Projeto de trocadores de calor de placas

Tipos de Designs de Trocadores de Calor de Placas

Trocadores de calor de placas consistem em muitas placas finas que transferem calor entre dois fluidos. Os fluidos fluem através de canais formados entre as placas. O design da própria placa contribui para a transferência eficaz de calor entre os fluidos. A seguir, é apresentada uma análise de alguns dos tipos de trocadores de calor de placas.

• Trocador de Calor de Placas Regular: Consiste em placas com o mesmo tamanho e varia em espessura. A configuração melhora a área de superfície que entra em contato com os fluidos que fluem através dela. O design é eficiente na transferência de uma grande quantidade de calor em um curto período de tempo. Além disso, há uma redução na quantidade de material necessária para fazer as unidades.
• Trocador de Calor de Placas Assimétrico: Ao contrário do trocador de calor de placas regular, o trocador de calor assimétrico possui placas de diferentes tamanhos e espessuras. Eles são projetados especificamente para se ajustar a aplicações específicas. Além disso, a personalização ajuda a criar mais canais que aprimoram o movimento do fluido na unidade. Portanto, melhora a transferência de calor.
• Trocador de Calor de Placas Suspensas: O design possui placas suspensas em tanques cheios de meios que trocam calor. O princípio básico de operação é que o calor é transferido das placas para o meio ou vice-versa. A transferência de calor pode ser de gás para líquido ou de líquido para líquido. O trocador é popular nas indústrias alimentícia e petroquímica.
• Trocador de Calor de Placas Espirais: O trocador de calor de placas espirais vem em duas variantes: designs de espiral simples e dupla. Ambos os tipos possuem dois canais de fluxo espiral com uma cavidade aberta. O espaço aberto aumenta a mistura dos fluidos e, portanto, melhora a transferência de calor. Além disso, o design do canal espiral minimiza as quedas de pressão, tornando o dispositivo energeticamente eficiente. Além disso, permite o manuseio de fluidos com alta viscosidade e a formação de materiais de incrustação.

Especificação e manutenção do design do trocador de calor de placas

As especificações de um trocador de calor de placas variam dependendo do design e da aplicação pretendida. Aqui estão alguns dos recursos que essencialmente variam.

• Tamanhos e dimensões

  Trocadores de calor de placas vêm em tamanhos variados para se ajustar a diferentes aplicações e requisitos. As dimensões podem variar dependendo do design específico da placa.

• Área de superfície

  A área de superfície de um trocador de calor de placas é determinada diretamente pelo número de placas e suas dimensões. Normalmente, quanto maior a área de superfície, maior a capacidade de transferência de calor.

• Configurações

  Uma configuração de trocador de calor de placas refere-se à forma como as placas são dispostas e montadas dentro da unidade. A configuração determina o padrão de fluxo dos fluidos que passam pelo trocador.

• Materiais de construção

  Os materiais utilizados na fabricação de placas de trocadores de calor podem influenciar sua eficiência de transferência de calor, durabilidade e resistência à corrosão.

• Pressão e temperatura de operação

  A pressão e temperatura de operação de um trocador de calor de placas dependem dos materiais específicos, design e construção da unidade.

Requisitos de manutenção

Trocadores de calor de placas podem servir efetivamente por muitos anos quando mantidos adequadamente. Felizmente, as necessidades de manutenção não são muitas. Normalmente, o trocador de placas é inspecionado em intervalos regulares e quaisquer depósitos são removidos. A frequência de limpeza dependerá do tipo de trocador de calor, aplicação, tipo de fluido e processamento.

