Tipos de trocadores de calor para aquecimento: como entendê-los e escolher o certo?

O trocador de calor é um elemento integrante do sistema de aquecimento, no qual o processo de troca de calor entre vários ambientes.

Existem vários tipos de trocadores de calor.

Qual é a finalidade de um trocador de calor DHW em um sistema de aquecimento?

O dispositivo é 2 pratos: um dos quais estáticos, e outro - móvel. Ambos Possuem furos entre os quais são fixadas placas seladas com juntas.

A essência do princípio de funcionamento de tal dispositivo é que chapas onduladas formam canais por onde o líquido circula. O aumento do coeficiente de transferência de calor da parte aquecida para a parte fria ocorre devido ao aumento da área de contato.

Na camada de parede do tipo corrugado, ao longo do tempo, uma processo de turbulência. Em lados diferentes um prato um meio separado é movido. Esse método de movimentação evita que eles se misturem.

Aquecimento ambos os ambientes ocorre como resultado da conexão do dispositivo à tubulação. Após o fluido passar por todos os canais, ele sairá do trocador de calor.

Este equipamento permite:

• explorar se necessário recebido da transportadora energia térmica secundária para necessidades domésticas;
• aplicar calor residual quando a eletricidade é fornecida;
• formar condições de temperatura necessárias para realizar processos químicos;
• manter o regime de temperatura do líquido de arrefecimento no nível estabelecido em sistemas de aquecimento doméstico.

Tipos

Existem os seguintes tipos de trocadores de calor.

Mistura de água

São dispositivos nos quais o calor é transferido através de contato direto. dois ambientes: quente e frio.

A essência da operação de tal trocador de calor é que em uma câmara especial o líquido e o vapor são combinados, cuja velocidade excede valor supersônico.

O bico calculado acelera-o até tal indicador. Devido a essa mistura, ocorre aquecimento de líquidos e condensação de vapor, e o refrigerante da temperatura necessária circula pelo sistema de aquecimento.

A câmera do dispositivo permite a presença de vácuo de condensação. A operação deste tipo de trocador de calor é possível mesmo em condições de baixa pressão de vapor.

Superficial

O design de tais dispositivos é apresentado na forma tubos bimetálicos com aletas de alumínio laminado.

Nesses dispositivos, o ar flui ao redor de uma superfície sólida. As temperaturas da superfície e do fluxo de ar são diferentes.

A troca de calor entre os meios ocorre através de uma parede com um material condutor de calor especial aplicado a ela. Os circuitos são completamente isolados uns dos outros.

Os trocadores de calor de superfície são divididos em 2 tipos:

• regenerativo (a direção do fluxo do meio tende a mudar);
• recuperativo (a troca de calor de um refrigerante para outro é realizada através das paredes soltas do circuito, enquanto a direção do fluxo do meio permanece constante).

Recuperativo e suas variedades

Eles são divididos de acordo com as características de design e área de aplicação.

Casco e tubo

Estes são os dispositivos mais simples. Eles consistem em um grande número de pequenos tubos que soldados em um único feixe e colocados em um invólucro. Esses trocadores de calor são bastante volumosos e ocupam muito espaço.

Eles são usados ​​em evaporadores, refrigeradores, aquecedores, condensadores.

Submerso

Eles representam serpentinas formas planas ou cilíndricas, imersas em um recipiente com líquido.

Esses trocadores de calor são considerados ineficientes devido ao fato de haver um vazamento na parte externa da serpentina. baixa transferência de calor, e o processo de lavagem com líquido ocorre em quantidades extremamente pequenas.

As unidades submersas são utilizadas como refrigeradores e condensadores, bem como para aquecimento de água e soluções tecnológicas.

Tubular

Dispositivos deste tipo são 2 tubos, localizados um dentro do outro e com diâmetros diferentes. Assim, o líquido, que precisa ser aquecido ou resfriado, entra em contato direto com o refrigerante.

Os tubos de troca de calor são fixos um ao longo do outro. Devido à diferença entre seus diâmetros, o líquido de arrefecimento não sofre nenhum obstáculo durante sua circulação.

Esses trocadores de calor são usados ​​principalmente em indústria alimentícia, em especial na produção de vinho e laticínios.

O uso desses dispositivos também é difundido nas indústrias de petróleo, gás e química.

Irrigação

Trocadores de calor deste tipo são tubos retos localizados um acima do outro e irrigados com água do lado de fora. São fixados por soldagem ou por meio de "rolos" nas flanges. O líquido irrigador passa pela calha superior, cujas bordas têm o formato de cravoParte do líquido fornecido para irrigação de tubulações evapora.

O uso de unidades como condensadores em refrigeradores.

Grafite: o que é?

Trocadores de calor bloquear Estruturas. Todos os componentes retangulares ou cilíndricos são firmemente fixados com juntas e tampas especiais de borracha ou Teflon.

Dentro dessa estrutura, há algo acontecendo fluxo cruzado de fluido.

Inicialmente, para eliminar a porosidade do grafite, ele é tratado com resinas especiais feitas de formaldeído. Um ou ambos os ambientes são corrosivos.

Devido ao impacto estável de tais dispositivos, seu uso é muito popular. na indústria química.

Placa de ar com ventilador

De acordo com seu design, eles são divididos em destacáveis ​​e soldados. O primeiro são amplamente utilizados devido ao fato de poderem ser desmontar e montar, e, se necessário, limpar e aumentar sua eficiência adicionando placas adicionais.

O dispositivo é constituído por placas com juntas de borracha entre elas, 2 câmaras finais, apertando parafusos e estrutura.

As placas de aço têm espessura 0,7 mm, seu lado de fluxo é corrugado ou nervurado.

Para selar o processo de troca de calor, as placas são fixadas juntas de borracha.

