Aquecedor de água com trocador de calor

Tipos de tanques de água quente com trocadores de calor

Tanques de água quente são dispositivos de armazenamento de água que mantêm a água aquecida a uma temperatura definida. Essa temperatura pode ser ajustada de acordo com a demanda. Eles são uma parte crítica dos sistemas de aquecimento central. Com o trocador de calor, os tanques de água quente podem transferir o calor da fonte para a água sem transferir as fontes reais.

Tanto tanques de água quente quanto trocadores de calor estão disponíveis em vários tipos.

• Tipos de tanques de água quente

  Cisterna de água fria direta

  Uma cisterna de água fria direta oferece um suprimento ilimitado de água quente, pois aquece constantemente a água armazenada em um tanque aberto. No entanto, esse tipo de tanque de água quente pode ser propenso à contaminação porque o tanque está diretamente exposto aos elementos. Além disso, a água pode precisar ser tratada ou filtrada antes de ser aquecida.

  Cisterna de água fria indireta

  Uma cisterna de água fria indireta é semelhante a uma direta, mas está localizada dentro de um circuito fechado. Isso significa que está menos exposta à contaminação ou aos elementos climáticos. Além disso, a água pode ser facilmente aquecida e recuperada de um circuito fechado.

  Tanque de água quente

  Quando aquecido por uma caldeira central, um tanque de água quente armazena água quente para uso futuro. Essa água pode ser usada para água quente doméstica ou para aquecimento.

  Caldeira combinada e aquecedor de armazenamento

  Uma caldeira combinada e um aquecedor de armazenamento podem aquecer água e espaço. Ele oferece a conveniência de água quente instantânea sob demanda. No entanto, é importante observar que tal sistema seria muito complexo e exigiria manutenção constante para garantir um desempenho ideal.

• Tipos de trocadores de calor

  Trocadores de calor de ar

  Os trocadores de calor de ar são dispositivos que utilizam correntes de ar para transferir calor de uma área ou espaço para outro. Existem tipicamente dois tipos: trocadores de calor ar-ar e trocadores de calor ar-fluido. O trocador de calor ar-ar utiliza duas correntes de ar diferentes, uma na qual o calor está sendo produzido, enquanto a outra é o mundo exterior que está utilizando o calor. Por outro lado, o trocador de calor ar-fluido utiliza uma corrente de ar e outra corrente de fluido, geralmente água ou algum outro líquido.

  Trocadores de calor de água

  Os trocadores de calor de água geralmente fazem parte do sistema de água central dentro das casas ou espaços de trabalho das pessoas. Eles são frequentemente chamados de trocadores de calor água-água, pois o calor é transferido de uma fonte de água para outra. Isso é comum em situações onde painéis solares são usados para aquecer água.

  Trocador de calor de tubo aletado

  Os trocadores de calor de tubo aletado são geralmente usados em sistemas HVAC e máquinas industriais. Eles aumentam as áreas de superfície dos trocadores soldando ou ligando 'aletas' especiais aos tubos. Isso ajuda a máquina e o sistema a transferir calor dos tubos para os arredores ou para os outros canos de forma mais eficiente.

  Trocador de calor de placas

  Os trocadores de calor de placas consistem em grandes placas finas com juntas que comprimem e mantêm as placas juntas. As placas e as juntas são os meios de transferência de calor entre os fluidos. Os trocadores de calor de placas são comumente usados nas indústrias HVAC, de alimentos e bebidas e de refrigeração.

  Trocadores de calor de casco e tubo

  Os trocadores de calor de casco e tubo apresentam um grande casco externo que abriga vários tubos dentro deles. Os tubos carregam um fluido, enquanto o casco carrega outro. O calor é transferido do fluido nos tubos para o que está dentro do casco ou vice-versa. Os trocadores de calor de casco e tubo são usados na geração de energia petroquímica, marinha, e nas indústrias de petróleo e gás.

  Trocador de calor espiral

  Os dispositivos de trocador de calor espiral são máquinas que possuem dois ou mais canais espirais que permitem que o calor seja transmitido entre diferentes fluxos de fluido. Os fluidos viajam em direções opostas, permitindo que o calor seja trocado eficientemente. Esta máquina resolve muitos problemas em indústrias com espaço limitado e a necessidade de recuperar calor de um meio líquido.

