Os trocadores de calor são comumente usados para resfriamento elétrico, e mesmo projetos básicos podem ajudar significativamente a reduzir os custos indiretos associados ao resfriamento elétrico. No entanto, os projetos de trocadores de calor evoluíram significativamente ao longo dos anos para atender aos requisitos de resfriamento elétrico mais avançados, tornando a escolha certa mais difícil do que nunca. Role para baixo para ver os designs mais recentes e suas aplicações.
Conteúdo
Análise do mercado de trocadores de calor
O que são trocadores de calor
O que considerar ao selecionar um trocador de calor
Conclusão
Análise do mercado de trocadores de calor
O mercado global de trocadores de calor foi avaliado em US$17.58 bilhões em 2022 e está projetado para crescer a um CAGR de 5.1% entre 2023 e 2030. A crescente demanda por gerenciamento térmico aprimorado em diferentes setores, como alimentos, petróleo e gás, petroquímicos, produção de energia e refrigeração, deve impulsionar crescimento durante o período de previsão.
Além disso, os avanços tecnológicos para melhorar calor durabilidade, custo, eficiência energética e tamanho compacto dos trocadores impulsionarão as vendas nos próximos anos. Os EUA emergiram como o principal mercado em 2022, devido à industrialização e aos rápidos investimentos em geração de energia renovável. Outros mercados de energia significativos incluem Japão, China, Índia e Rússia.
O que são trocadores de calor?
Os trocadores de calor são dispositivos que transferem energia térmica de um líquido fluido para outro para controlar a temperatura de uma substância. Os trocadores de calor normalmente separam dois fluxos de líquido, um frio e um quente, usando uma placa termicamente condutora, movendo a energia térmica de um fluxo para outro. Trocadores de calor comuns incluem caldeiras, fornos, refrigeradores, condicionadores de ar e radiadores automotivos.
HEAT trocadores são comumente classificados em três tipos com base em seu design: chapeado, casco e tubo e ACHEs. Esses três tipos diferem muito em design, complexidade e aplicações.
Trocadores de calor de placas ou placas
As placas metálicas utilizadas nestes calor os trocadores agem como uma barreira termicamente condutora entre os fluidos. Líquidos frios e quentes circulam entre as placas, enquanto palhetas fixas conhecidas como baffles direcionam a guia de seleção do trocador de calor entre elas. Devido à sua maior área de superfície, as placas são mais eficientes do que os trocadores de tubos. No entanto, vedar juntas grandes entre essas placas é difícil, limitando esses dispositivos à produção em pequena escala e aplicações de baixa viscosidade com requisitos mínimos a moderados de pressão operacional e temperatura, normalmente abaixo de 150 °C.
Vantagens
Acredita-se que os trocadores de calor de placas sejam cinco vezes mais eficientes do que os projetos de casco e tubo porque podem recuperar mais calor. Eles também ocupam menos espaço, têm uma vida útil mais longa e requerem pouca manutenção. As placas também podem ser facilmente inspecionadas ou limpas. Além disso, os trocadores de calor de placas têm baixos custos operacionais, graças à capacidade de obter altas transferências de calor por meio de uma pequena área de superfície. A principal despesa vem da troca de juntas e, eventualmente, de placas.
Os trocadores de placas são uma excelente escolha porque usam uma abordagem de temperatura próxima, na qual o fluido frio é aquecido a uma temperatura próxima à entrada de um fluido quente, permitindo mais regeneração e recuperação de calor. Eles também são uma boa escolha para áreas com espaço limitado.
A modularidade deste produto é um benefício adicional: são fáceis de montar e desmontar no local porque pesam apenas 6% do que as unidades de casco e tubo.
Trocadores de calor casco e tubo
Em trocadores de calor de casco e tubo, uma série de tubos retangulares ou redondos são colocados em um invólucro maior de formato cilíndrico. O fluido a ser aquecido ou resfriado flui por esses tubos, enquanto o fluido secundário (transferência de calor) flui sobre eles dentro do invólucro. Este fluxo é direcionado por baffles, que também suportam os feixes de tubos.
Este tipo de permutador é bastante popular, respondendo por 60% de todos os trocadores de calor. Eles podem ser usados em ambientes de baixa e alta pressão e temperatura, mas sua construção robusta os torna mais adequados para aplicações de alta pressão. Eles também têm uma alta relação peso-volume para transferência de calor. Os tipos de casco e tubo são comumente usados em geradores de vapor, usinas de energia e aplicações de resfriamento de óleo e fluido hidráulico em motores.
