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Trocadores de Calor: nosso assunto da aula de hoje.
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Em meio a uma indústria emergente como a do Brasil, surgem novas demandas por energia térmica a cada dia. A energia, tanto para refrigeração quanto para aquecimento industrial, são muito comuns em processos de produtos que todos consumimos no nosso dia-a-dia. As bebidas, por exemplo, são resfriadas e aquecidas em seu processo de pasteurização, não só as alcoólicas, mas também leite, sucos e outros tipo de produtos de consumos líquido. Outra demanda muito comum e mais conhecida pela população é a de troca térmica para uso da água em sistemas de ar condicionado. Em um shopping center, por exemplo, é necessário uma carga térmica muito grande para atender à demanda de caloria suficiente. Nesse caso, a instalação de ar condicionado tem em si trocadores de calor e chillers.
O que é um trocador de calor?
O trocador de calor é um equipamento utilizado para trocar temperatura entre um fluido primário e um secundário, chegando a uma determinada temperatura em um desses fluidos. Um exemplo é o aquecimento de água com o uso de vapor, independentemente do tipo de trocador utilizado.
Vamos supor que possuímos água a uma temperatura ambiente de 20 °C e precisamos aquecer este água para pasteurização até 85 °C. Para esse processo, em um trocador de calor, de um lado entrará a água a temperatura ambiente e de outro o vapor. Através da troca térmica entre os fluidos, a água fria ficará aquecida na temperatura desejada (com auxílio da automação com sensor, válvula solenoide e controlador) e o vapor, perdendo caloria, se tornará condensado e será eliminado por purgador mecânico de boia de forma automática. Abaixo falaremos um pouco mais sobre alguns tipos mais comuns de trocadores de calor e seu uso na indústria.
Trocadores de calor de placas brasadas
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Trocador de calor de placas brasadas é o mais utilizado dentro da indústria. Por ser um trocador de calor de alta eficiência térmica, em um pequeno espaço físico, promove uma grande troca térmica e pode ser utilizado também para vazões altas de fluidos em sistemas com diversos trocadores em paralelo, como por exemplo em aplicações de trocador de calor para piscina ou de trocador de calor para chiller. Os trocadores de calor de placas brasadas são muito utilizados em equipamentos como injetoras de plástico e em equipamentos hidráulicos, para resfriamento do óleo lubrificante. Também são utilizados em aplicações de refrigeração comercial, onde tem a função de resfriar a água ou outro líquido para circulação, como parte de um chiller.
Os trocadores de calor de placas brasadas Danfoss são o que o mercado oferece de melhor, tanto em construção quanto em resistência e eficiência. A exclusiva tecnologia das placas Danfoss oferece uma maior vazão em paralelo a uma maior eficiência térmica. Sendo assim, com menos gasto de energia uma maior entrega de produto final. Segue abaixo a tabela de códigos dos modelos Danfoss mais usuais de trocadores de calor de placas brasadas, onde o número em negrito é referente ao número de placas.
| Modelo | Código |
| B3-030-10-3.0-HQ | 021B2060 |
| B3-030-20-3.0-HQ | 021B2061 |
| B3-030-30-3.0-HQ | 021B2062 |
| B3-030-50-3.0-HQ | 021B2063 |
| B3-030-70-3.0-HQ | 021B2064 |
| B3-210-74-3.0-HQ | 021B7595 |
| B3-210-90-3.0-HQ | 021B7596 |
| D62-E-20 | 021H5315 |
| D62-E-30 | 021H5262 |
| D62-E-40 | 021H5263 |
| D62-E-50 | 021H5316 |
| D62-E-60 | 021H0878 |
| D62-E-70 | 021H0879 |
| D62-E-80 | 021H0880 |
| D62-E-90 | 021H0881 |
| D118-E-40 | 021H5723 |
| D118-E-50 | 021H5724 |
| D118-E-60 | 021H2764 |
| D118-E-70 | 021H5687 |
| D118-E-80 | 021H5764 |
| D118-E-90 | 021H2767 |
| D118-E-110 | 021H5765 |
| D118-E-120 | 021H2770 |
| D118-E-130 | 021H2771 |
Trocadores de calor de placas desmontáveis / trocador de calor com gaxetas
O trocador de calor desmontável, sanitário ou não, pode ser de pequeno, médio ou grande porte, pode, também, ter conexões rosqueadas, flangeadas ou soldáveis. Além dessas características, milhares de variáveis podem ser alteradas e adequadas a cada processo, o que os tornam grandes aliados do mercado industrial. Em sistemas de aquecimento de água com vapor, sistemas de pasteurizadores industriais, sistemas de geração de água gelada através de amônia e diversos outros, são utilizados em diversos formatos e quantidades.
A grande vantagem desse tipo de equipamento está na flexibilidade de processo. A qualquer momento você pode aumentar ou diminuir a capacidade do trocador de calor através da adição de placas. Pode melhorar sua vedação por meio da adequação de materiais das gaxetas e pode alterar suas características básicas para se adequar a entrada de novos equipamentos ou outras novas condições de processo.
As placas e vedações para trocadores de calor são vendidas separadamente e na Vaportec você encontra grande variedade de placas de juntas, de diversos materiais e para as mais variadas aplicações do mercado.
Trocadores de calor casco em tubo
Trocadores de calor tipo casco em tubo são, basicamente, recipientes metálicos com uma serpentina interna que faz a troca de calor entre o fluido primário e secundário. A grande vantagem desse sistema é a robustez. Em contra partida, as desvantagens são grandes quando falamos em espaço físico e eficiência térmica, já que para uma grande troca térmica esse equipamento precisa de um grande espaço físico para ser alocado. Trocadores de calor do modelo casco em tubo estão cada vez mais em desuso e perdendo espaço frente às novas tecnologias presentes no mercado.
Qual é o melhor tipo de trocador de calor?
Esta pergunta é difícil e com certeza não tem uma resposta conclusiva. O melhor trocador de calor é aquele que melhor se adequa ao seu processo, consumindo menos energia e gerando uma maior eficiência com a vazão de produto determinada. O trocador de calor brasado tem grande eficiência térmica, porém não permite manutenção e troca de placas. Por sua vez, o trocador de calor desmontável permite, além da manutenção, a ampliação de capacidade e adequação ao projeto atual devido à sua flexibilidade. Enquanto para processos corrosivos e de alta pressão, o trocador de calor casco em tubos pode ser a melhor opção devido à sua robustez e ampla gama de aplicação industrial.
Independentemente do modelo de trocador de calor instalado, é importante levar em conta duas variáveis muito importantes relacionadas a este equipamento:
1 – Garantir a manutenção preventiva periódica do equipamento, realizando limpeza, troca de vedações, placas, testes e respeitando a vida útil do equipamento.
2 – Garantir que os fluidos que entram no equipamento estejam nas condições de filtragem, temperatura e pressão adequadas ao projeto para que o funcionamento e dimensionamento do mesmo esteja de acordo com a realidade, trabalhando de maneira segura e com alta eficiência.
A nossa série no Youtube, “Tudo sobre”, tem um vídeo exclusivo sobre trocadores de calor e suas aplicações. Confira!
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