Trocador de calor circular

Tipos de Trocadores de Calor Circulares

Trocadores de calor circulares são trocadores de calor compactos construídos em forma circular ou redonda, transferindo calor entre dois fluidos (líquidos ou gases) que fluem em direções opostas. Tanto o aço quanto o cobre são materiais frequentes para trocadores de calor circulares devido às suas respectivas resistências, adaptabilidade, condutividade térmica e longevidade.

• Trocador de Calor de Placas Circulares

  CPHE (Trocadores de calor de placas circulares compactos) possuem muitas placas finas que criam canais de fluxo circulares para que os fluidos de trabalho se movam. Isso cria áreas de superfície maiores e uma estrutura compacta. Portanto, o CPHE possui excelente desempenho de transferência de calor e baixa resistência. Também é fácil de limpar, manter e desmontar. Portanto, o CPHE é amplamente aplicado em petroquímica, geração de energia, farmacêutica, alimentos e bebidas, e outras indústrias.

• Trocador de Calor Circular Aletado

  Um trocador de calor circular aletado possui aletas integradas em seus tubos. As aletas podem ser integradas ou soldadas aos tubos de troca de calor. Várias configurações de tubo e aleta estão disponíveis, como estacionárias, espirais, circulares, ovais e quadradas. Além disso, são possíveis trocadores de calor de tubo simples e duplo. A combinação de configurações de aleta e tubo aumenta a eficiência de transferência de calor, permitindo que a unidade acomoda mais troca térmica em um volume limitado. Além disso, os trocadores de calor aletados geralmente operam de forma estável e confiável, podendo funcionar por um longo tempo. Eles têm um bom desempenho de transferência de calor e podem ser limpos e mantidos facilmente, adequados para várias indústrias e ocasiões.

• Trocador de Calor de Ar Circular

  Um trocador de calor de ar circular transfere calor entre o ar e outros fluidos (gases ou líquidos). É normalmente feito de dois tubos redondos concêntricos. O tubo interno transporta gás quente, enquanto o externo carrega ar frio. Alternativamente, o layout dos trocadores de calor pode apresentar passagens espirais em seu interior. Essa estrutura promove a transferência de calor e massa, permitindo o uso eficiente do calor residual e a conservação de energia.

Especificações e Manutenção

Estas são algumas especificações comuns do trocador de calor circular. As especificações reais dependerão de cada modelo.

• Tamanhos

  Os tamanhos típicos dos trocadores de calor circulares são de 0,5 a 2,0 metros de diâmetro. Existe também um grande modelo industrial com 4 metros de diâmetro.

• Área de superfície

  A área de superfície é a área de transferência de calor do trocador de calor. A faixa típica para trocadores de calor circulares é de 1.000 a 10.000 metros quadrados.

• Fluxo

  Esta é a quantidade de fluido que passa pelo trocador de calor circular. O trocador de calor circular possui a capacidade de vazão nas seguintes faixas:

  Diâmetro Pequeno: Até 500 m³/h

  Diâmetro Médio: 500 a 2.000 m³/h

  Diâmetro Grande: 2.000 a 5.000 m³/h

• Temperatura

  Um trocador de calor circular pode criar uma diferença de temperatura de 100 a 300 graus Celsius. O modelo com maior tolerância à temperatura excederá essa faixa.

• Materiais

  Os trocadores de calor circulares de aço carbono são econômicos para aplicações não corrosivas. Os fornecedores normalmente oferecem opções como aço inoxidável para resistência superior à corrosão e longevidade.

Manutenção

Os trocadores de calor circulares exigem manutenção adequada para que possam funcionar de forma otimizada. Um programa de manutenção programado pode ajudar a evitar quebras caras e evitar a necessidade de reparos:

• Inspeção visual:

  Verifique se há corrosão superficial ou qualquer outro dano ao trocador de calor. Procure peças soltas ou desgastadas. Certifique-se de que não há acúmulo de detritos e que o equipamento está limpo. Inspecione o isolamento quanto a danos.

• Controles de Operação:

  Os usuários do equipamento devem monitorar a pressão e a temperatura de operação. Registre também o volume de fluxo do fluido. Circule a solução de limpeza pelo trocador de calor em intervalos fixos.

• Desmontagem Periódica:

  Os trocadores de calor devem ser desmontados de acordo com as instruções do fabricante manualmente ou com uma ferramenta motorizada. Inspecione e limpe as superfícies e verifique se há vazamentos e corrosão nas juntas. Remonte as peças e substitua os selos e as juntas, se necessário.

• Eficiência de Transferência de Calor:

  Os usuários devem monitorar as diferenças de temperatura nos fluidos antes e depois de passar pelo trocador de calor. Uma queda na eficiência de transferência de calor pode indicar um problema de incrustação. Eles devem programar uma limpeza adicional, se necessário, para manter a eficácia da transferência de calor.

• Manutenção Preventiva:

  Aplique revestimentos protetores aos trocadores de calor circulares para resistir à corrosão ou incrustação. Isole o equipamento adequadamente para evitar perdas de calor e reduzir os custos de energia. Mantenha um registro de serviço detalhado para ter um histórico claro de todas as atividades de manutenção.

