A carga térmica determina a área necessária de transferência de calor, enquanto as vazões e quedas de pressão ditam as configurações dos canais e orifícios; as diferenças de temperatura no processo e os fatores de incrustação determinam a margem de projeto. Enquanto isso, diferentes especificações de placas oferecem áreas superficiais, coeficientes de transferência de calor e faixas de queda de pressão variáveis. A diferença entre uma unidade doméstica de água quente de 60 kW e uma subestação de aquecimento urbano de 60 MW vai muito além apenas do número de placas.
Entre em contatoNa indústria de trocadores de calor de placas (PHE), referir-se à "potência" de uma unidade normalmente não significa seu consumo de potência elétrica; em vez disso, refere-se à sua capacidade de transferência de calor ou carga térmica — ou seja, à quantidade de calor transferida do fluido quente para o fluido frio por unidade de tempo. Estritamente falando, um PHE não gera potência, mas simplesmente transfere calor; portanto, termos como "capacidade de transferência de calor" ou "carga térmica" (medidos em kW ou MW) são mais precisos.
Isso representa o calor liberado pelo fluido quente ou absorvido pelo fluido frio sob condições operacionais específicas. Supondo operação em regime permanente e perda de calor desprezível para o ambiente, a transferência de calor em ambos os lados é igual:
Qh≈Qc
Aqui, Q representa o que é comumente denominado "potência".
Carga térmica
Área de transferência de calor
A carga térmica determina a quantidade de calor que deve ser transferida, enquanto o programa de temperatura e o coeficiente global de transferência de calor determinam a área de transferência de calor necessária.
| Carga Térmica | Opções típicas de PHE | Principal critério de seleção |
|---|---|---|
| < 100 kW | Brazed / com junta | Compactação versus facilidade de manutenção |
| 100 kW – 1 MW | Com junta / semi-soldado / de folga ampla | Manutenção, incrustação e características dos fluidos |
| 1 – 10 MW | Com junta / semi-soldado / totalmente soldado / tipo placa-e-casca | Pressão de operação, temperatura e configuração das conexões |
| >10 MW | Grandes PHE / Soldados / De placas e casco / Múltiplas unidades | Distribuição do fluxo, redundância e manutenibilidade |
Essas faixas são orientações, não limites fixos. A carga térmica isoladamente não determina a construção do PHE.
Aplicações abaixo de 100 kW frequentemente utilizam trocadores de calor de placas brasadas, mas a "potência" isoladamente não determina o tipo de PHE selecionado. A seleção real depende das vazões, temperaturas de entrada/saída, pressões, características dos meios, riscos de incrustação, requisitos de manutenção e restrições de espaço. Desde que a carga térmica, a vazão, a temperatura, a queda de pressão e o meio sejam adequados, um Trocador de calor de placa com embraiagem pode ser projetado para a aplicação. Isso é particularmente verdadeiro se o meio contiver agentes incrustantes, partículas ou fibras, ou apresentar um alto risco de contaminação, exigindo limpeza mecânica periódica ou possível expansão futura de capacidade; nesses casos, uma unidade com juntas (desmontável) pode ser uma escolha mais lógica do que uma unidade brasada, mesmo para capacidades tão baixas quanto 50–100 kW.
Aplicações típicas incluem: aquecimento de água quente para uso doméstico em apartamentos, vilas e pequenos hotéis; aquecimento de piscinas e spas; pequenas bombas de calor; refrigeração de óleo hidráulico e lubrificante por meio de trocadores de calor de placas ; refrigeração de máquinas-ferramenta, lasers e equipamentos de soldagem; pequenos chillers e circuitos compactos de refrigeração; aquecimento e refrigeração em plantas-piloto e cervejarias artesanais; recuperação de calor em um único compressor.
Este é o domínio natural dos trocadores de calor de placas e estrutura com juntas: eles apresentam áreas superficiais moderadas das placas e estruturas capazes de acomodar de algumas dezenas a cerca de duzentas placas. A maioria das aplicações exige apenas uma configuração de passagem única, embora sejam utilizados projetos de múltiplas passagens ou múltiplos estágios quando o programa de temperatura é exigente. Trocadores de calor de placas semi-soldados (Semi-welded PHEs) são utilizados quando um lado transporta refrigerantes ou meios incompatíveis com juntas padrão; Trocadores de calor de placas de grande folga (Wide-gap PHEs) são empregados quando o lado da água envolve meios contaminados.
