Trocador de calor de placa espiral

Tipos de trocadores de calor de placas espirais

Um trocador de calor de placas espirais consiste em duas ou mais placas que se curvam juntas formando uma espiral. O fluido de processo e o fluido de aquecimento/resfriamento fluem em contracorrente. Uma vantagem deste projeto é a área de superfície aumentada, resultando em maior eficiência. Um **trocador de calor de placas espirais** fornece transferência de calor igual ou maior do que os não espirais.

Ele é usado para transferir calor entre gases, líquidos ou uma combinação de ambos. Aplicações comuns incluem a indústria alimentícia (pasteurização), produtos químicos (reagentes), petroquímicos, geração de energia e marítima.

• Trocador de Calor de Placas Espirais

• Trocador de Calor de Placas Espirais

  Um **trocador de calor de placas espirais**

  é o tipo mais comum, em que duas placas metálicas são enroladas em torno de um eixo central para formar uma espiral. As duas placas criam canais para os fluidos fluírem, geralmente com cada fluido fluindo em direções alternadas. Este design aumenta compactamente as áreas de superfície e mais troca de calor. Este trocador de calor é usado principalmente em alimentos, químicos, farmacêuticos e outras indústrias onde é necessária uma troca de calor eficaz.

• Trocador de calor de feixe de tubos espirais

  é um trocador de calor de casco e tubos que usa um tubo espiral como seu elemento de transferência de calor. Ele possui uma ou duas extremidades abertas nos feixes de tubos. Às vezes, uma cabeça flutuante é incluída para permitir a limpeza do trocador de calor por dentro. Os fluidos fluem dentro dos tubos e do casco em contracorrente, resultando em uma transferência de calor mais eficiente. Este projeto de feixe de tubos existe em feixes de tubos duplos e triplos.

  Trocador de calor espiralado

  Um trocador de calor espiralado consiste em uma série de laços de enrolamento apertado. Cada laço compreende dois canais retos paralelos divididos por um espaçador. Os canais, então, mudam de direção e são interligados por um fluido aquecido ou resfriado que se move na direção oposta ao outro fluido. Este dispositivo de transferência de calor também é chamado de trocador de calor de placa-aleta espiral. É usado nas indústrias de processamento de gás, química, petroquímica, refino de petróleo e geração de energia.

Especificações e manutenção de trocadores de calor de placas espirais

• Materiais:

  Normalmente, o aço inoxidável é usado na fabricação de trocadores de calor de placas espirais. Os trocadores de calor com placas espirais podem resistir a altas pressões e corrosão do ambiente externo.

• Área de superfície:

  A área de superfície varia com os parâmetros de projeto e fabricação. No entanto, a área de superfície do trocador de calor com placas espirais deve ser grande o suficiente para melhorar a eficiência da transferência de calor.

• Comprimento e diâmetro:

  O comprimento e o diâmetro dependem do projeto. Geralmente, os trocadores de calor compactos são adequados para espaços pequenos, enquanto os trocadores de calor de diâmetro/comprimento grandes são adequados para grandes volumes de processamento.

• Temperatura e pressão:

  Os trocadores de calor com placas espirais podem resistir a altas temperaturas. A temperatura máxima pode atingir cerca de 550 graus (para aço inoxidável). Enquanto isso, o trocador de calor pode resistir a altas pressões. A pressão máxima pode ser de cerca de 2,5 MP. Os parâmetros exatos dependem do modelo e do projeto específicos.

• Vazão:

  A vazão define a quantidade de fluido de trabalho que o trocador de calor com placas espirais é capaz de processar. Normalmente é expresso em unidades de L/min ou m3/h.

Manutenção

• Limpeza regular:

  Os usuários precisam limpar regularmente as placas espirais do trocador de calor. Isso pode evitar a incrustação do equipamento e garantir um bom desempenho da transferência de calor.

• Verificação de vazamentos:

  Os usuários precisam inspecionar regularmente o equipamento para detectar quaisquer sinais de vazamentos. Isso garante a integridade do equipamento e evita vazamentos de líquido.

• Verifique a pressão e a temperatura:

  Os usuários precisam verificar periodicamente a pressão de trabalho e a temperatura do trocador de calor. Isso garante que o equipamento funcione na faixa adequada e evita situações de alta pressão e sobrepressão.

• Verifique os fixadores:

  Os usuários precisam inspecionar os fixadores do equipamento regularmente. Isso garante o aperto do equipamento e evita o afrouxamento.

• Lubrificação:

  Os usuários precisam lubrificar os componentes operacionais, por exemplo, os mancais e selos, do trocador de calor com placas espirais. Isso reduz o atrito e garante um funcionamento suave.

Cenários para trocadores de calor de placas espirais

• Indústria de alimentos:

  Na indústria de laticínios, o leite precisa ser pasteurizado, resfriado e aquecido repetidamente para diversos fins. Um trocador de calor espiral para pasteurização do leite usa um trocador de calor espiral para resfriar e aquecer o leite. Isso não apenas minimiza as despesas de energia, mas também otimiza o espaço, o que é muito valioso no processamento de alimentos.

• Geração de energia:

  Em usinas termoelétricas, o dever dos trocadores de calor espirais é trocar calor entre gases e líquidos. Eles utilizam o calor residual, que é a energia que aquece a água para gerar vapor. Este processo auxilia na melhoria da eficiência de todo o sistema de geração de energia.

