Trocador térmico elétrico

Tipos de trocadores de calor elétricos

Um trocador de calor elétrico (EHE) é um dispositivo elétrico que cria uma troca de calor através do fluxo de energia elétrica. Com base no projeto e no princípio de operação, pode ser classificado nos seguintes tipos principais.

• Trocadores de calor elétricos de tubo serpentina: Geralmente consistem em um feixe de tubos em que um fluido circula pelo tubo e um fluido com temperatura diferente flui fora do tubo. Esses trocadores de calor são adequados para aplicações de alta vazão.
• Trocadores de calor elétricos de placas: São montados empilhando várias placas para formar uma superfície grande. E a troca de fluido acontece através da placa. O princípio de funcionamento é o mesmo dos trocadores de calor de tubo serpentina. Além disso, várias configurações de placas estão disponíveis para aplicações variadas. No entanto, os trocadores de placas geralmente se limitam a vazões mais baixas e fluidos mais viscosos.
• Trocadores de calor elétricos de casco e tubo: Contém um conjunto de tubos dentro de um casco. Normalmente, o fluido que flui através do casco é chamado de fluido de resfriamento, enquanto o que flui através do tubo é chamado de fluido de aquecimento. O calor é transferido do fluido de aquecimento para o fluido de resfriamento através da parede do tubo. Além disso, os trocadores de calor de casco e tubo oferecem grande flexibilidade para aplicações industriais em larga escala.
• Trocadores de calor elétricos refrigerados a ar: Normalmente usam um ventilador para resfriar gases ou líquidos quentes, dissipando o calor no ar. Eles são adequados para aplicações externas e localizados em lugares com menos acesso.
• Trocadores de calor elétricos de tubo duplo: Possuem dois tubos concêntricos, com um fluido fluindo pelo tubo interno e o outro fluido trocando calor no tubo externo. O trocador de tubo duplo é adequado para aplicações em pequena escala onde a diferença de temperatura entre os dois fluidos é alta.

Especificações e manutenção do trocador de calor elétrico

As especificações de um trocador de calor elétrico variam de acordo com o modelo, fabricante e aplicação pretendida. No entanto, algumas especificações gerais incluem as seguintes.

• Tamanho: O tamanho de um trocador de calor elétrico é determinado pelas dimensões e pelo peso. Os trocadores de calor elétricos estão disponíveis em vários tamanhos para atender às diferentes aplicações. Um trocador de calor elétrico pequeno típico mede 406 mm de comprimento, 356 mm de largura e 825 mm de altura. Ele pesa cerca de 323 kg. No entanto, os trocadores de calor elétricos grandes podem medir até 1600 mm de comprimento, 800 mm de largura e 1960 mm de altura, com um peso de cerca de 4735 kg.
• Pressão de operação: A pressão de operação é a pressão máxima na qual um trocador de calor elétrico pode operar sem desenvolver nenhuma falha. As trocas de calor elétricas têm pressões máximas de operação variáveis. Alguns modelos pequenos podem lidar com uma pressão máxima de operação de 6 bar, enquanto os modelos grandes com construções de corpo mais robustas podem lidar com até 25 bar ou mais.
• Diferença de temperatura máxima: Um trocador de calor elétrico tem uma faixa especificada de diferença de temperatura entre o fluido que entra e sai de cada lado do trocador. A diferença de temperatura influencia a taxa de transferência de calor e a eficiência do trocador.
• Materiais: Um trocador de calor elétrico é fabricado a partir de materiais específicos que são compatíveis com os fluidos que estão sendo aquecidos ou resfriados. Além disso, os materiais devem suportar as temperaturas e pressões máximas dentro do sistema.

Para estender a vida útil de seu trocador de calor elétrico e evitar substituições frequentes, os compradores procuram dicas de manutenção de trocadores de calor elétricos. Um trocador de calor elétrico bem conservado opera de forma otimizada, prolongando sua vida útil. Aqui estão algumas dicas de cuidado e manutenção para um trocador de calor elétrico:

• Os usuários devem inspecionar o trocador de calor regularmente para detectar vazamentos, corrosão ou sinais de danos.
• Os usuários devem lubrificar as peças móveis para evitar desgaste.
• Além disso, os usuários devem garantir o aterramento e o isolamento elétricos adequados para evitar riscos de choque elétrico e proteger contra falhas.
• Os usuários também devem monitorar a temperatura e a pressão de operação regularmente para garantir que permaneçam dentro da faixa recomendada.

Cenários de trocadores de calor elétricos

O consumo de energia elétrica dos trocadores de calor elétricos é geralmente muito menor do que o do aquecimento elétrico (resistência) e é adequado para várias aplicações de aquecimento para muitas indústrias.

• Aquecimento de casas e sistemas de água quente

  Em um sistema típico de aquecimento central, a caldeira fornece água quente, que então viaja através dos canos e radiadores, transferindo calor para a casa. Um trocador de calor elétrico dentro do sistema pode utilizar outras fontes de calor, por exemplo, o excesso de calor gerado por painéis solares ou uma unidade de recuperação de calor, em vez de depender apenas de eletricidade ou combustíveis fósseis.

• Indústrias agrícolas

  A indústria agrícola pode se beneficiar dos trocadores de calor elétricos em muitos aspectos, por exemplo, em criadouros de aves, onde os trocadores de calor elétricos podem ser usados para transferir calor para os galinheiros para manter uma temperatura constante e desejável. Portanto, as galinhas não ficam estressadas, pois isso pode afetar seu crescimento e o desempenho geral da fazenda.

