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Um trocador de calor secundário é um componente de um sistema de aquecimento, como uma caldeira, que facilita a transferência de calor do gás de combustão quente para a água sem permitir que os dois se misturem. Eles são usados principalmente em caldeiras de condensação de alta eficiência. Aqui estão alguns tipos comuns de trocadores de calor secundários.
Trocador de Calor de Tubo
Um trocador de calor de tubo consiste em dois fluidos imiscíveis que fluem através do sistema, e o calor é transferido. Em muitas situações, é adequado usar um trocador de calor de tubo simples ou duplo. Tubos e/ou tubulações podem ser usados como superfícies de transferência de calor para trocadores. Quando as taxas de fluxo de fluido são altas e as áreas de transferência de calor se tornam grandes, os trocadores de calor de tubo se tornam máquinas úteis. Em muitos casos, a área de transferência de calor não pode ser determinada. O desempenho dos trocadores de calor de tubo depende de algumas variáveis, como os coeficientes de transferência de calor e a resistência geral do fluido.
Trocador de Calor de Placas
Um trocador de calor de placas (PHE) é um dispositivo que transfere calor entre fluidos usando placas. Todos os PHEs têm dois componentes principais, a saber, a estrutura e as placas de transferência de calor. A estrutura é um conjunto que contém placas de extremidade e barras laterais. Ele mantém as placas juntas. As placas de extremidade desempenham a mesma função que a estrutura. As placas de transferência de calor compõem a parte principal de um trocador de calor de placas. As placas são pressionadas e aparafusadas juntas. Elas são finas, corrugadas e placas lâminas feitas de aço inoxidável. A função principal das placas é criar um espaço por onde os fluidos podem fluir e fornecer a superfície de transferência de calor.
Trocador de Calor Espiral
Um trocador de calor espiral fornece uma solução compacta para economia de energia ou recuperação de calor a partir do desperdício de temperatura que, de outra forma, esfriaria. Os trocadores de calor permitem que fluidos quentes e frios ubjioopacnmpd temperaturas e retornem à mesma temperatura. Os trocadores de calor podem ser feitos de uma única unidade com uma pequena pegada. Eles são muito resistentes à corrosão e funcionam em ambientes hostis.
Trocador de Calor de Caixa
As caixas de transferência de calor são projetadas para ilrccccm a transferência de calor entre dois ou mais fluidos em temperaturas diferentes e sem alterar os fluidos. A transferência de calor ocorre. As caixas de toque são geralmente fabricadas em aço inoxidável resistente ao calor, e todos os produtos compatíveis com alimentos são projetados para atender às regulamentações da FDA.
Trocadores de Calor de Bobina de Ventilador
Os trocadores de calor de bobina de ventilador são compactos e se encaixam em espaços mínimos. Eles têm alta eficiência, baixo ruído, grande volume de ar e funções de remoção de poeira. Além disso, esses trocadores são fáceis de instalar, operar e manter.
Os trocadores de calor secundários geralmente têm especificações específicas com base na aplicação real. Os seguintes 5 aspectos fornecerão uma descrição detalhada da especificação e seleção do modelo correspondentes.
Área de transferência de calor
Os fabricantes precisam garantir que a área de transferência de calor seja suficiente para atender às necessidades de transferência de calor do sistema. Uma área de superfície maior fornece maior capacidade de transferência de calor para acomodar diferentes taxas de fluxo e temperaturas.
Contagem de aletas e tubos
Os trocadores de calor de tubo aletado são equipados com aletas e tubos da quantidade certa para otimizar a eficiência de transferência de calor e as características de queda de pressão. A quantidade adequada ajuda a maximizar a área de superfície utilizada enquanto equilibra a resistência ao fluxo.
Tamanho da conexão
Ele representa o tamanho da conexão do tubo para as conexões de entrada e saída dos trocadores de calor. O tamanho deve corresponder ao sistema de tubulação para garantir um fluxo suave de fluido e evitar vazamentos.
