Trocador de calor de tubo de cobre

Tipos de Trocador de Calor de Tubo de Cobre

Um trocador de calor de tubo de cobre é um dispositivo que transfere calor entre dois fluidos usando tubulação de cobre como material de construção principal. Os trocadores de calor podem ser fabricados em inúmeros designs e tipos, como segue:

• Trocador de calor de tubo duplo

  Este trocador de calor simples consiste em um tubo externo e um tubo interno. O fluido frio no tubo interno absorve calor do fluido quente no tubo externo. Os dois fluidos devem fluir em direções opostas para que o trocador de calor atinja a eficiência ideal. Devido ao seu design simples, o trocador de calor de tubo duplo é adequado para tarefas de transferência de calor baixas.

• Trocador de calor de casco e tubo

  Este dispositivo possui um feixe de tubos alojado em um casco redondo. O casco envolve vários tubos paralelos. Um fluido flui pelos tubos, enquanto outro fluido flui pela superfície dos tubos. Os trocadores de calor de casco e tubo são mais complexos do que as unidades de tubo duplo. Como resultado, eles são adequados para aplicações com alta necessidade de transferência de calor. Eles também são usados em grandes ambientes industriais.

• Trocador de calor de placas

  Este trocador de calor apresenta placas finas empilhadas entre dois cabeçalhos. Os cabeçalhos direcionam os fluidos que trocam calor através das placas. O contato próximo entre as placas melhora a transferência de calor. Além disso, o design da placa aumenta a área de superfície de um trocador de calor sem aumentar sua pegada. O trocador de calor de placas ocupa menos espaço do que as configurações de casco/tubo e tubo duplo. É usado onde trocadores de calor eficientes e compactos são necessários. Como o trocador de calor de casco e tubo, o trocador de calor de placas é adequado para aplicações com altas demandas de transferência de calor.

• Trocador de calor espiral

  Um trocador de calor espiral tem dois fluidos fluindo axialmente em canais espirais. Os dois fluidos podem fluir em direções contracorrente ou cocorrente. O design espiral resulta em uma grande área de superfície em um espaço pequeno. Este design melhora a eficiência do trocador de calor. Os trocadores de calor espirais são notáveis por seu pequeno tamanho em comparação com os trocadores de calor de tubo. Eles são produzidos usando materiais duráveis de aço inoxidável, tornando-os ideais para aplicações com espaço limitado.

Especificações e Manutenção

Os trocadores de calor de cobre vêm com especificações distintas dependendo da aplicação pretendida. As especificações gerais incluem o tamanho, como comprimento, largura e altura, o peso, o material que neste caso é cobre e a capacidade. A seguir, uma discussão sobre cada especificação do trocador de calor de cobre e sua manutenção.

• Tamanhos

  Os tamanhos de um trocador de calor de cobre variam dependendo da aplicação. Por exemplo, um trocador de calor industrial será maior que um residencial. Apesar da variação de tamanho, a maioria dos trocadores de calor de cobre é projetada para se ajustar a tubulações e vasos com um diâmetro entre 0,75 e 3 polegadas. O comprimento também varia para criar mais áreas de superfície para uma transferência de calor eficaz. Normalmente, os fabricantes projetam um tubo de cobre sólido para ter entre 6 e 20 polegadas de comprimento. Além disso, projetos personalizados estão disponíveis mediante solicitação para aplicações específicas.

• Pesos

  Um trocador de calor de cobre geralmente é leve, apesar de ser sólido e durável. O uso de metal cobre fornece resistência sem adicionar muito peso. O peso facilita para os fabricantes instalar soldas e brasar as unidades. Os trocadores de calor de cobre padrão pesam de 2 a 12 kg. Os trocadores industriais são mais pesados e podem pesar mais de 70 kg.

• Materiais

  O cobre puro é um material comum para fazer trocadores de calor porque é um bom condutor térmico. As ligas de cobre, como latão e bronze, também são bons materiais. Eles possuem características de zinco ou estanho que melhoram a resistência e a resistência à corrosão sem comprometer a condutividade térmica. O latão é frequentemente usado em trocadores de calor residenciais, como os usados em sistemas HVAC. Ligas padrão como C07000 (70% Cobre e 30% Zinco) são frequentemente usadas. A liga de cobre bronze é mais robusta e resistente à corrosão. Os fabricantes a usam em aplicações marinhas. As ligas padrão consistem em 90% Cobre e 10% Estanho.

• Capacidades

  A capacidade de um trocador de calor refere-se ao volume de fluido que passa pelo equipamento. Os trocadores de calor de cobre projetados para grandes aplicações industriais podem ter capacidade de fluido de 10.000 galões por hora e até mais. Os pequenos trocadores usados em ambientes residenciais têm capacidades de 1.000 a 5.000 galões por hora, dependendo da aplicação específica.

Manutenção

Um trocador de calor de tubo de cobre requer manutenção regular para melhorar o desempenho, a longevidade e a confiabilidade. Os seguintes são alguns procedimentos de manutenção.

• Inspeção regular

  A inspeção regular pode prevenir problemas potenciais que resultam em tempo de inatividade e reparos dispendiosos. Os usuários devem examinar o trocador de calor com frequência para verificar se há sinais de vazamentos, corrosão e danos. Eles devem prestar atenção aos tubos, juntas e áreas onde o cobre entra em contato com diferentes materiais. Quaisquer sinais de entupimento devem ser resolvidos imediatamente para preservar a transferência de calor eficiente.