Especificação e manutenção do tanque de água quente com trocador de calor

Especificação

• Materiais: O trocador de calor é tipicamente feito de aço inoxidável resistente à corrosão para prolongar sua vida útil. O tanque externo é frequentemente feito de aço de baixo carbono com revestimento de esmalte de porcelana ou outro revestimento adequado para resistir à corrosão. Alguns tanques também podem ter um ânodo de sacrifício para atrair e dissolver minerais para evitar a corrosão do tanque.
• Capacidade:Os tamanhos padrão da indústria para tanques de água de trocadores de calor comerciais e industriais geralmente variam de 500 a 10.000 litros.
• Consumo de energia:Dependendo da eficiência do trocador de calor no tanque e do consumo de água quente, o consumo de energia desses tanques pode variar de 2,5 kW a 45 kW. Tanques maiores com trocadores de calor eficientes geralmente têm alto consumo de energia.
• Controle de temperatura:Os tanques de água quente com trocadores de calor possuem controladores de temperatura que podem definir a temperatura entre 60 e 95 graus Celsius. Alguns modelos têm um limite de segurança de até 99 graus Celsius.
• Pressão:Muitos tanques de água quente com trocadores de calor têm uma pressão de trabalho de até 6 bar. Esses limites de alta pressão permitem sistemas de água quente comerciais com requisitos de pressão e temperatura mais altos para aplicações industriais.

Manutenção

• Inspeção regular:É importante verificar quaisquer sinais de vazamento, corrosão ou danos no tanque e no seu trocador de calor. Pontos de vazamento incipientes, corrosão e danos devem ser imediatamente reparados ou atendidos por um profissional qualificado.
• Limpeza:Dependendo da qualidade da água e dos minerais nela, pode haver acúmulo de minerais ou incrustações dentro do tanque e do trocador de calor. Usar uma solução desincrustante para limpar o interior pode ajudar a melhorar sua eficiência.
• Válvulas de alívio de temperatura e pressão:Essas válvulas controlam a temperatura e a pressão dentro do tanque de água quente. Elas podem ser verificadas periodicamente para garantir que estejam funcionando bem. Isso evitará quaisquer riscos potenciais.
• Manutenção do isolamento:Os tanques de água de trocador de calor geralmente têm uma camada de isolamento para evitar perda de calor. O isolamento deve ser verificado regularmente para garantir que esteja intacto, livre de danos e em boas condições.
• Manutenção profissional:É recomendável procurar serviços de manutenção profissional após algum tempo. Esses profissionais têm as habilidades, ferramentas e equipamentos necessários para inspecionar e manter o tanque de água quente com trocador de calor.

Cenários de tanques de água quente com trocadores de calor

• Fabricação industrial:

  Indústrias como processamento de alimentos e bebidas, farmacêuticas e químicas exigem água quente constante para limpeza, esterilização e secagem. Tanques de água quente com trocadores de calor podem utilizar calor residual de processos industriais ou sistemas de refrigeração para produzir água quente, o que melhora a eficiência energética e reduz os custos operacionais.

• Sistemas de aquecimento distrital:

  Os sistemas de aquecimento distrital fornecem aquecimento centralizado para vários edifícios ou instalações por meio de uma rede de tubulações isoladas. Tanques de água quente com trocadores de calor podem ser usados como unidades de armazenamento de calor central para armazenar o excesso de calor gerado por centrais de aquecimento ou fontes de energia renováveis. Este calor armazenado pode ser fornecido aos edifícios conectados sob demanda, garantindo um fornecimento de aquecimento estável e confiável.

• Aplicações marítimas:

  Aplicações marítimas, como navios e plataformas offshore, exigem água quente para fins sanitários, limpeza e operações do sistema. Tanques de água quente com trocadores de calor podem ser usados para utilizar calor residual de motores, geradores ou outros equipamentos para produzir água quente. Isso não apenas melhora a eficiência de utilização de energia, mas também reduz a necessidade de combustível adicional.

• Aquecimento de piso radiante hidráulico:

  Os sistemas de aquecimento de piso radiante hidráulico usam água quente para aquecer os pisos e fornecer calor uniforme e confortável em todo o espaço. Esses sistemas normalmente usam um tanque de água quente com um trocador de calor para transferir calor para o sistema. As bombas de calor geotérmicas usam calor da terra por meio de um trocador de calor para aquecer a água. Esta água quente é então armazenada em um tanque e pode ser usada para aquecimento de espaço ou água quente doméstica. As bombas de calor geotérmicas são eficazes na redução do consumo de energia em edifícios residenciais e comerciais.

• Indústria de serviços de alimentação:

  Restaurantes, cafeterias e serviços de catering exigem uma grande quantidade de água quente para lavar pratos, preparar alimentos e limpar. Tanques de água quente com trocadores de calor podem ser usados para utilizar o excesso de vapor gerado durante o cozimento ou outros processos para aquecer água. Isso reduz o consumo de água e a pressão no sistema da caldeira.

