De trocador de calor

Tipos de trocadores de calor

Processos industriais geralmente exigem algum tipo de trocador de calor. Nas páginas a seguir, detalharemos alguns trocadores de calor típicos.

• Trocador de calor de placas

  Ao procurar trocadores de calor industriais, o trocador de calor de placas é uma opção comum. Ele consiste em várias placas finas com juntas selantes, compactadas. Essas placas permitem que dois fluidos fluam através de canais entre elas. As pessoas apreciam o design do trocador de calor de placas porque ele utiliza o espaço de forma eficiente e é bom na transferência de calor. Pode ser ajustado para atender às necessidades específicas. No entanto, é importante lembrar que a placa e suas juntas selantes podem se desgastar com o tempo e precisam ser substituídas.

• Trocador de calor de parafuso

  Um trocador de calor de parafuso tem um design muito longo. É feito de muitas ranhuras que se encaixam umas nas outras. O fluido quente e o fluido frio são colocados nas ranhuras. Os dois fluidos são separados por uma parede fina, mas ainda estão próximos o suficiente para transferir calor. Isso significa que o fluido quente pode esfriar e o fluido frio pode aquecer. Quando se trata de transferência de calor, os trocadores de calor de parafuso são muito bons. Eles são perfeitos para ambientes industriais que precisam processar grandes quantidades de líquidos. Eles podem lidar com diferentes tipos de líquidos com níveis variáveis de viscosidade. Um benefício adicional é que eles podem ser facilmente desmontados para limpeza e manutenção.

• Trocador de calor espiral

  Um trocador de calor espiral é composto por um tubo longo que faz curvas em forma de espiral. Em muitas aplicações, o trocador de calor espiral está localizado dentro de um tanque. Ambos os tipos de trocadores de calor espiral podem circular um único fluido que é aquecido ou resfriado por outro fluido que circula pelo tanque.

• Trocador de calor de tubo duplo

  Um trocador de calor de tubo duplo é feito de dois tubos. Um tubo menor está dentro do outro tubo maior. O fluido quente passa pelo tubo menor, e o fluido frio passa pelo tubo maior. Os dois fluidos são separados por uma parede fina entre os dois tubos. O calor é transferido do fluido quente para o fluido frio através da parede. Os trocadores de calor de tubo duplo são amplamente utilizados em refinarias de petróleo.

Especificações e Manutenção de Trocadores de Calor

As especificações do produto dos trocadores de calor industriais variam de acordo com os tipos de trocadores de calor, modelos, aplicações e fabricantes para fornecer soluções personalizadas para as necessidades específicas das empresas. A tabela a seguir resume as especificações

• Materiais: Os trocadores de calor são feitos de metais condutores de calor como cobre, alumínio, latão, aço carbono ou aço inoxidável, que oferecem excelentes propriedades de transferência de calor. Revestimentos de zinco e epóxi são usados em alguns trocadores de calor para evitar corrosão, enquanto o titânio é usado para desempenho de alta resistência e resistência à água do mar em indústrias offshore.
• Tamanhos e Capacidades: Cada indústria tem necessidades diferentes, por isso os trocadores de calor vêm em diferentes tamanhos e capacidades. Alguns são pequenos e cabem em espaços apertados, enquanto outros são grandes para grandes fábricas. A maneira como eles funcionam também muda dependendo da quantidade de calor que eles precisam lidar.
• Classificações de Pressão e Temperatura: Os trocadores de calor podem resistir a altas temperaturas e pressões. Eles podem chegar a 50 bar ou mais. O limite de temperatura é de até 600 °C. Eles podem lidar com ambientes extremos, como aqueles encontrados em plantas químicas ou refinarias de petróleo.
• Eficiência: A eficácia é o quão bem o trocador de calor faz seu trabalho de transferência de calor sem usar muita energia. É representado pelo seu coeficiente de transferência de calor geral (valor U). Este coeficiente mede a facilidade com que o calor passa pelo trocador de calor. Quanto maior o número, melhor ele funciona em comparação com outros.

Manutenção geral

Os trocadores de calor precisam de manutenção, que é feita regularmente. As empresas podem prolongar sua vida útil e mantê-las funcionando melhor seguindo as instruções dos fabricantes sobre como cuidar das máquinas. Basicamente, é importante inspecionar o trocador de calor com frequência e verificar se há corrosão, vazamentos e entupimentos. Além disso, manter um controle rigoroso sobre seu desempenho ajuda a identificar pequenos problemas antes que se tornem grandes problemas danosos que custarão mais para consertar mais tarde. Limpá-lo regularmente também é muito importante, como remover quaisquer depósitos de fluidos de alimentação, que podem entupir suas superfícies com o tempo. A transferência de calor se torna mais eficiente quando mantida limpa. Outra coisa? A lubrificação de quaisquer partes móveis - se houver - em um trocador de calor de placas soldadas - deve ser feita de acordo com a graxa especificada pelo fabricante - ajuda a reduzir o desgaste. Para maior proteção, ânodos galvânicos catódicos ou de sacrifício podem ser usados para proteger contra corrosão localizada em locais dentro de trocadores de calor de serviço de água que são conhecidos por serem propensos a tais condições.

Aplicações de trocadores de calor

As indústrias que utilizam máquinas e sistemas de trocadores de calor para uso industrial incluem as seguintes.

