Trocadores de calor refrigerados por ventilador

Tipos de trocadores de calor com arrefecimento por ventilador

Um trocador de calor com arrefecimento por ventilador normalmente utiliza um tipo com ventiladores para transferir calor entre fluidos. Existem diferentes tipos disponíveis de trocadores de calor com arrefecimento por ventilador, como segue:

• Trocador de calor de tubo com aletas:

  O papel essencial das aletas de refrigeração em um trocador de calor com arrefecimento por ventilador é aumentar a área de superfície disponível para a transferência de calor. A base das aletas de refrigeração é geralmente ligada ou soldada ao tubo. O projeto econômico de um trocador de calor é transferir um fluido de transferência de calor de densidade relativamente baixa.

• Trocador de calor evaporativo:

  Os trocadores de calor evaporativos FAN resfriam um fluido evaporando água. Normalmente, um fluido frio, como água, flui pelo trocador. A água é pulverizada no topo do trocador e viaja para o fundo, onde é coletada. Conforme o ar sopra através do trocador, ele evapora parte da água, absorvendo o calor e resfriando o fluido.

• Trocador de calor de refrigeração direta a ar:

  Os trocadores de calor de refrigeração direta a ar não exigem ventiladores porque o ar ambiente flui naturalmente pelas superfícies de transferência de calor. Projetos como feixes de tubos ou arranjos de serpentina plana são usados ​​para maximizar o movimento natural do ar. Normalmente, esses trocadores de calor são usados ​​em locais com pouco espaço.

Especificações e manutenção de trocadores de calor com arrefecimento por ventilador

O desempenho dos trocadores de calor depende em grande parte da especificação dos trocadores de calor de serpentina de ventilação em todo o sistema. As especificações são as seguintes:

• Materiais: O trocador de calor pode ser feito de uma combinação de cobre, alumínio ou aço inoxidável para permitir uma alta eficiência de transferência de calor com um peso menor. Apesar de ter um coeficiente de expansão térmica relativamente baixo, forte resistência à corrosão e alto desempenho, o aço inoxidável é muito mais pesado que o cobre e o alumínio, que são preferíveis por serem leves e terem uma condutividade térmica mais alta.
• Temperatura: A capacidade de temperatura do trocador de calor de serpentina de ventilação é crucial, pois tanto os trocadores de calor de serpentina de ventilação de alta quanto de baixa temperatura se beneficiam de ambos. A faixa de temperatura do trocador de calor de serpentina de ventilação é constante. Os trocadores de calor de baixa temperatura funcionam bem com fontes de calor como bombas de calor, enquanto os trocadores de calor de alta temperatura são preferíveis para caldeiras e processos industriais.
• Densidade da aleta: Densidade da aleta refere-se à quantidade de aletas em um determinado comprimento. A quantidade de área de superfície disponível para transferência de calor aumenta com o aumento da densidade da aleta. Taxas de transferência de calor mais altas são frequentemente correlacionadas com maior densidade da aleta. A eficiência do trocador, portanto, pode ser significativamente impactada ajustando a densidade da aleta para atender a aplicações específicas.
• Área de transferência de calor: A quantidade de área de superfície disponível para transferência de calor entre os dois fluidos é indicada pela área de transferência de calor. Para atender ao desempenho de transferência de calor necessário, essa área deve ser adequada.
• Vazão de ar: A vazão de ar de um trocador de calor com arrefecimento por ventilador é a quantidade de ar que passa por ele em um determinado tempo. Haverá um processo de transferência de calor convectivo suficiente devido à troca adequada e ótima de ar. O desempenho de transferência de calor pode sofrer se a ventilação for inadequada.
• Queda de pressão: A queda de pressão que ocorre quando o fluxo de fluido passa pelo trocador de calor com arrefecimento por ventilador indica a resistência que ele oferece. Uma grande queda de pressão pode resultar em maior consumo de energia e menor eficiência do sistema, enquanto uma baixa queda de pressão promove um fluxo de fluido suave.
• Consumo de energia do ventilador: A quantidade de energia utilizada pelo ventilador para direcionar o fluxo de ar pelo trocador de calor é determinada pela potência do ventilador. Para reduzir o consumo de energia e promover a sustentabilidade, é crucial selecionar trocadores com ventiladores eficientes e baixo consumo de energia.

