Equipamentos de trocadores de calor de refrigeração

Tipos de equipamentos de trocadores de calor de refrigeração

Os trocadores de calor são um componente importante dos sistemas de refrigeração. De acordo com uma pesquisa, até 85% dos trocadores de calor de refrigeração comerciais ainda são evaporadores refrigerados a ar integrados com tubos aletados. No entanto, várias alternativas e tipos complementares de trocadores de calor são amplamente utilizados em sistemas de refrigeração comercial.

• Evaporadores: Os evaporadores de refrigeração desempenham várias funções importantes. Eles absorvem calor do produto que está sendo refrigerado e vaporizam o refrigerante. Os evaporadores centralizados são geralmente projetos de tubo e aleta, e o fluxo de ar externo é usado para facilitar a troca de calor.
• Condensadores: Os condensadores de refrigeração invertem o processo de evaporação rejeitando calor para o ambiente e transformando o refrigerante vaporizado de volta em líquido. Como os evaporadores, os condensadores podem ser refrigerados a ar, refrigerados a água ou evaporativos. Eles também utilizam vários projetos de tubo e aleta, mas também incluem projetos de placas.
• Intercoolers: Um intercooler é um dispositivo que reduz a temperatura do gás comprimido antes de colocá-lo no processo de refrigeração. Ao remover o calor do gás de alta pressão, o ciclo de refrigeração pode ser mais eficiente. Os trocadores de calor ar-líquido são frequentemente usados ​​como intercoolers.
• Bandejas e bandejas de drenagem do condensador: Uma bandeja ou bandeja de drenagem é geralmente feita de plástico ou metal galvanizado revestido a pó. Ele está localizado sob a serpentina do condensador, que resfria os vapores em líquidos que drenam para a bandeja.
• Receptores de líquido: Um receptor de líquido é um vaso de armazenamento no circuito do refrigerante que pode conter refrigerantes excedentes. São recipientes cilíndricos de aço com tubos de entrada e saída. Durante a operação, um sistema de refrigeração pode não exigir todos os refrigerantes líquidos. Alguns deles devem ser processados ​​para manter o sistema funcionando de forma suave e eficiente.
• Dessuperaquecedores: O superaquecimento faz parte do calor gerado em um gás quando o gás é aquecido acima de sua temperatura de saturação. Os dessuperaquecedores são trocadores de calor que convertem vapor superaquecido em vapor saturado removendo o superaquecimento do vapor superaquecido utilizando água como meio de refrigeração.
• Difusores: Os difusores de refrigerante têm uma entrada circular, uma seção cônica divergente e uma saída retangular. Os difusores de refrigerante impedem o ruído gerado devido à velocidade excessiva na entrada do condensador e evitam qualquer expansão repentina dentro do condensador.

Especificações e manutenção de equipamentos de trocadores de calor de refrigeração

• Tipos:

  As especificações dos equipamentos de trocadores de calor de refrigeração variam dependendo de seus tipos. Por exemplo, os trocadores de calor de refrigeração de placas são fabricados em diversos tamanhos e configurações de placas para atender a requisitos de capacidade e queda de pressão variáveis. Enquanto isso, os trocadores de calor de refrigeração de casco e tubo geralmente incluem opções de diâmetros de casco, tamanhos de feixe de tubos e materiais de tubos. Além disso, as unidades de condensação refrigeradas a ar são fabricadas em diferentes tamanhos e capacidades para atender a vários sistemas de refrigerante. Cada tipo de equipamento de trocador de calor de refrigeração terá suas próprias características e possibilidades distintas para atender às demandas da indústria e dos campos de aplicação.

• Materiais:

  Os materiais dos equipamentos de trocadores de calor de refrigeração também são diversos, sendo o latão, o aço inoxidável e o aço carbono os mais utilizados para tubos de transmissão de refrigerante. O equipamento de trocador de calor de refrigeração de latão, como o cuprolatão, é uma liga de cobre e zinco, utilizada por sua resistência à corrosão e excelente condutividade térmica. O aço inoxidável possui boas propriedades anticorrosivas e durabilidade, tornando-o capaz de suportar alta pressão e ambientes agressivos. O aço carbono, sendo mais rígido, é adequado para determinadas aplicações específicas de refrigeração.