• Usinas de Energia / Geração de Energia

  Os trocadores de calor são dispositivos importantes na produção de energia a partir de combustíveis fósseis, usinas nucleares, energia hidrelétrica, combustíveis de hidrocarbonetos, biomassa e outras fontes de energia térmica. Nessas usinas, os trocadores de calor eliminam o excesso de calor de motores, cilindros e mancais. Eles também resfriam óleo lubrificante, geradores e outros equipamentos. Além disso, os trocadores de calor auxiliam na geração de vapor através da fervura da água. O vapor é então usado para girar turbinas que geram energia elétrica. Torres de resfriamento (úmidas/secas) também são tipos de trocadores de calor que rejeitam calor para a atmosfera.

• A Indústria Automobilística

  O setor automotivo utiliza o trocador de calor para dissipar o excesso de calor do motor e manter as temperaturas de operação. Os trocadores de calor também são usados para resfriar o óleo do motor e o fluido de transmissão dos veículos. Além disso, o trocador de calor é aplicado nas unidades de ar condicionado do carro e nos radiadores.

• A Indústria de Petróleo e Gás

  Os trocadores de calor são vitais para a separação de produção, evaporação de água, dessalinização de petróleo bruto, gaseificação de carvão, liquefação de carvão, refino de petróleo e processamento de gás natural. No setor de refino de petróleo, os trocadores utilizam gases de combustão de alta temperatura para aquecer o petróleo bruto. Alguns trocadores de calor podem realizar a troca de calor mesmo na presença de substâncias corrosivas, utilizando ligas especiais.

• A Indústria de Processamento de Alimentos

  Os trocadores de calor pasteurizam alimentos de forma eficiente e controlam os processos. Por exemplo, eles vão aquecer o leite cru frio antes que ele seja resfriado para matar microrganismos. Eles também resfriam os alimentos sistematicamente para preservá-los e reduzir as despesas de energia. Diferentes tipos de trocadores de calor, como trocadores de placas e trocadores tubulares, são usados na indústria de processamento de alimentos. As indústrias de processamento de alimentos aplicam essas máquinas para fazer produtos lácteos, sucos de frutas e vegetais, líquidos, geleias e sopas. Os fabricantes os fabricam de acordo com os padrões de higiene alimentar.

• A Indústria HVAC

  Em sistemas de aquecimento e refrigeração de ar a bordo de navios e outras embarcações, a indústria HVAC (aquecimento, ventilação e ar condicionado) utiliza trocadores de calor. Ele utiliza trocadores ar-ar, bem como trocadores ar-água do mar. Esses trocadores transferem calor do ar interior do navio para a água do mar, que está aberta a uma temperatura ambiente mais alta. As asas de moscas antibacterianas feitas de alumínio são um dos componentes especializados utilizados em sistemas HVAC marinhos. Eles auxiliam na transferência rápida de calor e melhoram a eficiência da troca de calor entre o ar e o refrigerante. Através do controlador anticorrosivo, esses tubos de troca de calor do ar condicionado podem resistir à corrosão da água do mar e têm uma vida útil de mais de dez anos sob condições rigorosas de ar condicionado marinho.

Como escolher trocadores de calor

Selecionar o trocador de calor industrial certo é importante para garantir a qualidade e o desempenho dos processos industriais, otimizar a transferência de energia e minimizar os custos operacionais. Considere os seguintes fatores antes de comprar um trocador de calor:

• Requisitos do processo

  Verifique a vazão volumétrica, a queda de pressão e a variação de temperatura do gás permitida do meio de trabalho do sistema para garantir que o trocador de calor selecionado possa atender à capacidade de transferência de calor e manter a estabilidade do processo.

• Ambiente de operação

  Escolha materiais e configurações que possam resistir à corrosão e danos do ambiente de operação para garantir a durabilidade e confiabilidade do trocador de calor.

• Eficiência energética e desempenho

  Selecione trocadores de calor com eficiência térmica e coeficientes de troca adequados para otimizar o consumo de energia e reduzir os custos operacionais.

• Manutenção e limpeza

  Considere os métodos de manutenção e limpeza para trocadores de calor para garantir o desempenho e a estabilidade de longo prazo.

• Custo e orçamento

  Considerando o custo inicial e o custo operacional dos trocadores de calor, selecione equipamentos que sejam economicamente viáveis e que estejam dentro das restrições orçamentárias.

Concentre-se no desempenho e na adaptabilidade do trocador de calor para as necessidades do negócio. Antes da decisão final, é aconselhável comparar diferentes marcas e modelos e consultar fornecedores e engenheiros profissionais.

Trocadores de calor Perguntas e Respostas

P1: Como funciona um trocador de calor?

A1: Os trocadores de calor funcionam transferindo calor do fluido/gás quente para o fluido/gás frio sem misturar um ao outro. A transferência de calor pode ocorrer por condução ou convecção através de uma parede separadora.

P2: Por que os trocadores de calor são importantes?

A2: Os trocadores de calor são muito importantes em sistemas de gestão térmica. Eles desempenham papéis cruciais em diferentes aplicações industriais, como conservação de energia, redução de impactos ambientais e melhoria da eficiência.

P3: Quais os tipos de trocadores de calor existentes?

A3: Existem muitos trocadores de calor utilizados nas indústrias. Alguns exemplos comuns são o trocador de calor de casco e tubo, o trocador de calor de placas, o trocador de calor refrigerado a ar, o trocador de calor de tubo duplo e o trocador de calor espiral.

P4: Quais são as vantagens dos trocadores de calor?

A4: Os trocadores de calor são muito eficientes. Eles ajudam a reduzir os custos de energia. Ao mesmo tempo, eles permitem que as empresas aproveitem ao máximo o calor gerado em diferentes processos. Isso prolonga a vida útil das máquinas.