Trocador de calor comercial

Tipos de trocadores de calor comerciais

Um trocador de calor é normalmente usado em aplicações comerciais e industriais. É conhecido por transferir calor eficientemente entre diferentes fluidos e gases sem que eles se misturem.

Um trocador de calor de placas comercial é um dispositivo que utiliza placas para transferir calor entre dois ou mais líquidos e é um dos trocadores de calor mais comuns disponíveis. O líquido pode ser um líquido quente que deve ser resfriado ou um líquido frio que deve ser aquecido. A forma como o calor é transferido entre os líquidos é feita facilmente graças às placas finas. Elas são geralmente feitas de metal. Os líquidos correm paralelamente um ao outro e a transferência de calor ocorre entre eles através das placas. Este tipo de trocador de calor é compacto e possui uma alta área de superfície, o que permite alta eficiência e transferência de calor premium.

Um trocador de calor de casco e tubo consiste em tubos envoltos em um casco. Como o nome sugere, em um trocador de calor de casco e tubo, um fluido corre pelos tubos enquanto o outro fluido corre pelo casco. Sabendo disso, pode-se entender que este trocador de calor é mais adequado para indústrias de grande escala onde a demanda por troca de calor é maior. Isso também ocorre porque os trocadores de calor de casco e tubo podem ser facilmente dimensionados de acordo com as necessidades da indústria. Eles são extremamente robustos, resilientes e duráveis, por isso são ideais para indústrias de alta demanda que tendem a usar líquidos industriais agressivos.

Os trocadores de calor de tubo com aletas são projetados com aletas ou partes de metal salientes que ajudam a aumentar as áreas de superfície para aumentar a transferência de calor. O design e as configurações das aletas variam de acordo com a função. Geralmente, os trocadores de calor com aletas têm melhores benefícios de transferência de calor, áreas de superfície maiores e uso de energia mais eficaz. Eles podem ser utilizados em áreas comerciais e industriais, como usinas de energia, indústrias de petróleo e gás, refrigeração, processamento de alimentos e muitas outras.

Especificações e manutenção

As especificações dos trocadores de calor comerciais variam de acordo com os requisitos da aplicação. Os seguintes aspectos são cruciais ao escolher trocadores de calor comerciais para aplicações específicas.

• Tipos

  Várias aplicações industriais e comerciais utilizam diferentes tipos de trocadores de calor. Por exemplo, os trocadores de calor de casco e tubo são feitos com lados de casco e tubo. Isso permite que eles usem vários materiais de tubo e configurações para atender necessidades específicas. Os trocadores de calor de placas são feitos com aço inoxidável, titânio ou outros materiais especializados. Isso permite que eles atendam requisitos industriais específicos, como resistência à corrosão ou capacidades de alta pressão.

• Tamanhos

  Os tamanhos dos trocadores de calor comerciais dependem das indústrias e aplicações. Grandes edifícios comerciais ou instalações industriais normalmente precisam de trocadores de calor de maior capacidade porque mais transferência de calor é necessária para atender a uma demanda maior. Por outro lado, sistemas comerciais menores, como os de restaurantes ou escritórios, normalmente precisarão de trocadores de calor com dimensões menores.

• Classificações de pressão

  As classificações de pressão determinam os níveis de pressão que um trocador de calor pode suportar com segurança. É muito importante que as classificações de pressão sejam correspondentes às demandas da aplicação. Classificações de pressão mais altas são necessárias para aplicações industriais, como petróleo e gás, processamento químico e geração de energia, onde sistemas de alta pressão são utilizados. Inversamente, classificações de pressão moderadas ou baixas são aplicáveis em sistemas HVAC de edifícios comerciais.

• Eficiência

  O uso eficiente de energia é uma prioridade máxima em muitas aplicações comerciais. Como resultado, a eficiência com que um trocador de calor transfere calor é uma especificação crítica. Os trocadores de calor simples podem ter menor eficiência, mas projetos mais complexos, como trocadores de calor de superfície raspada ou espiral, são ainda mais eficientes.

Manutenção

A manutenção rotineira é muito importante para manter os trocadores de calor comerciais em condições de funcionamento ideais. Fazer a manutenção rotineira garante que a máquina opere de forma confiável, eficiente e segura, enquanto prolonga sua vida útil. Abaixo estão alguns dos procedimentos de manutenção importantes para trocadores de calor comerciais.

• Limpeza

  A limpeza regular é necessária para remover depósitos, incrustações ou contaminantes que se acumulam dentro do trocador de calor ao longo do tempo. É importante usar a solução de limpeza e o método corretos apropriados para o tipo específico de trocador de calor e seu projeto.

• Verificações de vazamentos

  Realize inspeções periódicas para verificar se há vazamentos no trocador de calor. Observe atentamente os pontos de conexão, juntas e placas ou tubos para verificar se há sinais de danos, corrosão ou vazamentos. A detecção e reparo imediatos de quaisquer vazamentos evitarão a mistura ou perda de fluido.

• Análise de fluido

  Colete amostras dos fluidos usados no trocador de calor e analise-as para verificar se há problemas em potencial. Por exemplo, realize testes de química para monitorar as taxas de corrosão e determinar se a concentração do inibidor ainda é eficaz. Fazer essa análise regularmente permitirá que os usuários entendam a condição detalhada do trocador de calor e seus fluidos de trabalho.