É uma boa prática manter um trocador de calor com arrefecimento por ventilador, além de aderir às especificações. As seguintes são sugestões essenciais de manutenção do trocador de calor abrasivo:

• As superfícies externas do trocador de calor, bem como todos os acessórios, válvulas e outros equipamentos auxiliares, devem ser limpas pelo menos uma vez por ano. As superfícies metálicas expostas devem receber uma camada de tinta à prova de ferrugem após a limpeza. As impurezas que entram na jaqueta ou nos tubos internos devem ser descarregadas regularmente. Isso pode impedir que o calor seja trocado dentro do trocador de calor.
• Para procurar pontos de corrosão em um trocador de calor com arrefecimento por ventilador, válvulas e tubulações, é importante realizar inspeções periódicas. Pontos de corrosão típicos incluem áreas de estresse, locais em que o gradiente de temperatura é superior a 25 graus, juntas, curvas e lugares mais expostos à turbulência do fluido.
• Quando não estiverem sendo usados, armazene trocadores de calor com arrefecimento por ventilador em áreas secas, longe de elementos corrosivos como produtos químicos e radiação UV que podem danificar o material. Quanto mais medidas preventivas forem tomadas, menos manutenção frequente do trocador de calor será necessária.

Aplicações de trocadores de calor com arrefecimento por ventilador

Os trocadores de calor com arrefecimento por ventilador têm muitas aplicações em várias indústrias devido à sua utilidade e eficiência na troca de calor. Uma aplicação primária é na indústria de petróleo e gás, onde eles são usados ​​em refinarias, plantas petroquímicas e instalações de processamento de gás natural. Eles resfriam fluidos de processo, óleos lubrificantes e gases de vedação. Os trocadores de calor com arrefecimento por ventilador também ajudam a gerenciar o condensado térmico dos equipamentos na indústria de petróleo e gás, para que ele possa funcionar de forma otimizada e segura.

Outra aplicação de trocadores de calor com arrefecimento por ventilador é em usinas de energia. Eles são componentes cruciais em usinas de energia a combustível fóssil, usinas nucleares e usinas de energia a biomassa. Aqui, eles são usados ​​para difundir o calor residual de turbinas geradoras e transformadores. Eles também resfriam sistemas auxiliares e óleos lubrificantes em usinas de energia. Os trocadores de calor com arrefecimento por ventilador estão presentes na indústria automotiva. Eles são usados ​​em radiadores de carros, refrigeradores de óleo, intercooler e refrigeradores de transmissão. Na indústria automotiva, os trocadores de calor com arrefecimento por ventilador são geralmente compactos e projetados para fácil integração em veículos. Eles resfriam eficientemente o motor e o óleo hidráulico. Além disso, eles reduzem o calor gerado pelo motor durante a combustão.

A indústria HVAC usa trocadores de calor com arrefecimento por ventilador para bombear refrigerantes processados ​​e outros fluidos. Os trocadores de calor são usados ​​em sistemas residenciais e industriais de ar condicionado central, refrigeradores comerciais, chillers e secadores. Na indústria HVAC, os trocadores de calor com arrefecimento por ventilador resfriam indiretamente os espaços de moradia e trabalho, removendo o calor da água e do ar. Os trocadores de calor são aplicados na indústria de alimentos e bebidas para pasteurizar, resfriar e aquecer produtos alimentícios. Basicamente, eles são usados ​​em instalações de processamento de alimentos lácteos, instalações de fabricação de cerveja e instalações de fabricação de alimentos. Eles são usados ​​para conservar energia e controlar eficientemente a temperatura dos alimentos e fluidos processados.

