Trocador de calor externo

Tipos de trocadores de calor externos

Um trocador de calor externo é um dispositivo que permite a transferência de calor entre dois fluidos ou gases sem misturá-los. Existem vários tipos de trocadores de calor projetados para uso externo.

• Trocadores de calor refrigerados a ar externos

  Os trocadores de calor refrigerados a ar usam o ar ambiente externo para resfriamento. Eles são compostos por feixes de tubos aletados, ventiladores axiais e outros acessórios. O fluido quente flui dentro dos tubos, enquanto o ar externo flui sobre o feixe de tubos. O calor é liberado para o ar e o fluido resfriado é coletado.

• Condensadores refrigerados a ar externos

  Os condensadores refrigerados a ar coletam e resfriam os refrigerantes vaporizados que resultam da transferência de calor durante os processos de refrigeração ou ar condicionado. Eles contêm serpentinas de refrigerante e ventiladores axiais. O refrigerante vaporizado quente flui pelas serpentinas. O ar ambiente externo soprado pelos ventiladores flui sobre as serpentinas. O calor do refrigerante é rejeitado para o ar e o refrigerante é condensado para um líquido.

• Trocadores de calor de tubo aletado externos

  Os trocadores de calor de tubo aletado são projetados para aumentar a área de superfície de transferência de calor usando aletas. Os tubos de base são expandidos com a resina no interior para criar um ajuste firme, em alguns casos, osmose reversa ou água desmineralizada podem ser usadas para melhorar os resultados. Com a ajuda da convecção natural e do fluxo de ar forçado ao redor das aletas, a transferência de calor é consideravelmente aprimorada. Eles são encontrados comumente em geração de energia, refino de petróleo, processamento químico e algumas outras aplicações industriais.

• Trocadores de calor de casco e tubo externos

  Eles consistem em um casco cilíndrico e um feixe de tubos longos. Em geral, o fluido quente flui dentro dos tubos, enquanto o fluido frio flui pelo espaço do casco ao redor dos tubos. Os trocadores de calor de casco e tubo externos são adequados para grandes demandas de transferência de calor e projetos compactos.

Especificação e manutenção de trocadores de calor externos

Um trocador de calor externo normalmente tem uma especificação diferente dependendo da aplicação e do tipo. Aqui está uma ideia básica dos trocadores de calor comumente disponíveis para as especificações das unidades externas:

• O material dos trocadores de calor externos geralmente será feito de cobre, alumínio, aço inoxidável ou aço carbono. Comumente, alumínio ou cobre são os materiais principais devido à sua notável condutividade térmica.
• O comprimento, a largura e a espessura de um trocador de calor externo podem variar com base no modelo e no propósito. As dimensões geralmente são determinadas pela quantidade de transferência de calor necessária e pelo espaço disponível.
• A área de superfície de um trocador de calor externo determinará quanta transferência de calor ocorre. Uma área de superfície maior é ideal para uma troca de calor eficiente entre os dois fluidos que circulam pelo trocador.
• Os trocadores de calor externos são projetados para lidar com uma pressão máxima específica, o que é crucial para determinar a função e a capacidade da unidade. Isso garante que os usuários estejam usando o trocador de calor certo para suas necessidades.
• A temperatura máxima de operação de um trocador de calor determina o uso da unidade. Isso informa se o trocador de calor é adequado para processos industriais de alta temperatura ou aplicações de refrigeração de baixa temperatura.

Como qualquer equipamento mecânico, os trocadores de calor externos também requerem manutenção. A manutenção regular pode melhorar o desempenho, prolongar a vida útil e reduzir reparos dispendiosos. Aqui estão algumas dicas de manutenção de trocadores de calor externos:

• É necessário inspecionar o trocador de calor externo regularmente. Essas inspeções podem identificar facilmente sinais de desgaste ou danos, tornando mais fácil fazer os reparos necessários.
• Os usuários devem limpar o trocador de calor regularmente para evitar qualquer acúmulo de sujeira ou corrosão que possa afetar seu desempenho.

Seja o trocador de calor refrigerado a ar ou a água, seguir as instruções do fabricante ao fazer a manutenção é fundamental. As diretrizes fornecidas ajudarão a realizar a manutenção adequadamente sem assumir riscos desnecessários.

