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Aplicação do permutador de calor de placas Aplicações dos permutadores de calor de placas. Neste artigo, discutiremos as aplicações dos permutadores de calor de placas, analisando os diferentes tipos, desde o tipo de junta, o tipo de placa soldada, o tipo soldado e o tipo de microplaca, bem como as suas aplicações, tais como chillers, bombas de calor, HVAC, industrial, energia distrital, unidades de interface de calor, etc.
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Um permutador de calor é um dispositivo utilizado para transferir energia térmica de um fluido para outro. Ambos os fluidos são completamente separados pelo permutador de calor, nunca se encontram ou misturam. Os fluidos podem ser qualquer coisa, como água, óleo, refrigerante, etc. Os fluidos devem estar a temperaturas diferentes para transferir calor e calorflui sempre do quente para o frio.
Tipos de permutadores de calor Existem dois tipos principais de permutadores de calor de placas: o tipo de junta e o tipo de placa soldada. Vejamos primeiro o tipo de junta.
Permutador de calor de placas de vedação
Permutador de calor de placas de vedação Os permutadores de calor do tipo junta consistem em várias placas de metal fino dispostas de modo a criar canais. As juntas assentam entre cada uma das placas e formam uma vedação. A vedação impede que os fluidos se misturem e vazem, mas também dita quais os canais através dos quais cada fluido pode fluir.
Os permutadores de calor de placas com juntas podem aumentar ou diminuir a sua capacidade de aquecimento ou arrefecimento adicionando ou removendo placas internas. Podem também ser desmontados para limpeza e manutenção.
Materiais utilizados: As placas são normalmente feitas de aço inoxidável, por vezes de titânio, as placas de extremidade são normalmente de aço macio e as juntas são normalmente feitas de borracha.
Aplicações dos permutadores de calor de placas com juntas: Encontrá-los-á em muitas aplicações pesadas para HVAC, bem como em aplicações industriais e de engenharia de processos.
Aquecimento e arrefecimento urbano:
Permutador de calor de placas de energia distrital Estes tipos de permutadores de calor são utilizados para ligar edifícios a redes de aquecimento e arrefecimento urbano. O centro de aquecimento e arrefecimento urbano distribui os fluidos quentes ou frios em torno de alguns tubos centrais para formar uma rede. Os edifícios são depois ligados a estas redes centrais para utilizarem os fluidos de aquecimento e arrefecimento.O circuito da central retira calor ou frio da rede conforme necessário, normalmente através de um contador de calor para medir o consumo.
HVAC:
Aplicação do permutador de calor de placas de vedação hvac Os permutadores de calor de placas de vedação são utilizados em muitas aplicações AVAC para ligar indiretamente chillers, caldeiras e torres de arrefecimento a sistemas de instalações centrais. São também utilizados para circuitos economizadores e circuitos de recuperação de calor para reduzir a carga de arrefecimento nos chillers.
Indústria e fabrico:
Aplicação industrial do permutador de calor de placas de vedação Por exemplo, uma fábrica pode utilizar água para arrefecer uma bebida quente acabada de fabricar. O produto líquido quente acabado tem de ser arrefecido antes de ser engarrafado, pelo que passa por um permutador de calor de placas que está ligado ao circuito de arrefecimento de um refrigerador.extrai o calor indesejado sem que os dois fluidos se misturem.
Prós e contras da utilização do tipo de junta:
Prós: Pode ser desmontado para limpeza. A capacidade de aquecimento/arrefecimento pode ser alterada. As peças podem ser rapidamente substituídas se estiverem danificadas.
Contras: as fugas são raras, mas é mais provável que se devam às juntas, que provocam uma maior queda de pressão do que o casco e o tubo.
Placa e estrutura soldadas
permutador de calor de placa e estrutura soldadas Há uma variação do permutador de calor de placa e estrutura que gostaria de abordar brevemente, que é o tipo de placa e estrutura soldadas. Neste tipo, as placas são todas soldadas num bloco, pelo que não podem ser totalmente desmontadas e a capacidade de aquecimento/arrefecimento é fixa.aplicações industriais, centrais eléctricas e refinarias de petróleo.