• Processamento de alimentos e bebidas

  As indústrias de processamento de alimentos e bebidas frequentemente enfrentam a necessidade de aquecer líquidos, normalmente óleos, sucos, leite, etc., em grandes quantidades; os trocadores de calor elétricos são úteis nessas indústrias. Eles podem aquecer os líquidos de forma eficiente e precisa até temperaturas específicas, por exemplo, ao pasteurizar produtos lácteos como queijo e iogurte ou ferver óleos de cozinha até o calor necessário para fritar.

• Fabricação industrial

  Os trocadores de calor elétricos são amplamente utilizados em instalações industriais para aquecer áreas, água e matérias-primas. As áreas que precisam ser aquecidas podem incluir fábricas, oficinas, armazéns, etc. A água pode ser aquecida até 90°C - 95°C. E para as matérias-primas, por exemplo, nas indústrias químicas e plantas de processamento, matérias-primas como líquidos viscosos, óleos, etc., precisam ser aquecidas até uma temperatura específica para atingir uma consistência desejada para serem processadas através do sistema.

• Sistemas HVAC

  Os trocadores de calor são cruciais nos sistemas HVAC (aquecimento, ventilação e ar condicionado), e os trocadores de calor elétricos não são exceção. O papel de um trocador elétrico em um sistema HVAC é transferir calor entre o ar e a água, o que pode levar ao controle de temperatura e à regulação de umidade desejáveis.

• Aplicações marinhas

  Os trocadores de calor elétricos são normalmente encontrados em aplicações marinhas a bordo de navios e barcos. Eles servem para diferentes propósitos, por exemplo, transferir o calor residual do motor para pré-aquecer o combustível ou resfriar o óleo de lubrificação do motor e os circuitos de resfriamento.

• Aplicações marinhas

  Os trocadores de calor elétricos são normalmente encontrados em aplicações marinhas a bordo de navios e barcos. Eles servem para diferentes propósitos, por exemplo, transferir o calor residual do motor para pré-aquecer o combustível ou resfriar o óleo de lubrificação do motor e os circuitos de resfriamento.

Como escolher trocadores de calor elétricos

As seguintes dicas podem ajudar os compradores comerciais a selecionar unidades de trocadores de calor elétricos adequadas para suas operações.

• Avalie as necessidades de aquecimento da empresa

  Use variáveis de trocadores de calor elétricos, como temperatura, capacidade e pressão, para analisar toda a demanda de aquecimento industrial. Essa avaliação ajuda a identificar o tipo e a capacidade necessários do trocador de calor.

• Considere a transferência de calor

  Escolha o trocador de calor que oferece o melhor método de transferência (por exemplo, transferência direta ou transferência indireta através de um fluido circulante). Esse processo termodinâmico deve atender eficazmente às necessidades da aplicação do negócio.

• Avalie os requisitos do sistema de controle

  Selecione um trocador de calor elétrico com controles compatíveis. Os controles devem se integrar bem a outros sistemas de automação empresarial ou unidades de controle existentes.

• Determine o espaço disponível

  Considere os modelos de trocadores de calor compactos, pois são ideais para instalações com espaço limitado. Certifique-se de que haja acesso adequado para manutenção e serviço.

• Avalie a eficiência energética

  Selecione um modelo de trocador de calor com uma classificação de alta eficiência energética. Fazer isso ajudará a minimizar o consumo de energia e os custos operacionais a longo prazo.

• Explore opções de escalabilidade

  Considere um trocador de calor que oferece um design modular. As unidades modulares dão espaço para futuras expansões ou escalonamento do sistema para atender ao crescimento potencial do negócio.

Perguntas e respostas sobre trocadores de calor elétricos

P: Qual é o objetivo de um trocador de calor elétrico?

R: Um trocador de calor elétrico permite a transferência de energia térmica entre dois ou mais fluidos sem que os fluidos entrem em contato direto um com o outro. Os fluidos podem incluir água, óleo, gás refrigerante, etc.

P: Quais são as vantagens dos trocadores de calor elétricos?

R: Os trocadores de calor elétricos são compactos e ocupam espaços de instalação relativamente pequenos. Não há mistura dos dois fluidos, portanto, eles reduzem o risco de contaminação cruzada. Os dispositivos proporcionam alta eficiência térmica e garantem que a perda de calor seja mínima. Os trocadores de calor elétricos impedem a mistura direta de fluidos, mas permitem a transferência de calor entre eles. Eles são fáceis de instalar e podem ser adaptados para se ajustar a várias aplicações industriais.

P: Quais são os principais tipos de trocadores de calor elétricos?

R: Os tipos mais comuns de trocadores de calor elétricos são trocadores de calor de placas, trocadores de calor corrugados, trocadores de calor tubulares, trocadores de calor espirais e trocadores de calor refrigerados a ar.

P: Como um trocador de calor elétrico funciona?

R: O princípio de funcionamento de um trocador de calor elétrico varia de acordo com o tipo específico, mas geralmente envolve dois ou mais fluidos fluindo por diferentes canais. Placas condutoras separam os canais. As placas então transferem calor entre os fluidos e aumentam ou diminuem suas temperaturas.