Cenários

A ampla gama de aplicações para trocadores de calor atesta sua importância. Geralmente, os trocadores de calor são usados nas seguintes indústrias e aplicações:

• Sistemas HVAC

  Tanto os trocadores de calor internos quanto externos são componentes cruciais da indústria HVAC. Eles são geralmente encontrados em residências, edifícios comerciais e instalações industriais. Especificamente, os trocadores de calor de placas e os trocadores de calor tubulares são prevalentes. Eles são usados para regular as temperaturas internas, controle de umidade e ar fresco interno.

• Automotivo

  Veículos automotivos possuem diferentes trocadores de calor que facilitam o desempenho do motor, o conforto dos passageiros e outros. Por exemplo, o radiador do carro é uma excelente ilustração de um trocador de calor externo do carro que transfere o calor do motor para resfriar o veículo. Isso permite que o motor funcione na temperatura adequada.

• Geração de Energia

  Nesta indústria, os trocadores de calor desempenham um papel nos sistemas PPP que criam diferentes formas de energia. Por exemplo, as turbinas a gás utilizam trocadores de calor ar-ar. Eles recuperam o calor dos gases de exaustão para pré-aquecer o ar de combustão. Em usinas nucleares e termelétricas, os trocadores de calor transferem calor do reator nuclear ou caldeira para produzir vapor para acionar turbinas e gerar eletricidade.

• Processamento de Alimentos e Bebidas

  A indústria de alimentos e bebidas depende de trocadores de calor para os processos de esterilização e pasteurização de produtos alimentícios. Além disso, eles são usados para transferir e aquecer o calor na indústria alimentícia para extrair e processar laticínios, açúcar, álcool e amido.

• Embalagem

  Instalações de grande escala que se especializam na produção de produtos embalados farão uso de trocadores de calor para reciclar e capturar calor. Isso ocorre principalmente nos processos de aquecimento e secagem. Ajuda a minimizar o consumo de energia.

• Marítimo e Offshore

  Aplicações marítimas e offshore (como a indústria de petróleo e gás) utilizam trocadores de calor na forma de trocadores de calor de placas, ar e tubulares. Os trocadores de calor são necessários para maximizar a extração de energia, resfriar equipamentos e gerenciar o calor em instalações e plataformas em terra e no mar.

Como escolher trocadores de calor externos

Ao selecionar um trocador de calor externo, vários fatores devem ser considerados para garantir o desempenho ideal.

• Requisitos da Aplicação

  O primeiro passo é entender os requisitos específicos da aplicação. Qual é o tipo de fluido que está sendo usado no trocador de calor e sua faixa de temperatura? Existe a possibilidade de corrosão e incrustação? Para alcançar a eficiência, selecione o trocador de calor mais adequado com base na queda de pressão.

• Desempenho Térmico

  Selecione um trocador de calor externo com excelente desempenho térmico. Isso ajuda a maximizar a transferência de energia e minimizar a perda de calor. Deve ser compacto e fácil de instalar em espaços limitados.

• Durabilidade

  Garantir que o trocador de calor seja durável o suficiente para uso externo. Ele deve ter a resistência para suportar condições climáticas adversas. Também deve ser resistente a danos causados por impurezas ambientais como poeira e areia.

• Manutenção

  Um trocador de calor externo que requer manutenção constante de equipamentos pode ser caro e demorado. Selecione o trocador de calor que seja fácil de manter e reparar. Limpeza e inspeção opcionais reduzem o custo de manutenção periódica.

Perguntas e respostas sobre trocadores de calor externos

P: O que são os trocadores de calor bifásicos?

R: Os trocadores de calor bifásicos são usados para transferir calor entre duas fases da matéria, como sólido, líquido e gás. Eles são comumente usados em caldeiras, condensadores e refrigeradores.

P: Qual a diferença entre um trocador de calor de contrafluxo e um trocador de calor de fluxo paralelo?

R: Em um trocador de calor de contrafluxo, os dois fluidos estão fluindo em direções opostas, enquanto, em um trocador de calor de fluxo paralelo, os fluidos estão fluindo na mesma direção. Os trocadores de calor de contrafluxo são mais eficientes que os de fluxo paralelo.

P: O que é um trocador de calor compacto?

R: Um trocador de calor compacto tem uma grande área de superfície em relação ao seu volume, o que permite que ele transfira calor de forma eficiente. Trocadores de calor de placas e de aletas dobradas são exemplos.

P: Qual é o custo de um trocador de calor externo?

R: O custo de um trocador de calor externo depende do seu tipo, material, tamanho e eficiência. Os condensadores podem custar entre alguns milhares e dez mil. Os compradores devem solicitar orçamentos de diferentes fornecedores e comparar seus preços e desempenho do trocador de calor.