Permutadores de calor de placas soldadas
Permutador de calor de placas soldadas Aplicações: Estes permutadores de calor também utilizam placas finas para separar os fluidos, embora as placas sejam soldadas entre si para as selar completamente. A soldadura e o alinhamento das placas formam a selagem e ditam qual o canal que cada fluido podefluir para.
Aquecimento e arrefecimento urbano:
Unidade de interface térmica permutador de calor de placas soldadas As unidades de interface térmica que ligam apartamentos ou casas individuais a redes de aquecimento e arrefecimento utilizam normalmente um tipo de placa soldada. Por vezes, são utilizados grandes permutadores de calor de placa soldada para ligar edifícios a redes de aquecimento ou arrefecimento urbano, mas a maioria utiliza atualmente o tipo de junta.
Bombas de calor
Permutador de calor de placas soldadas bomba de calor de fonte subterrânea
As bombas de calor utilizam frequentemente placas soldadas para ligar os circuitos separados, o que é bastante comum nas bombas de calor de fonte de água, sendo utilizadas placas soldadas para o condensador e o evaporador do refrigerante e serpentinas para os circuitos de água.
Refrigeradores:
Permutador de calor de placas soldadas utilizado em refrigeradores Os chillers começaram a ser produzidos utilizando permutadores de calor de placas soldadas. Num chiller arrefecido a ar, o evaporador é substituído por uma placa soldada e, nos chillers arrefecidos a água, tanto o evaporador como o condensador podem ser substituídos por placas soldadas, dependendo da dimensão da carga de arrefecimento.
Calorificadores
Permutador de calor de placas soldadas para caldeiras Os calorificadores e os reservatórios de água quente são frequentemente ligados indiretamente aos circuitos de aquecimento através de permutadores de calor de placas soldadas, o que separa os dois e permite o fornecimento de água quente instantânea ou a extração de água quente do reservatório, consoante a necessidade.
Materiais: As placas e o invólucro são normalmente feitos de aço inoxidável, mas a brasagem que une cada uma das placas é normalmente feita de cobre e, por vezes, de aço inoxidável, dependendo da aplicação.
Prós e contras da chapa soldada
Prós: Eficiência ligeiramente superior ao tipo de junta. Mais compacto do que o tipo de junta.
Contras Se estiver danificada, toda a unidade deve ser substituída.
Permutador de calor de microplacas
Permutador de calor de microplacas Os permutadores de calor de microplacas podem ser de junta ou de placa soldada. São a próxima evolução dos permutadores de calor de placas que proporcionam a maior eficiência de permutador de calor até à data. Existem tanto no tipo de junta como no tipo de placa soldada, mas é de facto a placa que caracteriza este tipo de permutador de calor.
Normalmente, o permutador de calor tem um padrão, como um chevron ou uma espinha de peixe, que é pressionado na placa para aumentar a transferência de calor. Os permutadores de calor de microplacas utilizam pequenas covinhas. Há uma série de razões pelas quais este design é excelente: em primeiro lugar, permite que os fluidos sejam espalhados pelas placas de forma muito mais uniforme, o que maximiza a área da superfície de transferência de calor.As pequenas ondulações aumentam a área de superfície, permitindo uma maior oportunidade de transferência de calor. Estas melhorias de conceção permitem a utilização de permutadores de calor mais pequenos e mais leves.
Aplicações
Permutador de calor de microplacas para bombas de calor Bombas de calor, unidades VRF, evaporadores e condensadores de chillers, dependendo se tem um chiller arrefecido a ar ou a água.
Por exemplo, pode projetar ou mesmo comprar um novo chiller arrefecido a água, para um edifício comercial, e especificar que deve utilizar permutadores de calor de microplacas ou de placas soldadas em vez do típico e tradicional tipo casco e tubo, o que permitirá um design muito compacto e eficiente, poupando espaço e energia.
Prós e contras
Prós: menor peso, carga de refrigerante reduzida, maior transferência de calor
Contras: mais difícil de limpar, embora raramente seja necessário, toda a unidade tem de ser substituída se estiver danificada, não é possível aumentar ou diminuir a capacidade