• Limpeza

  Os ocupantes devem limpar os componentes do trocador de calor regularmente para evitar acúmulo que pode prejudicar a transferência de calor. Os fabricantes recomendam o uso de soluções de limpeza não abrasivas e produtos macios para limpar as superfícies suavemente. Um serviço profissional deve fazer a limpeza para garantir que os produtos e procedimentos adequados ao tipo de trocador de calor sejam usados.

Cenários

Os trocadores de cobre têm aplicações diversas em diferentes indústrias.

• Sistemas de refrigeração industrial

  A pista de patinação no complexo esportivo do centro da cidade usa refrigeração por tubo de cobre para seu sistema de refrigeração, garantindo que o gelo permaneça sólido. Sem a refrigeração adequada, a superfície de gelo seria uma poça todas as tardes quando o sol está mais quente. Outros exemplos incluem plantas de processamento de alimentos, armazéns de armazenamento a frio e instalações de refrigeradores industriais.

• Processamento de alimentos e bebidas

  Microcervejarias operando em porões ou túneis subterrâneos precisam de cavalos de batalha que produzam cerveja de qualidade. Uma das peças essenciais de maquinário na linha de produção é um trocador de calor. O calor deve ser aplicado com precisão durante o processamento de grãos. Tudo precisa estar frio, exceto a levedura e os tanques de fermentação. Os trocadores de calor usam o princípio do contrafluxo. O mosto fervente deve perder calor à medida que flui para baixo. A água fria deve ganhar calor à medida que flui para cima para resfriar os tanques.

• Sistemas de energia renovável

  Um trocador de calor solar coleta energia solar e a converte em eletricidade. Ele ajuda os proprietários a gerar sua própria energia, mas em dias nublados, a casa depende de fontes de energia tradicionais.

• Indústria aeroespacial

  Os ônibus espaciais usam trocadores de calor para controlar a temperatura de componentes críticos durante o voo. A indústria aeroespacial requer trocadores de calor especializados para atender aos rigorosos padrões de segurança e podem suportar o teste do tempo e elementos fortes.

• Geração de energia

  Os trocadores de calor são vitais em diversas aplicações de geração de energia. Eles ajudam a transferir calor de processos de produção de energia, como combustão e geotérmica, para outros fluidos para resfriamento ou aquecimento.

• Setor automotivo

  A fabricação de automóveis depende de trocadores de calor para resfriar vários componentes. O líquido resfria o radiador dos carros, enquanto o ar resfria as aletas para liberar calor do motor.

Como escolher trocadores de calor de tubo de cobre

Ao escolher um trocador de calor de cobre para uma determinada aplicação, há vários fatores importantes a serem considerados. Os seguintes recursos do trocador de calor devem ser estudados antes de fazer uma compra.

• Design e construção

Inspecione a construção e o design geral do trocador de calor. Certifique-se de que o trocador de calor seja fabricado com precisão para fornecer um ajuste perfeito para a aplicação pretendida. Além disso, certifique-se de que o trocador de calor seja construído com materiais resistentes à corrosão, como cobre, latão ou cuproníquel.

• Manutenção e opções de serviço

Considere as opções de manutenção disponíveis. Selecione um trocador de calor que pode ser convenientemente revisado e mantido ao longo do tempo para evitar incorrer em grandes custos de substituição no futuro.

• Aplicação

Observe os requisitos específicos da aplicação. Por exemplo, considere o ambiente em que o trocador de calor opera. Além disso, o método de transferência de calor, o espaço disponível e as necessidades de eficiência energética devem ser levados em consideração ao selecionar um trocador de calor.

• Temperatura e pressão de operação

Lembre-se da temperatura e pressão em que o trocador de calor operará. Diferentes tipos de trocadores de calor são mais adequados para lidar com altas temperaturas e pressões. Por exemplo, trocadores de calor de tubo duplo, trocadores de calor de casco e tubo e trocadores de calor de placas são adequados para aplicações de alta temperatura. No entanto, os trocadores de calor de cobre de casco e tubo suportam sistemas de alta pressão.

Selecione um trocador de calor que corresponda à pressão e temperatura de operação do sistema para garantir desempenho ideal e evitar falhas.

Trocador de Calor de Tubo de Cobre P&R

P1: Por que os trocadores de calor de cobre estão sendo proibidos?

R1: Muitas indústrias usam cobre como um metal premium para trocadores de calor. Infelizmente, suas qualidades superiores o tornam altamente valioso para ladrões. Relatórios policiais indicam que criminosos têm como alvo instalações públicas, como escolas, prisões e estações de tratamento de água. Como os legisladores estão preocupados com a segurança do público, alguns propuseram proibir os trocadores de calor de cobre.

P2: Todos os trocadores de calor são feitos de cobre?

R2: Não. Embora o cobre seja um material principal para trocadores de calor, não é o único. Os trocadores de calor também podem ser de alumínio ou aço inoxidável.

P3: Qual trocador de calor é o mais eficaz?

R3: A eficácia de um trocador de calor depende do design, aplicação e arranjo de fluxo. Os trocadores de calor de fluxo cruzado de tubo de cobre são geralmente mais eficazes do que os trocadores de calor de casco e tubo. Ele pode atingir mais de 90% de eficiência quando o fluxo contracorrente é usado.

P4: Quais são as desvantagens de um trocador de calor de cobre?

R4: Os trocadores de calor de tubo de cobre são caros. O custo os torna uma má escolha para aplicações de baixo custo. O cobre também é propenso à oxidação. Os fabricantes de trocadores de calor criam revestimentos antioxidantes para evitar a oxidação dentro das caldeiras.