• Substituição de componentes

  Alguns trocadores de calor comerciais podem ter componentes que precisam ser substituídos após um determinado período de uso, como juntas ou telas. Os usuários devem consultar os manuais do equipamento para saber quais peças precisam ser substituídas e sua programação, e então devem desenvolver um plano de manutenção de acordo com essas informações.

Aplicações de trocadores de calor comerciais

Os trocadores de calor são partes integrais do equipamento dos fabricantes de máquinas de processamento de alimentos. Eles são usados para pasteurização nas indústrias de laticínios, suco de frutas e alimentos líquidos. Os trocadores de calor garantem que os produtos alimentícios sejam aquecidos a uma temperatura específica por um período definido para matar microrganismos nocivos, mantendo ao mesmo tempo a qualidade e o valor nutricional dos alimentos.

Além disso, os trocadores de calor são essenciais para as indústrias de refrigeração, HVAC e armazenamento a frio. Os trocadores de calor comerciais são usados para transferir calor em sistemas de refrigeração para resfriar ou aquecer espaços. Os sistemas de refrigeração, incluindo refrigeradores comerciais, câmaras frias e instalações de armazenamento a frio, dependem de trocadores de calor para remover o calor da substância que está sendo resfriada. Além disso, as unidades de ar condicionado dentro de edifícios comerciais usam trocadores de calor para transferir calor entre o refrigerante e o ar interno para resfriar o espaço interno.

Os trocadores de calor são usados para a finalidade de recuperação de energia, o que aumenta a eficiência energética e reduz os custos operacionais. Os sistemas de recuperação de calor residual utilizam trocadores de calor para recuperar o calor excessivo de processos industriais. O calor recuperado pode ser usado para pré-aquecer materiais, gerar vapor ou ser transferido para outros processos, reduzindo a necessidade de entrada de energia adicional e diminuindo o consumo de energia.

As cervejarias comerciais dependem de trocadores de calor para fabricar cerveja de forma eficiente. Os trocadores de calor ajudam a resfriar o mosto após a fervura antes da fermentação e também são usados no processo de fermentação para manter a temperatura ideal para a atividade da levedura.

Como escolher trocadores de calor comerciais

Os seguintes são fatores que os compradores comerciais devem considerar ao comprar um trocador de calor.

• Tipo de máquina

  Os trocadores de calor comerciais para HVAC são de tubo e casco, refrigerados a ar, tubulares ou de placas. Os sistemas HVAC usam muitas variantes de trocadores de calor tubulares e de placas. Escolha entre trocadores refrigerados a ar ou a água, dependendo da configuração do sistema e do agente de refrigeração. Os trocadores refrigerados a água precisam de água e bombas. Os trocadores refrigerados a ar eliminam a necessidade de uma fonte de água, mas podem precisar de mais espaço devido aos radiadores grandes.

• Desempenho térmico

  Avalie o equilíbrio entre o coeficiente de transferência de calor e a queda de pressão ao considerar o desempenho térmico de um trocador de calor. Escolha trocadores com altos coeficientes de transferência de calor para uma transferência de calor eficaz. Além disso, selecione trocadores com quedas de pressão aceitáveis para manter o uso de energia da bomba e do ventilador do sistema.

• Material de construção

  Os materiais de construção comuns para trocadores de calor são aço carbono, aço inoxidável e liga de titânio. Use trocadores de aço carbono para ar ou fluidos não agressivos. Escolha trocadores de liga de titânio com água salgada ou outro fluido que possa causar corrosão.

• Requisitos de manutenção

  Os trocadores de calor comerciais podem ficar sujos (Carbonato de cálcio é um composto comum encontrado em depósitos conhecidos como incrustações). Escolha um tipo que seja fácil de limpar para reduzir os custos de manutenção. Considere a acessibilidade, os métodos de limpeza e a frequência dos requisitos de manutenção.

P&R

P: Como alguém pode saber se um trocador de calor está falhando?

R: Existem várias maneiras de saber se um trocador de calor está falhando. Primeiro, as pessoas devem inspecionar a unidade para verificar se há sinais físicos de danos, como amassados, rachaduras ou corrosão. Uma segunda indicação de falha é uma queda na temperatura. Se o trocador de calor não estiver transferindo calor como deveria, haverá uma queda perceptível na temperatura do fluido aquecido ou resfriado. Os trocadores de calor também falham quando há um aumento no consumo de energia. O trocador de calor pode estar falhando se a fonte de calor ou o sistema de refrigeração estiverem trabalhando mais para manter o mesmo nível de temperatura. Um trocador de calor também pode falhar em desempenhar sua função pretendida. Se o trocador de calor não estiver mantendo a diferença de temperatura esperada entre os dois fluidos, ele pode estar falhando. Finalmente, os usuários podem saber que o trocador de calor está falhando se houver vazamento de fluido da unidade.

P: Qual é a vida útil média dos trocadores de calor comerciais?

R: Os trocadores de calor comerciais podem durar entre 10 e 20 anos, dependendo de vários fatores, como a qualidade do material, a frequência de uso, as condições de operação e as práticas de manutenção.

P: Um trocador de calor danificado pode ser reparado?

R: Geralmente, os trocadores de calor que estão danificados podem ser reparados, especialmente tipos como trocadores de calor brasados. No entanto, muitos fatores precisam ser considerados, como a extensão do dano, o material do trocador de calor e seu projeto. Além disso, é importante ter ajuda profissional antes de tentar qualquer reparo.