• Antes de iniciar o processo de limpeza, lembre-se de documentar o arranjo e a orientação das placas. Anote também a largura e a altura do conjunto de placas.
• Afrouxe os parafusos ou parafusos que prendem as placas usando um macaco. Certifique-se de que o conjunto de placas esteja suspenso ou apoiado com segurança antes de passar para a próxima etapa.
• É importante limpar e inspecionar as placas do trocador de calor primeiro. Use uma lavadora de alta pressão para remover quaisquer depósitos ou incrustações. Se necessário, use um ácido suave para limpar as placas completamente.
• Faça uma inspeção completa das placas. Procure por sinais de danos, desgaste ou corrosão. Os danos ou incrustações nas juntas também devem ser verificados.
• Supondo que as placas estejam em bom estado, use a solução de limpeza para mergulhar as placas do trocador de calor por um tempo. A solução de limpeza ajudará a dissolver ou remover quaisquer incrustações ou depósitos na superfície.
• Depois de mergulhar as placas, lave-as completamente com água limpa para remover quaisquer produtos químicos ou soluções de limpeza nas superfícies.
• Depois de limpas, monte novamente os componentes na mesma orientação e arranjo usados ​​durante a desmontagem.

Finalmente, embora a manutenção não seja excessiva ou complicada, seria sensato seguir o manual do fabricante. As instruções ajudarão a definir os padrões e práticas adequados de manutenção para o tipo específico de trocador de calor.

Cenários de design de trocadores de calor de placas

• Indústria Química: Na indústria química, o trocador de calor de placas é um grande dispositivo de transferência de massa usado para melhorar a eficiência de transferência de calor e atender às necessidades de produção. A flexibilidade de design do trocador de calor de placas pode se adaptar a diferentes processos químicos, como aquecimento/resfriamento de reações, aquecimento/resfriamento de colunas de destilação, aquecimento/resfriamento de tanques de fermentação, etc. Ao selecionar os materiais e configurações das placas, ele pode atender aos requisitos de resistência química, garantindo que funcione de forma estável e segura no processo de produção química, aumentando assim a eficiência e a qualidade dos processos químicos.
• Indústria Alimentícia: Na indústria alimentícia, o design de trocadores de calor de placas é frequentemente usado para pasteurização, esterilização, resfriamento, etc. Processamento. O trocador de calor nas indústrias alimentícias é tipicamente feito de aço inoxidável de grau sanitário e está em conformidade com os requisitos relevantes de segurança alimentar. Ele pode realizar a transferência eficiente de calor entre alimentos e meios de aquecimento/resfriamento, como água quente, vapor, refrigerante, etc., atendendo assim ao processamento de alimentos. Além disso, os trocadores de calor de placas da indústria alimentícia são frequentemente projetados para serem fáceis de limpar e manter para garantir padrões sanitários e de segurança para a produção de alimentos.
• HVAC: Em sistemas HVAC, os designs de trocadores de calor de placas são comumente usados ​​para recuperação de calor, resfriamento, aquecimento, etc. aplicações. Por exemplo, em sistemas centralizados de resfriamento/aquecimento, trocadores de calor de placas podem ser usados ​​como o equipamento principal para transferir calor entre diferentes sistemas (por exemplo, entre o refrigerante/meio de calor primário e o circuito secundário de resfriamento/aquecimento). Em alguns sistemas, como ar condicionado, trocadores de calor de placas também podem funcionar como trocadores de recuperação de entalpia para recuperar calor latente do ar, melhorando assim a eficiência do sistema e o conforto interno.
• Geração de Energia: A indústria de geração de energia emprega trocadores de calor de placas em usinas nucleares, solares e de outros tipos para a transferência de calor entre vários meios. O trocador de calor garante uma transferência de calor eficiente e a segurança do sistema adaptando-se às necessidades específicas do processo de diferentes tipos de geração de energia e utilizando placas e materiais de alta resistência, alta temperatura e alta resistência à pressão.
• Marinha: Trocadores de calor de placas marinhos são normalmente instalados na sala de máquinas de um navio. Eles são um componente crucial para o uso e transferência eficientes de energia térmica. Por exemplo, no sistema de refrigeração de um navio, trocadores de calor de placas podem ser usados ​​para transferir calor entre o meio de refrigeração e a água do mar, mantendo assim a temperatura de operação ideal do equipamento. Além disso, os trocadores de calor de placas marinhos podem ter que resistir à corrosão da água do mar e atender aos requisitos de padrões marítimos, garantindo a confiabilidade e a segurança do equipamento em ambientes marítimos.

