Trocador de calor de refrigerador

Tipos de trocadores de calor de geladeira

Um trocador de calor é o principal componente de uma geladeira. Ele desempenha a função essencial de permitir que a amônia libere calor para converter-se de volta ao estado gasoso depois de ter sido condensada em um líquido. O trocador de calor da geladeira vem em diferentes tipos com base no conceito de fluxos cruzados, fluxos contracorrentes, fluxos concorrentes e mecanismos de fluxo de cima para baixo.

• Trocador de calor de fluxo cruzado:

Em um trocador de calor de fluxo cruzado, dois fluidos fluem perpendicularmente um ao outro. O calor é transferido de um fluido para o outro à medida que eles se encontram. O design de fluxo cruzado permite o uso de múltiplos feixes de tubos com o mesmo conceito.

Exemplos típicos de trocadores de calor de fluxo cruzado são trocadores refrigerados a ar e trocadores ar-líquido. No entanto, nem todos os trocadores de calor de fluxo cruzado são unidades de refrigeração/aquecimento. Alguns projetos são chamados de unidades reversíveis, o que significa que o fluido pode inverter sua direção de fluxo.

• Trocador de calor contracorrente:

Um trocador de calor contracorrente é um dispositivo no qual os dois fluidos fluem em direções opostas um ao outro. O gradiente de temperatura e a velocidade aumentam, aumentando assim a taxa de transferência de calor dentro da unidade. Um trocador de calor contracorrente é mais compacto que seu homólogo de fluxo cruzado e fornece maior eficiência em um tamanho muito menor.

Um trocador de calor contracorrente é comumente usado em trocadores de calor de dupla tubulação. No entanto, de acordo com estudos anteriores, os trocadores de calor contracorrente e de fluxo cruzado tiveram desempenho semelhante em termos de eficiência energética.

• Trocador de calor de fluxo concorrente:

Como o nome sugere, um trocador de calor concorrente é um aparelho no qual dois fluidos se movem na mesma direção. Devido a esse movimento, a temperatura de ambos os fluidos se torna igual em um determinado ponto. Esse fenômeno torna o trocador de calor de fluxo concorrente menos eficaz do que os modelos de fluxo cruzado ou contracorrente. Em casos extremos, pode até exigir mais energia para extrair calor da fonte.

Embora existam alguns dados teóricos para apoiar os traços de desempenho superior dos trocadores de calor de fluxo cruzado e contracorrente, os fabricantes ainda preferem modelos concorrentes devido à sua simplicidade e baixos custos operacionais.

• Trocador de calor de fluxo de cima para baixo:

As unidades de trocador de calor de fluxo de cima para baixo têm tubos verticais. Dois fluidos fluem em direções opostas dentro dos feixes de tubos. As forças da gravidade e da flutuação ajudam a acelerar o movimento dos fluidos em um trocador de calor vertical.

Tal configuração é ideal para uma geladeira de amônia. O trocador de calor de fluxo de cima para baixo se encaixa perfeitamente em um design compacto de geladeira de absorção de gás. Ele também pode ser usado em geladeiras de acampamento com sistemas de refrigeração evaporativa.

Especificação e manutenção

• Tipos de trocadores de calor de geladeira

  A tabela a seguir resume as especificações de vários trocadores de calor usados em máquinas de geladeira para diferentes propósitos.