O refrigerante nesses trocadores de calor pode se mover nas direções direta, reversa ou mista.

Tais dispositivos são usados ​​em sistemas de aquecimento, ventilação, ar condicionado e refrigeração. Além disso, é usado nas indústrias têxtil, petrolífera, de celulose e papel, entre outras.

Placa nervurada: princípio de funcionamento

A essência do projeto de tal trocador de calor é que existe sistema único de placas separadas, entre as quais estão localizadas as fixações nervuradas.

Suas variedades são apresentadas em uma ampla gama.

Para uma seleção competente de formas de canais para passagem de líquido, requer o uso de vários acessórios.

Esses trocadores de calor são usados ​​em diversas instalações de transporte.

Placa nervurada

Elas se diferenciam dos tipos citados acima porque a base da estrutura utiliza painéis nervurados com paredes finas, formados por soldagem de alta frequência.

Todos eles são corrigidos por sua vez com a possibilidade Rotação de 90°C.

O uso de tais trocadores de calor é frequentemente encontrado tanto na indústria (em processos tecnológicos térmicos) quanto na vida cotidiana (sistemas de ventilação com recuperação de calor).

Espiral

Eles são horizontais e verticais. Seu design consiste em 2 folhas finas feitas de metal, fixadas ao núcleo e dobradas em espirais. Para conferir rigidez adicional às chapas, espaçadores são soldados a elas em ambos os lados.

Os canais espirais têm limitações na forma de tampas de extremidade. A selagem dessas passagens é feita por soldagem. De um lado e veda com uma junta do outro lado. À medida que se desgasta, a soldagem também ocorre do outro lado.

Isso elimina a possibilidade desmontando transportadores de calor.

Este dispositivo é usado em alimentos, metalurgia, celulose e papel, mineração, petróleo, gás e outras áreas da indústria.

Como selecionar um trocador de calor para um sistema de aquecimento central

Na hora de escolher é importante ficar atento às principais características técnicas do equipamento:

Espessura e material das placas

Quanto menor a massa do dispositivo, maior o coeficiente de transferência de calor. É importante atentar para a espessura recomendada das placas. Ela varia principalmente de 0,4 mm a 0,7 mm, o material adequado é o aço inoxidável.

Pressão

Quanto menor for este indicador, menor será o custo da unidade. Para que não seja observado falhas no sistema de aquecimento é necessário saber disso significado e indicá-lo ao vendedor no momento da compra.

Coeficiente de transferência de calor

Este é um dos principais critérios de seleção. Ele indica qual unidade de calor o dispositivo é capaz de transferir em um determinado tempo de um ambiente aquecido para um frio. através de uma área de 1 m² e uma diferença de temperatura de 1 K.

Para aumentar a transferência de calor, são necessárias menos placas. O custo de tal trocador de calor será menor. Para equipamentos com preço alto

Coeficiente de transferência de calor recomendado e ideal - 7000 W/m²*K.

Peso

O peso do trocador de calor depende diretamente do que ele é feito material é feito. Antes de comprar o dispositivo, você precisa determinar quanto espaço há para ele. Em áreas pequenas, é melhor evitar de grande porte equipamento.

Superfície de reserva para troca de calor

Para uma unidade de qualidade, esse valor é 10-15%, caso contrário, seu funcionamento não será eficaz, pois o menor subaquecimento à temperatura definida ou contaminação levará à interrupção do processo de trabalho.

Além dos parâmetros acima, também vale a pena considerar quantidade de perda de calor, principais propriedades do refrigerante, características dos tubos para troca de calor.

Tipos e materiais

O tipo de trocador de calor é selecionado com base na sua finalidade e no refrigerante utilizado.

Os dispositivos mais confiáveis ​​e duráveis ​​são considerados aqueles feitos de ferro fundidoEles não têm medo de corrosão e têm alta capacidade térmica.

Desvantagens: tamanho grande e adaptação lenta a uma determinada flutuação de temperatura. Ocupam bastante espaço.

Você aço O preço das unidades é visivelmente menor, mas o nível de eficiência também é menor.

Os mais comuns são os trocadores de calor feitos de cobreEles têm um alto coeficiente de condutividade térmica e são tecnologicamente avançados.

Para aumentar a vida útil, esses dispositivos são revestidos com uma camada protetora especial na parte externa.

Os trocadores de calor de aço são os mais baratos, estão sujeitos à corrosão e são pesados.

Fabricantes populares: foto

Todos os fabricantes de unidades fornecem garantia para seus produtos. de 6 meses a 1 ano.

Os produtos das seguintes empresas estão em alta demanda:

• Sondex;

  

  Foto 1. Trocador de calor de placas, conexão roscada, espessura da placa 0,5 mm, fabricante - Sondex, Dinamarca.

• Ridan;
• Alfa Laval;

  

  Foto 2. Trocador de calor de placas modelo AQ2S, superfície de placas corrugadas, fabricante - Alfa Laval.

• Gea Mashimpeks;
• Danfoss;

  

  Foto 3. Trocador de calor de placas soldadas modelo XB 04-1-8, feito de aço inoxidável resistente a ácidos, fabricante - "Danfoss".

• Funke;
• Etra.

Vídeo útil

Assista a este vídeo para ver como funcionam os trocadores de calor de casco e tubos.

Baixa pressão de água quente e outros sinais de bloqueio

Sinais de entupimento

• baixa pressão água quente;
• acumula-se e esfarela-se sob o invólucro fuligem;
• após a ligação ocorre desligamento rápido do queimador;
• ruim aquecendo água;

  Importante! Antes de iniciar o processo limpeza de trocadores de calor É necessário certificar-se de que os outros elementos do sistema de aquecimento estejam em boas condições de funcionamento.

• acionamento constante proteção térmica.