Tipos de trocador de calor: Conheça os principais

Existem diversos tipos de trocador de calor. Eles são equipamentos utilizados para transferir calor de um fluido para outro, sem que esses fluidos se misturem. Eles são amplamente utilizados em processos industriais e sistemas de climatização para aquecer, resfriar, condensar ou evaporar substâncias, garantindo o controle térmico adequado em diversas aplicações.Neste artigo exploraremos os principais tipos de trocador de calor, equipamentos essenciais em diversos setores industriais para o controle térmico de processos.

Tipos de trocador de calor

Trocador de Calor Casco e Tubos

Os trocadores de calor da Apema são equipamentos empregados em sistemas de refrigeração ou aquecimento dos mais diversos fluidos. Os trocadores de calor da série TST são equipamentos apropriados para troca de calor entre óleo/água, água/vapor, água/água, vapor/líquido, etc. Os da série TA, são equipamentos com feixes tubulares aletados, específicos para troca de calor entre óleo e água. Para aplicações de resfriamento de óleo, a linha TA apresenta melhor rendimento em função do feixe tubular aletado que aumenta a área de contato entre o óleo e a água. Entretanto, a linha TA é recomendada em aplicações com óleo de viscosidade até ISO 100, sendo que para viscosidades maiores, é recomendado a utilização de equipamentos da linha TST.

Construção Baseado no princípio de construção casco e tubos (Shell and Tube), com tampas removíveis para acesso aos tubos.

- Casco: Construído em tubo de aço carbono com costura longitudinal
- Espelhos: Executados em chapas de aço carbono classificadas e usinadas em máquinas operatrizes CNC, mantêm a garantia do produto final. Opcionalmente, podem ser fornecidos revestidos em latão para uso naval.

Feixe Tubular:

- Na linha TST: Em cobre para aplicações normais, e cupro-níquel, aço inoxidável e aço carbono para outras aplicações.
- Na linha TA: Tubos em cobre e aletas de alumínio para aplicações normais, e opcionalmente tubos em cupro-níquel para uso naval.
Tampas: Fabricadas em ferro fundido ou em aço carbono, garantem em seus diversos passes a distribuição da água de resfriamento na velocidade ideal para uma boa transferência de calor.

Testes: Todos os trocadores de calor são testados pneumaticamente com ar seco a 12 bar no casco e 4,0 bar nos tubos. Realizamos testes hidrostáticos por amostragem, com pressão de 30 bar no casco.

Opcionais: Feixe tubular em cupro-níquel, aço inox e aço carbono.

Feixe tubular removível.
Espelhos revestidos em latão naval.

Trocador de Calor a Placas Brasadas

Os trocadores de calor de placas brasadas são fabricados com placas de aço inoxidável AISI 304. As placas são unidas com lâminas de cobre ou níquel e brasadas em forno a vácuo. A cada segunda placa subsequente é virada 180º para criar canais de fluxo de dois fluidos em contracorrente. O projeto das placas cria uma grande turbulência, resultando numa excelente transferência de calor, mesmo com baixas velocidades dos fluidos. O resultado é uma alta eficiência de troca térmica.

Aplicações: O aproveitamento típico desses trocadores de placas soldadas é para uso doméstico e industrial, para aquecer, resfriar, condensar e evaporar. Podem ser utilizados em calefação, sistemas solares, refrigeração, ar condicionado, resfriamento ou aquecimento de óleo e outros fluidos.

Dimensionamento: Programas específicos para computador, garantem o dimensionamento otimizado para cada aplicação.

Conexões normais: As conexões são uniões de rosca BSP tipo macho para os dois circuitos. Para operações como evaporador de refrigeração, o lado do gás refrigerante é fornecido com conexões para solda.

Materiais:

Placas: AISI 304
Material de brasagem: Cobre ou níquel para uso com NH3
Conexões: Aço inoxidável

Condições de trabalho:

Pressão máxima de trabalho: 30 Bar (16 Bar para modelo K210)
Temperatura máxima de trabalho: 195ºC
Temperatura mínima de trabalho: -100ºC
Potência máxima: 2000 kW

Trocador de Calor a Placas Desmontáveis

Os trocadores de placas individuais desmontáveis se adaptam às mais diversas aplicações. Inicialmente usados para resfriamento de produtos sensíveis à contaminação, como leite, sucos, vinhos, etc., têm sido utilizados cada vez mais em outras aplicações.

A possibilidade de desmontagem é a principal vantagem destes equipamentos. A evolução destes trocadores com placas desmontáveis, além de abrir outros campos de aplicações, possibilitou o uso em maiores pressões. Recentemente foi introduzido o uso de módulos formados por duas placas soldadas a laser, o que aumentou ainda mais o campo de aplicações.

Construção: Determinadas quantidades de placas de acordo com as necessidades da aplicação, são montadas com gaxetas ou módulos de placas e prensadas mediante tirantes roscados. Uma estrutura de aço carbono (ou aço inoxidável) sustenta o conjunto de placas e garante a estabilidade do equipamento também em pressões elevadas. Para a facilidade de manutenção, a estrutura conta com barras guias em aço para que as placas sejam mantidas na posição correta.

Materiais:

Placas: Aço AISI 304, AISI 316, titânio e outros.
Pedestais: Aço carbono, aço revestido em AISI 304 opcionalmente em aço inoxidável.
Barras de guia e coluna traseira: Aço carbono e opcionalmente em aço inoxidável.

Principais aprendizados sobre trocadores de calor

Após explorar os diferentes tipos de trocador de calor, é possível destacar alguns aprendizados importantes:

Diversidade de aplicações: Os trocadores de calor são essenciais em diversos setores industriais para o controle térmico de processos, sendo utilizados para aquecer, resfriar, condensar ou evaporar substâncias.
Importância da manutenção: A possibilidade de desmontagem dos trocadores de placas desmontáveis facilita a limpeza e manutenção, garantindo seu bom funcionamento e prolongando sua vida útil.
Eficiência energética: Os trocadores de calor a placas brasadas oferecem alta eficiência de troca térmica, mesmo com baixas velocidades dos fluidos, resultando em economia de energia.
Variedade de materiais: Os materiais utilizados na fabricação dos trocadores de calor variam de acordo com a aplicação, garantindo resistência e durabilidade ao equipamento.
Tecnologias avançadas: A evolução dos trocadores de calor, como o uso de módulos formados por duas placas soldadas a laser, ampliou suas possibilidades de aplicação, incluindo o uso em maiores pressões.

Esses aprendizados destacam a importância dos trocadores de calor na indústria e como eles contribuem para processos mais eficientes e sustentáveis.

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