  Tipo de trocador de calor de geladeira	Especificação
  Trocador de calor de casco e tubo	O diâmetro do tubo usado comumente é 19,05 mm, com um comprimento regular de 6 a 12 m. Normalmente, existem 12 a 15 fileiras de tubos.
  Trocador de calor de dupla tubulação	O diâmetro usado comumente para o tubo externo é 25,4 mm e para o tubo interno é 15,88 mm. O comprimento é geralmente de 1 a 3 m.
  Trocador de calor de placas	Normalmente, existem 30 a 70 placas. O comprimento da placa varia de 0,3 m a 1,2 m e a largura varia de 0,2 m a 0,8 m.
  Trocador de calor de tubo com aletas	O diâmetro do tubo é 50,8 mm para a dimensão externa. O comprimento é de 2 m para simplex e 1,5 m para dual; a largura é de 1 m para compacto.
  Trocador de calor espiral	Largura: 0,6 a 2,4 m Comprimento: 1,2 a 3,6 m Diâmetro: 0,5 a 1 m A personalização de acordo com os requisitos dos clientes está disponível.
  Trocador de calor refrigerado a ar	Tamanho do quadro da máquina: 2000 * 1500 * 2500; capacidade de troca de calor: 300 toneladas; quantidade de refrigeradores de ar: 10 peças; modelo: BEB600 typhoon.
  Trocador de calor refrigerado a água	Tamanho do quadro da máquina: 2100 * 1600 * 2500; capacidade de troca de calor: 250 toneladas; quantidade de refrigeradores de água: 8 peças; modelo: BEW800 typhoon.
  Trocador de calor do condensador evaporativo	Dimensão geral: 3200 * 2000 * 2300; capacidade de refrigeração: 450 toneladas; tipo de condensador: deriva/movimento induzido.
  Trocador de calor de placa e tubo	Aço inoxidável S304, S316 usado comumente; a altura/comprimento/largura pode ser personalizada de 1,5 m/1,2 m/1,0 m a 2,1 m/1,8 m/1,5 m.

• Manutenção

  É essencial manter o trocador de calor da geladeira. Desprezá-lo pode representar riscos de segurança, levando a problemas como vazamento de refrigerante, superaquecimento e riscos potenciais de explosão. Além disso, um condensador evaporativo irregular pode causar desperdício de energia e despesas desnecessárias. Estudos mostram que a manutenção regular pode estender a vida útil da máquina em pelo menos cinco anos e reduzir os custos de reparo em até 30%.

  A lista a seguir resume algumas dicas de manutenção rotineira do trocador de calor da geladeira:

  • Limpe o trocador de calor mensalmente. Crie um plano de manutenção do trocador de calor após consultar um profissional.
  • Instale um filtro no circuito de refrigerante para evitar que impurezas circulem e obstruam a parte interna do trocador.
  • Use revestimento anticorrosivo para trocadores expostos a elementos ambientais para prolongar sua vida útil.
  • Lubrifique os componentes móveis, como mancais do ventilador, para garantir uma operação suave e silenciosa.
  • Controle a exposição à umidade dos condensadores evaporativos o máximo possível. Alta umidade pode levar ao crescimento de mofo que reduzirá a eficiência da transferência de calor.
  • Instale um ventilador ou soprador para promover a circulação de ar ao redor do trocador de calor e evitar o acúmulo excessivo de umidade.

  Ao seguir as dicas de manutenção acima, será fácil manter o trocador de calor da geladeira operando em condições ótimas, garantindo assim o desempenho geral e a longevidade do eletrodoméstico.

Cenários

Os trocadores de calor são usados em várias indústrias e aplicações. Aqui estão alguns dos cenários comuns de uso de trocadores de calor.

• Refrigeração e ar condicionado:

  O trocador de calor da geladeira, que compreende o condensador, evaporador e serpentinas, desempenha um papel em refrigeradores e freezers. Os trocadores de calor também mantêm os sistemas de trabalho dos condicionadores de ar externos ao espaço que está sendo condicionado.

• HVAC:

  Os trocadores de calor são encontrados no projeto de muitos sistemas HVAC. Eles permitem que o sistema maximize a recuperação de calor do ar de exaustão. Os trocadores de calor de gases de combustão em chaminés recuperam o calor dos gases de combustão em caldeiras, fornos industriais ou usinas de energia para pré-aquecer a água de alimentação.

• Geração de energia:

  Os condensadores de turbinas a vapor em usinas de energia são grandes unidades de trocador de calor. Eles desempenham a tarefa crucial de resfriar o vapor até que ele condense de volta para a água. Isso permite que a água circule de volta para a caldeira para manter a eficiência.

