Alimentação e controle de trocadores de calor

Alimentação e controle de trocadores de calor é o processo de conexão e controle dos fluidos que são tratados termicamente pelo trocador, tanto de aquecimento quanto de refrigeração industrial.

Para entender facilmente e com maior profundidade a alimentação e controle de trocadores de calor, precisamos entender, primeiro, alguns aspectos básicos sobre trocadores de calor e troca térmica. Dessa forma, os conceitos de controle farão mais sentido e terão menor complexidade.

O que é um trocador de calor?

Trocador de calor é um equipamento utilizado para fazer a troca térmica, ou seja, aquecer e resfriar, indiretamente, um determinado fluido. Na prática pode-se utilizar, por exemplo, para aquecer água com vapor, resfriar óleo com água, resfriar água com amônia ou outro gás refrigerante e uma infinidade de outras aplicações.

Dentro de um trocador de calor, os fluidos passam um por cada placa de maneira alternada. Assim, ocorre o processo de troca térmica. Ele respeita sempre o princípio de o fluído quente doar/ceder temperatura para o fluido frio, independentemente do processo ser de refrigeração ou aquecimento.

Qual a diferença entre evaporador e condensador?

Trocador de calor evaporador é aquele que evapora um gás refrigerante, como amônia ou outro gás, com o intuito de realizar o resfriamento de um fluido líquido. Normalmente, o líquido é água com solução anticongelamento quando a temperatura for igual ou inferior a 0°C, ou água quando a temperatura for igual ou superior a 1°C.

Por sua vez, utiliza-se o trocador de vapor condensador para fazer a condensação da descarga do compressor de gás refrigerante, ou seja, o gás refrigerante comprimido a alta pressão e temperatura trocará temperatura com água no canal oposto e passará ao estado líquido. Dessa maneira, dando continuidade ao processo de refrigeração.

O que é trocador de calor monofásico e bifásico?

Um trocador de calor monofásico faz a troca térmica entre dois produtos em mesma fase, por exemplo, óleo e água em estado líquido. Já o bifásico faz a troca térmica entre dois fluidos em diferentes fases e, também, de um mesmo fluido em duas fases, como vapor e água. Inclusive, esses dois se tratam do mesmo fluido, entretanto, com diferentes temperaturas e em diferentes fases físicas. Portanto, o trocador de calor para vapor e água é bifásico.

Controle de pressão em sistema de água, óleo, líquidos e gases

Um controle de pressão efetivo na saída de água, óleo ou outros líquidos e gases pode ser feito de maneira fácil e com ótimo custo benefício utilizando os seguintes equipamentos:

• – transmissor de pressão MBS 1700 Danfoss;
• – inversor de frequência FC051 Danfoss;
• – bomba de circulação ou centrífuga do sistema de água.

Neste sistema de controle de pressão, pode-se instalar o transmissor no circuito de saída do fluido principal, enviando o sinal de pressão para o inversor de frequência. Ele, por sua vez, modula a variação de frequência da bomba de alimentação do trocador de calor, assim, a pressão permanece constante e o sistema de troca térmica trabalha de maneira proporcional, sem golpes e choques térmicos. O resultado: aumento da eficiência, vida útil e diminuição de paradas e quebras do trocador e do sistema de maneira geral.

Controle de temperatura para trocador de calor

O controle de temperatura para trocador de calor pode ser feito de maneira on-off (liga e desliga) e de maneira modulante (proporcional). O sistema modulante sempre terá maior eficiência e menor índice de quebra e manutenção, entretanto, seu custo de implementação inicial se torna maior devido à tecnologia agregada nos equipamentos.

Sistema de controle de temperatura ON-OFF para trocador de calor

• – sensor de temperatura tipo PT-100 Danfoss;
• – controlador de temperatura (pode ser um Novus N480, N1100 ou N2000, por exemplo);
• – válvula angular pneumática AV210 Danfoss ou Válvula Solenoide EV225 Danfoss.

Sistema de controle de temperatura proporcional para trocador de calor

• – transmissor de temperatura Danfoss;
• – controlador ou CLP (controlador deve ter possibilidade de interpretação de sinal 4 a 20Ma);
• – válvula pneumática proporcional com posicionador eletro pneumático.

A diferença básica entre o sistema on-off e proporcional é que o primeiro liga e desliga abruptamente de acordo com o set-point de temperatura e aceita maiores variações. Enquanto, o sistema proporcional funciona de forma contínua e com pouca variação, liberando a quantidade precisa e necessária de fluido daquele momento do processo, durante todo o processo.

Trocador de calor para amônia Danfoss

O controle de trocadores de calor para amônia é diferenciado, devido ser feito com padrão de válvulas especificamente utilizadas para amônia. Abaixo, destacamos as válvulas utilizadas. Sendo utilizado como condensador, os controles são os mesmos, mas a ordem é inversa.

Injeção de líquido amônia

• – válvula solenoide EVRA Danfoss;
• – válvula solenoide ICF EVRAT Danfoss;
• – bloco de válvulas ICF Danfoss (pode ser com solenoide EVRA ou modulante ICM);
• – válvula solenoide ICS Danfoss (com piloto EVM e bobina tipo BE).

Sucção de gás amônia

• – válvula reguladora de pressão ICS Danfoss;
• – solenoide de 2 estágios ICLX Danfoss;
• – válvula motorizada ICM Danfoss;
• – bloco de válvulas ICF Danfoss (pode ser com qualquer uma das funções acima).

*Além do controle com válvulas, é necessário sensor de temperatura e controlador para efetivação completa do sistema de controle.

Além disso, caso tenha restado alguma dúvida sobre alimentação e controle de trocadores de calor, entre em contato conosco.