Por fim, os trocadores de calor com arrefecimento por ventilador são aplicados na indústria hidrônica. Eles são usados ​​em sistemas de refrigeração hidrônicos de circuito fechado, sistemas de aquecimento distrital e sistemas geotérmicos. Aqui, os trocadores de calor transferem calor entre o sistema hidrônico e os equipamentos de processo ou chillers. Eles melhoram a eficiência energética dos sistemas hidrônicos e é fácil integrá-los em plantas de refrigeração central.

Como escolher trocadores de calor com arrefecimento por ventilador

A seleção do trocador de calor com arrefecimento por ventilador deve ser baseada nos requisitos de aplicação, bem como nas características de desempenho do próprio trocador.

• Combinar com os requisitos do processo

  Primeiro, as funções que o trocador precisa executar no processo devem ser identificadas, como se é para resfriar, aquecer ou evaporar. Em seguida, o meio para a troca de calor, pressão de operação, temperatura e vazão devem ser determinados. Finalmente, a localização da instalação e o espaço devem ser considerados, incluindo se é uma instalação interna ou externa, a capacidade de resistir a influências ambientais e a área de instalação.

• Verificar o desempenho de transferência de calor

  Escolha um trocador de calor com arrefecimento por ventilador cujo coeficiente de transferência de calor seja adequado ao processo. Um coeficiente de transferência de calor mais alto pode melhorar a eficiência de troca de calor e reduzir o tamanho do equipamento.

• Considerar os custos operacionais

  Os custos operacionais incluem consumo de energia, custos de manutenção e tempo de operação. A seleção de um trocador de calor com baixa queda de pressão pode reduzir o consumo de energia e um trocador de calor durável pode reduzir os custos de manutenção.

Além disso, a disponibilidade do trocador deve ser considerada. Os modelos e especificações do trocador de calor com arrefecimento por ventilador devem ser capazes de atender aos requisitos de aplicação. Ao mesmo tempo, a compatibilidade com os equipamentos existentes deve ser garantida para evitar custos adicionais e dificuldades técnicas.

Perguntas frequentes sobre trocadores de calor com arrefecimento por ventilador

P1: Qual a diferença entre um trocador de calor com arrefecimento por ventilador e um trocador de calor tradicional?

A1: A principal diferença é o método de resfriamento. Um trocador de calor com arrefecimento por ventilador utiliza um ventilador para forçar o ar ambiente a atravessar o trocador para facilitar a transferência de calor. Os trocadores de calor tradicionais, que podem empregar um refrigerador, dependem da convecção natural ou de circunstâncias ambientais menos controladas ou menos aproveitadas para otimizar a transferência de calor.

P2: Os trocadores de calor com arrefecimento por ventilador são ruidosos?

A2: É verdade que alguns trocadores podem ser um pouco barulhentos, dependendo do tamanho, velocidade e modelo do ventilador. No entanto, geralmente falando, os níveis de ruído são toleráveis. Mais especificamente, eles podem ser consolidados e usados ​​com ferramentas e tecnologias de redução de ruído para diminuir os níveis de ruído.

P3: Os trocadores de calor podem ser transportados?

A3: Sim, pode. Mas tenha cuidado e equipe-o adequadamente com as ferramentas, acessórios e técnicas de transporte adequados para o tipo de veículo que está usando, em particular para não danificar nenhuma parte do trocador de calor.

P4: Os trocadores de calor com arrefecimento por ventilador são energeticamente eficientes?

A4: Sim, eles podem ser considerados opções energeticamente eficientes, especialmente quando comparados a modelos que usam compressores ou ciclos de refrigeração. No entanto, suas eficiências e consumos de energia dependem de vários fatores diferentes, como tipo, tamanho, configurações e configurações, etc.