Como escolher um tanque de água quente com trocador de calor

Ao comprar um tanque de água quente com trocador de calor, é crucial considerar diferentes recursos que impactarão o uso e o desempenho geral do aquecedor de água. Abaixo estão alguns dos fatores que os compradores devem ter em mente ao comprar esses tanques de água;

• Fluxo

  O fluxo é a quantidade de água quente produzida por unidade de tempo. É um dos principais benefícios que os compradores devem focar ao escolher um tanque de água com trocador de calor. A vazão de um tanque de água é determinada pelo seu tamanho, sistema operacional e pelo tipo de trocador de calor. Para instalações comerciais e industriais que precisam de um fornecimento constante de água, é vital selecionar um tanque de água com vazão suficiente.

• Retenção de calor

  A capacidade do tanque de água de reter calor é fundamental, pois determinará a quantidade de energia usada para reaquecer a água. Escolher um tanque que retenha calor reduzirá os custos operacionais porque menos energia será usada. Além disso, terá um impacto positivo no meio ambiente, pois menos energia será consumida para aquecer a água.

  A retenção de calor em um tanque de água com trocador de calor pode ser impactada em grande parte pela qualidade e espessura do isolamento. Quanto mais isolamento no tanque, melhor ele retém o calor. A seleção de tanques com bom isolamento ajudará a reduzir a demanda e os custos de energia.

• Eficiência energética

  A eficiência energética é uma consideração importante para a maioria dos gerentes de instalações e usuários domésticos. Tanques que são energeticamente eficientes levarão a uma menor demanda e custos de energia.

  A eficiência energética em tanques com trocadores de calor é tipicamente indicada pela taxa de recuperação ou classificação da primeira hora do tanque. Essas classificações representam a rapidez com que o tanque produz água quente e quanta água quente ele pode produzir de uma só vez. Essas classificações podem ser melhoradas usando trocadores de calor de alto desempenho e isolamento adequado para minimizar as perdas de energia durante o processo de aquecimento da água.

• Sistema operacional

  Esses tanques podem ser conectados a diferentes fontes de energia, como sistemas elétricos, solares, a gás e biomassa, e podem ter seus trocadores de calor indiretos ou por meio de um condensador. A seleção dos compradores deve ser determinada dependendo das preferências do usuário e da disponibilidade de fontes de energia em um local específico.

Tanque de água quente com trocador de calor FAQ

P1: O que é o trocador de calor em um tanque de água quente?

A1: Um trocador de calor em um tanque de água quente é um componente do sistema usado para transferir calor entre dois ou mais fluidos sem que eles entrem em contato direto um com o outro. É frequentemente usado em sistemas como caldeiras combinadas, tanques de água quente indiretos e outros para aquecer água por meio da transferência de calor de outro fluido, geralmente vapor ou água quente de uma caldeira ou sistema de aquecimento separado.

P2: Como funciona um tanque de água quente com trocador de calor?

A2: Um tanque de água quente com trocador de calor funciona permitindo que o fluido quente (por exemplo, água ou vapor) de uma fonte de aquecimento separada passe por serpentinas ou placas dentro do tanque, enquanto a água fria passa por cima ou ao redor das serpentinas/placas. O calor do fluido quente, então, aquece a água no tanque, elevando sua temperatura. As válvulas controlam o fluxo de ambos os fluidos pelo trocador de calor, e as bombas também podem ser usadas para garantir que os fluidos circulem corretamente.

P3: Quais são os tipos de troca de calor em tanques de água quente?

A3: Os tipos de trocadores de calor em tanques de água quente incluem:

• Trocadores de calor em serpentina:Eles consistem em tubos enrolados geralmente feitos de cobre ou aço inoxidável instalados dentro do tanque de água quente. O fluido quente que passa pela serpentina aquece a água ao redor.
• Trocadores de calor de placas:Eles consistem em várias placas empilhadas próximas umas das outras. As placas criam rotas de canal para o fluido de aquecimento e a água. As placas são ótimas para tanques de água quente comerciais.
• Trocadores de calor de sermon:Eles contêm um recipiente de transferência de calor que aquece a água à medida que ela passa por ele. A água armazenada é então recirculada continuamente pelo tanque.

P4: Quais são os benefícios dos tanques de água quente com trocadores de calor?

A4: Os tanques de água quente com trocadores de calor oferecem vários benefícios, incluindo:

• Transferência de calor eficiente:Os trocadores de calor são projetados para transferir calor de forma eficiente. Essa eficiência é mantida mesmo quando o trocador de calor está integrado a um tanque de água quente.
• Aquecimento simultâneo:Um tanque de água quente com um trocador de calor pode aquecer simultaneamente vários sistemas ou fontes, se necessário. Isso é realmente útil em configurações comerciais ou industriais.
• Economia de espaço:Para configurações que precisam de espaço compacto, esses tipos de tanques podem ser uma solução viável, pois combinam armazenamento de água com um trocador de calor em uma única unidade.