Aplicações típicas incluem: aquecimento e água quente sanitária para hotéis, hospitais e edifícios comerciais; chillers (evaporadores e condensadores) e isolamento de circuitos entre chillers e edifícios; HVAC , salas de caldeiras e subestações centralizadas de aquecimento em nível de edifício; pasteurização, aquecimento/refrigeração em sistemas CIP, refrigeração com salmoura e refrigeração de produtos nas indústrias alimentícia e láctea ; cervejarias e fábricas de bebidas; bombas de calor de médio porte e sistemas de recuperação de calor; refrigeração da água da camisa do motor principal marítimo; aquecimento de processos em linhas específicas de produtos químicos e farmacêuticos; e recuperação de calor residual de compressores e fornos pequenos.
Em cargas térmicas mais elevadas, o fator limitante nem sempre é a superfície disponível para transferência de calor. A vazão, a queda de pressão admissível, o tamanho das conexões, a velocidade e o diâmetro dos orifícios podem tornar-se restrições práticas.
A seleção de trocadores de calor de placas depende de fatores como o meio envolvido, a pressão de projeto, a capacidade, a temperatura, os requisitos de eficiência e a facilidade de manutenção, e não apenas da capacidade. Trocadores de calor de placas com juntas padrão conseguem suportar cargas térmicas industriais consideráveis em setores como química, energia, processamento de alimentos e engenharia marítima. Únicos grandes Trocadores de calor de placas soldadas são utilizados quando a pressão ou a compatibilidade com os meios impede o uso de juntas padrão; para temperaturas e pressões ainda maiores, Trocadores de calor de placas e casco são considerados.
Aplicações típicas incluem: estações de troca térmica em nível distrital e interfaces de transmissão/distribuição; subestações de aquecimento distrital ; refrigeração auxiliar em usinas termelétricas; bombas de calor industriais em larga escala e recuperação de calor residual; refrigeração líquida em nível de campus para centros de dados; refrigeração de processos na produção de aço, cimento e alumínio eletrolítico, etc.
Mesmo para cargas térmicas de 10 MW, 20 MW ou superiores, a simples elevação da potência nominal não exclui, por si só, a seleção de PHEs com juntas. Se coincidirem condições como altas temperaturas, altas pressões, meios corrosivos, hidrocarbonetos ou óleos, incompatibilidade de materiais, requisitos rigorosos quanto a vazamentos e tempos prolongados de operação contínua, um Trocador de Calor a Placas Completamente Soldado é um forte candidato à consideração. Para projetos de maior escala, recomenda-se considerar uma configuração em paralelo de múltiplas unidades, em vez de simplesmente dimensionar excessivamente uma única unidade.
Selecionar um trocador de calor de placas não é simplesmente uma questão de compatibilizar uma carga térmica com um modelo padrão. Diferentes aplicações podem exigir tamanhos distintos de placas, padrões de corrugação, materiais, configurações de juntas, arranjos de fluxo ou até mesmo construções completamente diferentes de trocadores de calor de placas. A JINFAN combina fabricação de trocadores de calor de placas, ferramental interno e capacidade de projeto específico para aplicações para dar suporte a projetos em uma ampla faixa de cargas térmicas e condições operacionais.
Para projetos que evoluem ao longo do tempo, o requisito pode mudar de uma aplicação-padrão com água limpa para um processo propenso à formação de incrustações, ou ainda de um fornecimento inicial de equipamentos para substituição de placas e aumento de capacidade.
Ao combinar fabricação de placas, ferramental, montagem de trocadores de calor de placas e múltiplas configurações de trocadores, a JINFAN pode dar suporte tanto à seleção inicial do equipamento quanto às necessidades subsequentes de substituição, personalização e expansão .
A nossa gama de produtos abrange
• Trocadores de calor de placas com juntas
• Trocadores de calor de placas de grande abertura
• Trocadores de calor de placas semi-soldados
• Trocadores de calor de placas totalmente soldados
• Trocadores de calor de placas e casco
• Evaporador de placas
• Condensador de placas
• Trocadores de calor em bloco
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