Como escolher designs de trocadores de calor de placas

Ao escolher um design de trocador de calor de placas, é fundamental considerar alguns fatores críticos para garantir o desempenho ideal e a compatibilidade do sistema do trocador de calor de placas a granel.

• Arranjo e Direções de Fluxo

  A direção de seleção e o arranjo do fluxo de fluido podem afetar a eficiência e a eficácia da transferência de calor. Decida entre arranjos paralelos, contracorrente ou cruzados com base nos requisitos específicos da aplicação. Além disso, a escolha entre o fluxo concorrente e contracorrente deve ser baseada nos requisitos de temperatura e nas considerações de queda de pressão.

• Materiais das Placas

  Selecione o material apropriado para placas PHE, considerando fatores como requisitos de temperatura e pressão, resistência à corrosão e resistência. É essencial garantir que o material escolhido esteja em conformidade com os padrões e regulamentos de segurança aplicáveis.

• Materiais de Juntas

  Para trocadores de calor de placas com juntas, escolha o material de junta adequado considerando fatores como temperatura, pressão e compatibilidade com o fluido. Determine também se uma junta removível ou não removível é adequada para a aplicação específica.

• Espessura das Placas

  Considere os requisitos de transferência de calor e as limitações de queda de pressão ao selecionar a espessura da placa. Placas mais finas oferecem taxas mais altas de transferência de calor, enquanto placas mais grossas fornecem maior resistência e durabilidade.

• Perfis de Superfície

  Escolha o perfil de superfície da placa apropriado com base em fatores como requisitos de transferência de calor, características do fluido e tendências de incrustação. Placas laminadas oferecem um equilíbrio entre transferência de calor e queda de pressão, enquanto placas em relevo fornecem taxas mais altas de transferência de calor.

• Mecanismos de Vedação

  Avalie diferentes mecanismos de vedação, como juntas ou soldas, considerando fatores como prevenção de vazamentos, facilidade de manutenção e requisitos do sistema. Certifique-se de que o mecanismo de vedação escolhido forneça uma vedação confiável e eficaz.

FAQ

P1: Como o design de trocadores de calor de placas melhora a eficiência em comparação com trocadores de calor tradicionais?

R1: O design do trocador de calor de placas aumenta a eficiência usando uma grande área de superfície para transferência de calor dentro de uma unidade compacta. As placas corrugadas criam turbulência nos fluidos, o que aumenta a transferência de calor. Além disso, a possibilidade de espaçamento próximo entre as placas melhora os coeficientes de transferência de calor, permitindo uma troca de calor eficaz mesmo com fluxos de volume menores.

P2: Existem oportunidades de economia de energia para empresas que usam designs de trocadores de calor de placas?

R2: Sim, as empresas podem economizar energia reutilizando ou reciclando calor através de trocadores de calor de placas, integrando-os em sistemas existentes para recuperar calor de processos que, de outra forma, seriam desperdiçados. Além disso, a seleção do trocador apropriado para a aplicação específica maximizará a transferência de calor e minimizará o consumo de energia. A manutenção regular garantirá que o equipamento opere com eficiência máxima.

P3: Os trocadores de calor de placas podem suportar aplicações de alta pressão devido ao seu design?

R3: Apesar de serem mais delicados do que as unidades de casco e tubo, os trocadores de calor de placas ainda podem lidar com trabalhos de alta pressão graças aos seus materiais robustos e técnicas de construção. Os clientes devem escolher placas de trocador de calor feitas de materiais resistentes à corrosão fortes para aplicações de alta pressão. Além disso, os trocadores devem ser projetados e construídos de acordo com os padrões e regulamentos aplicáveis ​​para garantir seu desempenho e segurança em situações de alta pressão.