Materiais
Para manter a durabilidade e a confiabilidade dos trocadores de calor, os fabricantes devem escolher materiais adequados com alta resistência à corrosão e condutividade térmica. Os materiais comuns incluem aço inoxidável, aço carbono, cobre, etc.
Pressão e temperatura de trabalho
O trocador de calor secundário pode funcionar sob uma pressão e temperatura específicas. O valor deve estar dentro dos limites do sistema para garantir a segurança e o desempenho do equipamento em vários ambientes operacionais.
Além das especificações mencionadas acima, alguns tipos de trocadores de calor, incluindo trocadores de calor de casco e tubo, trocadores de calor de placas e outras formas, podem ter requisitos de especificação adicionais e opções de modelo. Esses requisitos são baseados em requisitos de aplicação individuais, como a combinação de materiais e as opções para funções especiais, para atender às necessidades industriais específicas.
Para garantir o funcionamento normal do trocador de calor secundário, é necessário adotar os métodos e técnicas de manutenção adequados durante o uso diário, prolongando assim sua vida útil e melhorando a eficiência operacional. As seguintes sugestões ajudarão na escolha dos métodos de manutenção e garantirão o uso adequado dos trocadores de calor.
Inspeção e manutenção regulares
É necessário inspecionar e manter regularmente o trocador de calor, incluindo verificar se há peças soltas, vazamentos de vedação, etc. Ao mesmo tempo, quaisquer peças danificadas ou desgastadas devem ser reparadas ou substituídas imediatamente para garantir que o equipamento esteja em boas condições.
Limpeza de trocadores de calor
Limpe as superfícies de transferência de calor do trocador de calor periodicamente para remover a incrustação e outras impurezas. O procedimento de limpeza depende dos tipos de trocadores de calor e do grau de incrustação; por exemplo, limpeza mecânica, limpeza química, etc. Se escolher o método apropriado para limpeza, pode evitar a redução da eficiência de transferência de calor e prolongar a vida útil do equipamento?
Preste atenção à operação
É necessário prestar atenção às condições operacionais do trocador de calor, incluindo temperatura, pressão, taxa de fluxo, etc. Os parâmetros operacionais devem ser mantidos no valor prescrito e a sobrecarga ou operação anormal deve ser evitada para evitar danos ao equipamento.
Manutenção de vedação
As peças de vedação do trocador de calor, como vedações e juntas, devem ser verificadas e mantidas periodicamente para garantir que não haja vazamentos e para manter o bom desempenho de vedação, a fim de evitar vazamentos de fluido e perda de energia.
Os trocadores de calor secundários são dispositivos versáteis frequentemente encontrados em aplicações residenciais, comerciais, industriais e de geração de energia.
Caldeiras e caldeiras de condensação
Em um sistema de caldeira, o trocador de calor primário é geralmente feito de ferro fundido. O trocador de calor secundário, então, ajuda a caldeira a recuperar calor dos gases de combustão no trocador de calor primário, aumentando assim a eficiência geral.
Fornos e fornos de condensação
Os fornos também empregam trocadores de calor secundários para recuperar calor dos gases de combustão. Os trocadores de calor para fornos são geralmente feitos de tubo de PVC e são mais compactos do que os para caldeiras.
Aquecedores de água e tanques de armazenamento de água quente
Os aquecedores de água também utilizam trocadores de calor secundários para aquecer a água de forma eficiente. Os aquecedores de água indiretos, por exemplo, geralmente empregam trocadores de calor secundários para transferir calor do sistema de aquecimento para a água.
Sistemas HVAC
Os trocadores de calor também são comumente utilizados em sistemas de ar central, como fornos e unidades de ar condicionado central. Um trocador de calor secundário é às vezes usado para recuperar calor do serpentina do condensador em um processo de refrigeração de ar central. Isso é feito para aquecer a casa no inverno por meio de um processo conhecido como "sifão térmico".
