluxo, verificações de pressão, inspeção de ventilador e bomba e substituição de componentes desgastados ou danificados.

Perguntas e Respostas

P: Como um trocador de calor soldado difere de outros trocadores de calor?

R: A principal distinção entre um trocador de calor de placas soldado e outros tipos de trocadores de calor é seu método de projeto e construção. Enquanto todos os trocadores de calor transferem calor de um fluido para outro, o trocador de calor soldado utiliza especificamente a soldagem para fundir placas de metal, criando um mecanismo de transferência de calor compacto e eficiente.

P: Os trocadores de calor soldados são mais caros?

R: Embora os trocadores de calor soldados possam ser mais caros devido à sua compacidade e alta eficiência, eles podem levar a economias de custo na operação.

P: Em quais indústrias os trocadores de calor soldados são normalmente usados?

R: As indústrias que normalmente usam trocadores de calor soldados incluem processamento químico, petróleo e gás, geração de energia, refrigeração e HVAC, marítimo, alimentos e bebidas, metalurgia, farmacêutico e manufatura.

P: Os trocadores de calor soldados podem ser limpos?

R: A limpeza externa é possível, mas a limpeza interna de trocadores de calor soldados deve ser evitada, pois eles só devem ser limpos quimicamente após o aconselhamento de especialistas.