• Capacidade:

  De modo geral, quanto maior a capacidade de energia que um equipamento de trocador de calor de refrigeração possui, mais refrigerante ele será capaz de processar por unidade de tempo, bem como o maior volume que ele terá capacidade de resfriar. Por exemplo, no caso de trocadores de calor de refrigeração de placas, as capacidades variam tipicamente de alguns quilowatts a vários milhares de quilowatts. Enquanto isso, os equipamentos de trocadores de calor de refrigeração de casco e tubo geralmente têm capacidades muito maiores, que variam de várias centenas de quilowatts a dezenas de milhares de quilowatts. Além disso, trocadores de calor de refrigeração em grande escala, como o tipo de casco e tubo, são comumente usados ​​em aplicações industriais ou sistemas centrais de ar condicionado. Suas capacidades podem chegar a centenas de milhares a milhões de quilowatts.

• Eficiência:

  A eficiência dos equipamentos de trocadores de calor de refrigeração representa sua capacidade de transferir calor. Maior eficiência indica transferência de calor mais rápida e melhor, resultando em economia de energia e refrigeração mais eficaz. As eficiências dos trocadores de calor de refrigeração são geralmente medidas por seus coeficientes de transferência de calor, que podem ser divididos em coeficientes de transferência de calor globais e coeficientes de transferência de calor individuais. Os coeficientes globais de transferência de calor incluem fatores como condução de calor, convecção e radiação.

Manutenção

A inspeção e manutenção regulares dos equipamentos de trocadores de calor de refrigeração podem garantir que esses componentes importantes possam continuar funcionando bem e apoiar a operação normal de todo o sistema de refrigeração. Aqui estão alguns métodos e procedimentos gerais de manutenção.

• Inspeção regular:

  Inspeções programadas devem ser realizadas nos trocadores de calor de refrigeração para verificar se há sinais de vazamento, corrosão ou danos. Preste atenção aos manômetros de pressão e temperatura do refrigerante conectados aos trocadores de calor para garantir que eles estejam dentro da faixa normal e monitore seu estado de funcionamento.

• Limpeza:

  A limpeza das superfícies dos equipamentos de trocadores de calor de refrigeração é geralmente programada para evitar que poeira, sujeira e outros detritos bloqueiem as superfícies de transferência de calor e afetem a eficiência da troca de calor. Escolha agentes de limpeza e ferramentas adequados que não danifiquem as superfícies ou o desempenho de transferência de calor do equipamento. Enquanto isso, a lavagem e limpeza periódicas das partes internas dos trocadores de calor, como a desincrustação e a lavagem do refrigerante, garantem que não haja bloqueio e incrustação no interior. Além disso, elimine imediatamente os resíduos e contaminantes após a limpeza para evitar poluição secundária e danos ao equipamento.

Aplicações de equipamentos de trocadores de calor de refrigeração

Os trocadores de calor de refrigeração desempenham um papel vital em diferentes indústrias e têm inúmeras aplicações. Abaixo estão alguns dos cenários de uso da indústria chave de trocadores de calor de refrigeração.

• Indústria de Alimentos e Bebidas

Os trocadores de calor de refrigeração são comumente usados ​​na indústria de alimentos e bebidas para manter a segurança e a qualidade dos alimentos durante o processamento e o armazenamento.

Exemplos incluem o uso de trocadores de calor de refrigeração em sistemas de pasteurização para resfriar rapidamente bebidas de alimentos quentes após o cozimento para prolongar a vida útil. Outro é em instalações de armazenamento a frio e refrigeradores walk-in como condensadores e evaporadores para preservar produtos alimentícios perecíveis como frutas, vegetais, carne e laticínios a uma temperatura baixa e constante.

• Refrigeração Industrial

Os trocadores de calor com refrigeração são usados ​​para sistemas de refrigeração industrial para fornecer refrigeração de processo para indústrias de fabricação como química, farmacêutica e metal.

Por exemplo, eles são usados ​​como evaporadores e condensadores em sistemas de refrigeração à base de amônia para remover calor de processos de fabricação, reações químicas ou equipamentos para manter temperaturas de operação ideais.

• Ar condicionado e HVAC

Os trocadores de calor de refrigeração são componentes-chave dos sistemas de ar condicionado e HVAC. Eles são usados ​​para controlar o calor dentro do refrigerante e fora do ambiente para atingir o controle de temperatura e conforto.

