Dec 17, 2023
Um guia para iniciantes em trocadores de calor
O que é um trocador de calor? O termo “trocadores de calor” significa pouco para muitas pessoas, a menos que você esteja no ramo de HVAC, aquecimento ou resfriamento de processos ou outras aplicações industriais. Contudo, seja lá o que for
O que é um trocador de calor? O termo “trocadores de calor” significa pouco para muitas pessoas, a menos que você esteja no ramo de HVAC, aquecimento ou resfriamento de processos ou outras aplicações industriais. No entanto, qualquer que seja o seu conhecimento sobre trocadores de calor, uma coisa é sempre verdade:
Manter as temperaturas operacionais de ambientes de escritório ou fluidos industriais é vital tanto para o conforto quanto para a fabricação.
Muitas empresas exigem condições ambientais específicas para o trabalho que realizam, outras precisam manter temperaturas de fluidos para fabricação e produção baseadas em processos. É aqui que entram os trocadores de calor e sua capacidade de resfriar ou aquecer salas ou sistemas de processamento conforme necessário para manter as condições ambientais e a eficiência operacional.
O equipamento de transferência de calor pode desempenhar diversas funções essenciais tanto no aquecimento quanto no resfriamento. Às vezes, esses sistemas podem capturar calor e direcioná-lo para outro lugar, como o ar externo para descartá-lo ou para outras aplicações necessárias para aumentar a eficiência e economizar dinheiro. Outros trocadores de calor mantêm máquinas ou produtos químicos usados no processamento em temperaturas operacionais seguras.
É vital que os gerentes de operações prediais, fábricas e instalações compreendam os diferentes tipos de trocadores de calor disponíveis para suas necessidades, para ajudá-los a selecionar o sistema certo para sua aplicação. É igualmente importante compreender como mantê-lo adequadamente para garantir a máxima vida útil e eficiência.
O que é um trocador de calor?
Os trocadores de calor transferem energia térmica de um meio para outro (líquido, vapor ou gás).
Existem dois tipos principais de trocadores de calor:
Um dos cenários mais comuns em instalações e operações de processamento são situações que requerem aquecimento ou resfriamento. Os trocadores de calor são comumente usados em refrigeração, ar condicionado, usinas de energia, sistemas de processamento químico, fabricação, unidades de recuperação de calor residual e aplicações de processamento de alimentos.
Como funcionam os trocadores de calor?
Os trocadores de calor contam com o princípio de equalização para transferir calor entre meios e fluidos. A transferência de calor ocorre quando:
Que tipos de trocadores de calor existem?
Muitas tecnologias podem remover o calor dos materiais. No entanto, ao se referir a “trocadores de calor”, a maioria das pessoas os equipara a uma de duas categorias.
Qual é a diferença entre um trocador de calor de casco e tubos e um trocador de calor de placas e estrutura?
Um trocador de calor casco e tubo permite que dois fluidos de trabalho troquem calor por meio do contato térmico entre tubos alojados dentro de um casco cilíndrico. As temperaturas do fluido dentro do casco e do tubo são diferentes; esta diferença de temperatura impulsiona a troca de temperatura.
Alguns exemplos simples de trocadores de calor de casco e tubo incluem caldeiras, que aquecem água por meio de tubos que contêm materiais queimados. Outro inclui um resfriador que usa refrigerante resfriado para transferir calor da água para resfriá-la para uso em HVAC ou aplicações de resfriamento de processo.
Por outro lado, um trocador de calor de placa e estrutura utiliza uma série de placas corrugadas montadas entre uma estrutura e placas de pressão para reter a pressão e transferir calor. O fluido quente flui em uma direção através de câmaras alternadas, enquanto o fluido frio flui através de outras câmaras alternadas. A transferência de calor ocorre à medida que os fluidos quentes e frios se movem através dessas câmaras.
Embora ambos os tipos estejam prontamente disponíveis, centraremos nossa discussão nos trocadores de calor de placa e estrutura, já que eles estão entre os trocadores de calor mais comuns em uso atualmente.
Os trocadores de calor de placa e estrutura realizam a troca líquido-líquido em pressões baixas a médias. Outra opção é um trocador de calor de placa e estrutura sem gaxeta, que opera com segurança em altas temperaturas e pressões.
Os trocadores de calor de placa e estrutura realizam a troca de calor e resistem à incrustação por meio de um projeto que compreende placas corrugadas em uma estrutura. Os fluidos viajam dentro do trocador de calor enquanto o fluido quente flui para baixo em uma placa e o fluido frio flui para cima na outra placa.