Caldeiras industriais e geração de vapor
Em caldeiras industriais, os trocadores de calor secundários podem recuperar calor residual do gás de combustão ou efluente da caldeira para melhorar a eficiência de geração de vapor e reduzir os custos operacionais.
Geração de energia
Em aplicações de geração de energia, como usinas termoelétricas a combustível fóssil, gás ou biomassa, o trocador de calor secundário pode recuperar calor residual do gás de combustão ou calor de escape de turbinas a gás para melhorar a eficiência geral de geração de energia.
A seleção dos trocadores de calor secundários certos para a aplicação pretendida impactará o desempenho geral do sistema e a eficiência.
Verifique a compatibilidade com a fonte de calor primária
O trocador de calor secundário precisa ser compatível com a fonte de calor primária em termos do tipo de gás (principalmente ar) usado e do tipo de combustível. Se a biomassa for o combustível primário, um trocador de calor secundário de biomassa é obrigatório. Em alguns casos, um trocador de calor a gás pode ser instalado como um trocador de calor secundário em uma usina solar para colher calor do gás quando a energia solar for insuficiente.
Escolha o local certo para a unidade
Um trocador de calor secundário externo terá uma construção e materiais mais robustos para resistir aos elementos. Também será maior devido à necessidade de ter uma unidade de armazenamento para manter o sistema funcionando quando o fornecimento de gás for interrompido. As unidades externas devem ser instaladas a pelo menos 2 metros de distância das instalações. Alternativamente, um trocador de calor secundário pode ser instalado internamente usando uma microcaldeira a gás que está ligada ao sistema central de aquecimento e água quente por meio de uma caldeira combinada.
Selecione a capacidade certa
Examine a carga térmica do sistema e determine a capacidade do trocador de calor para atender a ela. O dimensionamento excessivo pode levar a custos operacionais mais altos e desempenho ineficiente. Calcule a eficiência do trocador de calor secundário. Trocadores de maior eficiência podem recuperar mais calor, reduzindo os custos de energia.
Avalie o design e os materiais
Diferentes designs (como tubos aletados, placas ou trocadores espirais) oferecem diferentes eficiências e adequação para aplicações específicas. Os materiais utilizados (como aço inoxidável ou cobre) afetam a durabilidade, a resistência à corrosão e a condutividade térmica.
Considere as regulamentações ambientais
Entenda os padrões de emissão locais e as regulamentações que regem os sistemas de recuperação de calor residual. Certifique-se de que o trocador de calor secundário selecionado atenda a esses requisitos para evitar possíveis problemas legais e ambientais.
Investigue o fornecedor
Escolha um fabricante ou fornecedor respeitável com experiência em sistemas de recuperação de calor residual. Avalie seu suporte técnico, serviço pós-venda e garantias disponíveis. Compare várias opções e negocie os termos para garantir que o trocador de calor secundário selecionado ofereça o melhor valor para o investimento.
P1: Por que os trocadores de calor secundários são usados em caldeiras?
R1: Eles são usados para aumentar a eficiência da caldeira, recuperando calor dos gases de combustão e reutilizando-o para aquecer a água ou outros fluidos no sistema.
P2: Que tipos de trocadores de calor secundários são comumente usados em caldeiras?
R2: Os tipos mais usados são os trocadores de calor de tubo aletado, placas e armações e trocadores de calor de tubo duplo.
P3: Qual é a eficiência ideal de troca de calor para um trocador de calor secundário em uma caldeira?
R3: A eficiência ideal varia dependendo do tipo e design do trocador de calor, mas trocadores de calor secundários de alto desempenho podem normalmente atingir até 90% ou mais de recuperação de calor.
P4: Qual é a vida útil média de um trocador de calor secundário em uma caldeira?
R4: Os trocadores de calor secundários podem durar de 10 a 15 anos ou mais, dependendo de fatores como o material, a qualidade de fabricação, a manutenção, as condições operacionais e a presença de substâncias corrosivas no meio que está sendo trocado.