Cenários de uso para trocadores de calor circulares

Os trocadores de calor circulares são usados em muitas indústrias para transferir calor entre fluidos em vários processos.

• Indústria de alimentos e bebidas

  Os trocadores de calor circulares são usados na indústria de alimentos e bebidas para pasteurização, esterilização e regulação de temperatura de produtos alimentícios e bebidas. Por exemplo, na indústria láctea, os trocadores de calor circulares são usados para pasteurizar o leite aquecendo-o a uma temperatura específica por um determinado período antes de resfriá-lo rapidamente para manter sua qualidade e segurança.

• Indústria farmacêutica

  Na indústria farmacêutica, os trocadores de calor circulares são usados para a fabricação de medicamentos, onde o controle preciso da temperatura é crucial. Por exemplo, durante o processo de fermentação de antibióticos ou outros compostos farmacêuticos, os meios de fermentação devem ser mantidos em temperaturas específicas para garantir a atividade microbiana e o rendimento do produto ideais.

• Indústria de petróleo e gás

  Na indústria de petróleo e gás, os trocadores de calor circulares são usados nos processos de refino para resfriar ou aquecer produtos de petróleo. Por exemplo, na destilação de petróleo bruto, os trocadores de calor circulares são usados para resfriar o vapor gerado durante o aquecimento, que condensa em várias frações de produtos de petróleo, como gasolina, diesel e querosene.

• Indústria HVAC

  Os trocadores de calor circulares são amplamente usados na indústria HVAC para recuperação de calor e sistemas de ventilação. Por exemplo, em um trocador de calor ar-ar em um sistema HVAC, o ar viciado do interior de um edifício transfere seu calor para o ar fresco vindo do exterior para pré-condicioná-lo, reduzindo a energia necessária para aquecimento ou resfriamento.

• Indústria química

  Os trocadores de calor circulares são comumente usados na indústria química para reações, condensação e processos de resfriamento. Por exemplo, na produção de produtos químicos como amônia ou metanol, os trocadores de calor circulares são usados para transferir o calor gerado durante as reações exotérmicas para outras partes do processo para controle de temperatura.

Como escolher um trocador de calor circular

• Decidir sobre a superfície de transferência:

  Tanto os trocadores de calor circulares quanto os espirais são excelentes opções para plantas compactas onde o espaço é crucial. Muitas classes de trocadores de calor circulares podem fornecer altos coeficientes de transferência de calor, ocupando áreas consideravelmente menores do que os projetos tubulares ou de casco e tubo tradicionais. Isso ocorre porque os trocadores de calor espirais e circulares possuem uma área de superfície em relação ao volume significativa e seus projetos compactos e enrolados aumentam a taxa de troca de calor.

• Escolher um arranjo de fluxo simples:

  Um padrão de fluxo descomplicado é essencial para uma transferência de calor eficaz, baixa perda de pressão e estabilidade operacional. Para evitar a mistura cruzada entre os dois fluidos, é crucial fornecer caminhos retos para cada fluido juntamente com as placas circulares. Salmoura e água destilada são dois fluidos comumente usados em trocadores de calor circulares.

• Contato direto ou indireto:

  Em trocadores de calor de contato direto, dois fluidos se encontram e se misturam, o que geralmente ocorre por meio de um tubo circular. Em seguida, ocorre a separação de fase dentro de um trocador de calor circular. Normalmente envolve um processo de destilação em que as espécies de interesse são extraídas. Por outro lado, os trocadores de calor indiretos usam um fluido primário e um fluido secundário diferentes.

Q&A

P: Quais são as tendências do mercado de trocadores de calor circulares?

R: O mercado de trocadores de calor circulares tem experimentado uma expansão tremenda globalmente. O uso de trocadores de calor circulares, particularmente na indústria de trocadores de calor circulares de petróleo e gás, como destilarias e refinarias, impulsionou a demanda. Além disso, a abundância de fábricas de processamento de alimentos em todo o mundo que utilizam equipamentos de trocadores de calor circulares de refrigeração e pasteurização está impulsionando a demanda do mercado de trocadores de calor circulares.

P: Quanto tempo um trocador de calor pode durar?

R: Um trocador de calor bem conservado pode ter uma vida útil de cerca de 10 a 15 anos.

P: Os trocadores de calor são realmente necessários?

R: Os trocadores de calor são bastante essenciais. Eles permitem que as empresas reciclem energia dentro de seus processos, reduzindo os custos de combustível e energia. Eles também são bastante úteis na gestão e regulação da temperatura em um sistema.

P: O que acontece quando um trocador de calor falha?

R: Se um trocador de calor falhar, pode levar à mistura dos fluidos, que então seguirá a contaminação. Além disso, o equipamento ficará sobrecarregado e desgastado, levando a vazamentos e rachaduras subsequentes. Posteriormente, o sistema deixará de regular adequadamente a temperatura, levando a calor excessivo e, finalmente, à combustão.