• Sistemas HVAC:

  Bobinas de ventilador ou unidades de tratamento de ar em edifícios comerciais ou ar condicionado central residencial adotam trocadores de calor espirais. Este projeto permite que o sistema tenha maior eficácia na troca de calor e diminua o uso de energia, atingindo, assim, os objetivos de redução de custos e proteção ambiental.

• Indústria marítima:

  Na indústria marítima, o trocador de calor espiral é amplamente utilizado no sistema de resfriamento do motor e no sistema de tratamento de água de porão. Por exemplo, na aplicação de resfriamento do motor, um trocador de calor espiral pode transferir o calor da água fria no navio, mantendo assim a temperatura de operação ideal do motor.

• Indústria química:

  Na produção química, os trocadores de calor espirais são amplamente utilizados em reatores, absorvedores e colunas de destilação. Eles podem realizar processos como resfriamento, aquecimento, condensação e absorção. Isso pode aumentar a taxa de reação e a eficiência de separação, acelerando o processo de produção química.

• Indústria farmacêutica:

  Os trocadores de calor espirais são usados no setor farmacêutico para aquecer, resfriar e esterilizar fluidos. Eles garantem um controle de temperatura rigoroso e cumprem as normas de higiene para manter a integridade do processo e a segurança do produto.

• Indústria de plástico:

  Na indústria de plásticos, o trocador de calor espiral desempenha um papel importante no resfriamento do molde e no resfriamento rápido dos produtos extrudados. Utilizando o trocador de calor espiral para moldes, é possível obter um tempo de ciclo mais curto, bem como melhorar a produtividade e a qualidade do produto.

Como escolher trocadores de calor de placas espirais

Tanto as características do fluido quanto as características geométricas de um trocador de calor espiral são vitais para garantir seu funcionamento adequado na aplicação específica pretendida. As três principais características do fluido que afetam a transferência de calor são o fluxo de projeto, as características do fluido e os requisitos de transferência de calor.

• Fluxo de projeto: Se deve ser monofásico ou bifásico ou a quantidade de fluxo que a máquina estará manipulando.
• Características do fluido: A natureza geral do fluido. Se sua natureza corrosiva ou viscosa pode afetar sua velocidade de fluxo.
• Requisitos de transferência de calor: Principalmente as taxas de temperatura de ambos os fluidos de entrada e a temperatura que deve ser alcançada. Outros aspectos a serem considerados são as restrições de queda de pressão e a área alvo da transferência de calor.

Quanto aos parâmetros geométricos, a quantidade total de área de superfície de transferência de calor necessária determinará o tamanho da unidade para fornecer essa área de superfície específica. O projeto da unidade pode se assemelhar a uma bobina dentro de um casco para algumas aplicações ou adotar uma técnica de dobragem mais avançada que forma um trocador de calor de placas espirais.

Os materiais de construção também são cruciais para a eficácia e durabilidade da máquina. Os trocadores de calor são geralmente feitos com aço carbono resistente ou, se maior durabilidade e resistência à corrosão forem necessárias, aço inoxidável, que pode ser de vários graus, como 304 ou 316L.

A durabilidade é um aspecto crítico dos trocadores de calor industriais; alguns podem ter que funcionar com até 90 milhões de ciclos, necessitando de uma cuidadosa seleção de materiais de construção e juntas. Os materiais devem ser escolhidos para fornecer um equilíbrio perfeito entre o desempenho do sistema, prevenção de vazamentos, compatibilidade química, pressão, temperatura e requisitos específicos da aplicação. Deve-se levar em consideração quaisquer impurezas possíveis que possam ser introduzidas no processo. Por este motivo, materiais de qualidade alimentar e soldagem podem ser usados para aplicações sanitárias. Nesses casos, os padrões de higiene da indústria devem ser atendidos e quaisquer patógenos devem ser eliminados em qualquer interface do sistema necessária.

Ao usar um trocador de calor em um ambiente industrial, é útil selecionar um modelo com controles amigáveis e capacidade de operação, monitoramento e análise digital. A capacidade de registrar e armazenar dados na nuvem é um recurso útil que fornece aos compradores comerciais insights cruciais sobre negócios, operacionais e de suporte ao cliente.

P&R

P: Por que é chamado de trocador de calor espiral?

R: Os trocadores de calor espirais são trocadores de calor que possuem partes em forma de espiral. Eles geralmente compreendem duas placas enroladas que são enroladas juntas em torno de um eixo comum.

P: Como funciona um trocador de calor de placas espirais?

R: Um trocador de calor espiral funciona por meio de dois fluidos fluindo em direções opostas. As superfícies das placas entrelaçadas transferem calor entre os fluidos à medida que se movem. Em essência, o fluido frio absorve calor do fluido quente, enquanto perde calor para o fluido quente.

P: Um trocador de calor espiral é o mesmo que um trocador de calor de placas?

R: Não. Embora eles desempenhem tarefas semelhantes, a estrutura e o design dos trocadores de calor de placas e trocadores de calor espirais são diferentes. As placas em um trocador de calor de placas são geralmente dispostas em um padrão paralelo, enquanto os componentes de um trocador de calor espiral formam uma espiral contínua.

P: Quais são os benefícios de um trocador de calor espiral?

R: Os trocadores de calor espirais têm vários benefícios, incluindo alta eficiência térmica, tamanho compacto, baixa resistência ao fluxo e construção robusta.