Vantagens
Devido às grandes folgas entre o invólucro e os tubos, este projeto é adequado para fluidos contendo partículas. Eles também podem lidar com alta pressão calor transfere melhor do que outros modelos porque eles têm um grande invólucro de vaso de pressão com feixes de tubos no interior.
Além disso, os fluidos são menos propensos a sujar o equipamento em designs de casco e tubo. A incrustação refere-se ao acúmulo de depósitos dos fluidos que passam durante a transferência de calor. Além disso, ao processar líquidos altamente incrustantes, defletores podem ser adicionados ao tubo para aumentar a turbulência e reduzir a possibilidade de partículas aderirem ao interior dos tubos.
Trocadores de calor resfriados a ar (ACHEs)
Trocadores de calor refrigerados a ar, também conhecidos como ventiladores de aletas, usam o ar para rejeitar o calor de um fluxo de fluido diretamente. Os ventiladores empurram o ar sobre a superfície dos feixes de tubos ou placas, que contêm o fluido de processamento. Eles são uma ótima alternativa aos trocadores de calor padrão de casco e tubo resfriados a água, especialmente quando a água é escassa.
Este tipo de trocador de calor é usado em uma variedade de aplicações. São fáceis de operar e manter porque o ar não causa corrosão nem contamina o fluido. Além disso, as questões ambientais também são consideradas menos preocupantes com os trocadores de calor refrigerados a ar.
Vantagens
Pensa-se que os ACHEs sejam mais eficientes do que o casco e o tubo projetos. Por terem um sistema de circuito fechado, apresentam pouco risco de contaminação do fluido. Além disso, não requerem o uso de água, evitando a falta de água e eliminando a necessidade de um estação de tratamento de água. Além disso, requerem pouca manutenção e não precisam de limpeza frequente.
O que considerar ao selecionar um trocador de calor
O primeiro passo é analisar minuciosamente o projeto e as aplicações do trocador de calor sob várias perspectivas. Isso inclui examinar seu sistema elétrico, propriedades de gerenciamento térmico, design e outros aspectos. Além disso, o sistema deve ter o tamanho certo para caber no espaço disponível e fornecer eficiência de resfriamento ideal. Os resultados desta análise ajudarão a determinar o melhor tipo de trocador de calor para a aplicação em questão.
Resfriamento ambiente
Ao escolher trocadores de calor, vale a pena conhecer os benefícios do resfriamento ambiente:. o processo de manter a temperatura interna do invólucro elétrico logo acima da temperatura ambiente externa. Em muitos casos, o resfriamento ambiente atende aos requisitos de resfriamento de um sistema.
O resfriamento pode ser realizado usando métodos ecológicos, como o uso de fluidos de resfriamento para absorver e transferir resíduos elétricos calor. Além disso, mudar de métodos tradicionais, como unidades de compressão de ar, para resfriamento ambiente natural pode resultar em operações com maior eficiência energética e baixa manutenção.
Gerenciamento térmico
Conforme descrito acima, um sistema de resfriamento mais simplificado tem inúmeras vantagens, incluindo custos operacionais mais baixos. As empresas devem, no entanto, considerar outras áreas onde o gerenciamento térmico pode ser simplificado e se um adequado calor trocador pode tornar isso possível.
Por exemplo, muitos usam processos internos de tratamento de águas residuais que exigem o uso consistente de calor. Se possível, os trocadores de calor podem ser projetados para reaproveitar o calor elétrico residual para outras aplicações, como tratamento de águas residuais.
Aplicações
Os trocadores de casco e tubo são usados em uma variedade de processos industriais, incluindo geração de vapor, refino e resfriamento de petróleo e resfriamento industrial. Os trocadores de calor com placas, por outro lado, são comumente usados em fornos e plantas de processamento químico.
Os trocadores de calor refrigerados a ar são amplamente utilizados na indústria de petróleo e gás, plantas petroquímicas e refinarias em condições de alta pressão e alta temperatura, bem como em ambientes de fluidos corrosivos.
Conclusão
Os trocadores de calor são amplamente utilizados nas indústrias para transferir calor de um meio para outro. Compreender as vantagens de cada projeto de trocador de calor permite que os indivíduos façam melhores escolhas quando se trata de selecionar o correto para eles, aumentando a produtividade e a precisão. Visita Alibaba.com para ver todas as inovações mais recentes.