Variando de pequenas unidades residenciais a grandes unidades comerciais e industriais, os trocadores de calor de refrigeração são versáteis. Na verdade, unidades como condensadores de microcanais são mais adequadas para ar condicionado e aquecimento.

Exemplos de tal uso incluem evaporadores e condensadores em sistemas split, unidades centralizadas e unidades de cobertura projetadas para resfriar e desumidificar espaços internos.

• Processamento Químico

No processamento químico, os trocadores de calor de refrigeração também são usados ​​para controlar reações e temperatura com precisão. Eles podem ser evaporadores ou condensadores dependendo da reação química que está ocorrendo.

• Centros de Distribuição e Armazéns

Os trocadores de calor de refrigeração são recursos comuns em centros de distribuição e armazéns, especialmente aqueles encarregados de manusear e armazenar produtos perecíveis.

• Data Centers

Os data centers são instalações de alta manutenção que exigem desempenho ótimo constante para manter os servidores funcionando. Os sistemas de troca de calor de refrigeração são amplamente utilizados em instalações de data centers para garantir o funcionamento adequado de servidores e outros recursos de computação.

Como escolher equipamentos de trocadores de calor de refrigeração

As cinco dicas a seguir ajudarão os compradores comerciais a selecionar o trocador de calor de refrigeração certo.

• Entenda as necessidades de refrigeração

  Os usuários devem identificar a capacidade de refrigeração e a temperatura de operação necessárias. Os refrigeradores com a capacidade e funcionalidade de temperatura corretas atenderão a essas necessidades.

• Considere os tipos de trocadores

  Os trocadores de calor usam diferentes projetos para transferir calor entre refrigerantes e outros fluidos. Um trocador de placas possui várias placas para compacidade, o que é ideal para espaços pequenos. Um trocador de casco e tubo tem um feixe de tubos dentro de um casco cilíndrico. É adequado para sistemas grandes com alta capacidade de calor. Selecione o tipo correto com base no espaço disponível e no tamanho do sistema.

• Verifique a compatibilidade do material

  A composição química do refrigerante e o ambiente de operação exigem a escolha do material. Opte por trocadores construídos com materiais como aço carbono, cobre, aço inoxidável ou titânio que sejam compatíveis com o refrigerante. Fazer isso previne problemas de corrosão e durabilidade.

• Avalie a eficiência e o desempenho

  Escolha trocadores de calor com a capacidade ideal. Examine o coeficiente de desempenho, a eficiência térmica e a queda de pressão. Além disso, leia a curva de desempenho e implemente os modelos recomendados para otimizar o sistema.

• Considere manutenção e serviço

  Certifique-se de que o trocador de calor escolhido permita inspeção e manutenção rápidas. Opte por modelos projetados para manutenção com instruções de manutenção claras.

P&R

P: O que são trocadores de calor de refrigeração?

R: Os trocadores de calor de refrigeração transferem calor entre dois fluidos em sistemas de refrigeração. São componentes essenciais utilizados em equipamentos de refrigeração, como ar condicionado, geladeiras e freezers.

P: Qual é o papel de um trocador de calor na refrigeração?

R: Na refrigeração, os trocadores de calor são projetados para facilitar o resfriamento removendo calor da substância que está sendo refrigerada. Eles também condensam o vapor do refrigerante em líquido liberando calor para o ambiente circundante.

P: Quais são os tipos de trocadores de calor usados ​​na refrigeração?

R: Os tipos mais comuns de trocadores de calor usados ​​em aplicações de refrigeração incluem trocadores de calor de casco e tubo, trocadores de calor de placas, trocadores de calor de tubo aletado, trocadores de calor espirais, trocadores de calor de tubo duplo e trocadores de calor refrigerados a ar.

P: Como um trocador de calor melhora a eficiência energética na refrigeração?

R: Ao permitir a transferência adequada de calor entre as substâncias, os trocadores de calor eliminam a necessidade de entrada de energia adicional para atingir o aquecimento ou resfriamento. Isso reduz o consumo de energia e minimiza a configuração dos equipamentos de refrigeração necessária para manter as temperaturas desejadas, melhorando assim a eficiência energética.