• Indústria de processamento de alimentos e bebidas:

  As indústrias de processamento de alimentos e bebidas usam trocadores de calor para pasteurizar fluidos como sucos, leite e bebidas. Eles também são usados para resfriar os produtos até a temperatura ambiente.

• Produtos farmacêuticos:

  As empresas farmacêuticas usam trocadores de calor na produção de medicamentos e suprimentos médicos. Eles são usados para controlar a temperatura durante reações químicas, esterilização e processos de pasteurização.

• Energia renovável:

  Os trocadores de calor são componentes cruciais em sistemas de energia renovável. Por exemplo, em sistemas solares térmicos, eles transferem calor dos painéis coletores para circuitos de fluidos para aquecimento ou aquecimento de água. Em sistemas de energia geotérmica, os trocadores de calor transferem calor entre o solo ou a água e uma bomba de calor para extrair energia.

Como escolher trocadores de calor de geladeira

Para compradores comerciais, a chave para fortes vendas reside na seleção de condensadores de geladeira que atendam às necessidades de seus clientes-alvo.

• Entenda o mercado-alvo;

  Primeiro, ao escolher um trocador de calor de geladeira, é essencial conhecer as necessidades da base de clientes-alvo. São clientes comerciais ou usuários residenciais? Se a principal base de clientes é composta por usuários comerciais, como supermercados e restaurantes, concentre-se na seleção de condensadores de maior capacidade que podem lidar com as necessidades de refrigeração de alto volume. Se o mercado residencial é o foco principal, tente escolher condensadores que sejam relativamente menores em tamanho, mas eficientes e que economizem espaço.

• Considere diferentes refrigerantes;

  Familiarize-se com vários refrigerantes e suas aplicações. Refrigerantes como R22, R410A e R407C são comumente usados em trocadores de calor. Considere a compatibilidade entre o trocador de calor e o refrigerante para garantir desempenho e eficiência ótimos.

• Avalie a eficiência energética;

  No mundo de hoje, a eficiência energética se tornou uma consideração importante para os consumidores. Selecione trocadores de calor com alta eficiência energética, o que pode reduzir os custos operacionais para os clientes e economizar uma quantia considerável em contas de energia. Ao mesmo tempo, ser ecologicamente correto também é um critério essencial para seleção.

• Pense sobre o custo-benefício;

  Equilibre a relação entre preço e desempenho. Embora seja crucial controlar os custos no processo de compra, concentre-se na seleção de trocadores de calor que oferecem excelente desempenho e durabilidade para garantir o uso a longo prazo e sem problemas. Escolher os condensadores que oferecem bons períodos de garantia e suporte ao cliente também ajudará os compradores comerciais a atender às necessidades de seus clientes no futuro.

Perguntas e respostas sobre trocadores de calor de geladeira

P: A geladeira precisa de um trocador de calor?

R: As geladeiras precisam de trocadores de calor para funcionar. Sem eles, a geladeira não removeria o calor de dentro da geladeira e os alimentos não permaneceriam frescos.

P: Por que precisamos de trocadores de calor?

R: Os trocadores de calor desempenham a função vital de transferir calor de um fluido para outro. Sem eles, muitos sistemas modernos não existiriam, como refrigeração, geração de energia, refino de petróleo, HVAC e motores automotivos.

P: Os trocadores de calor podem ser reparados?

R: Em alguns casos, os trocadores de calor podem ser reparados usando métodos como soldagem, brasagem ou limpeza de cabos hidráulicos. No entanto, é essencial observar que nem todos os trocadores de calor são adequados para reparos e determinar se um dispositivo precisa de reparo ou substituição é melhor deixado para um técnico qualificado.

P: Todos os trocadores de calor são iguais?

R: Nem todos os trocadores de calor são iguais. Diferentes unidades são projetadas para otimizar a transferência de calor para aplicações e fluidos específicos. Mesmo em sistemas de refrigeração, os trocadores de calor podem diferir em design e função.