permutador de calor de placas

Princípio estrutural

Estrutura básica

Os trocadores de calor de placas são compostos principalmente por placas de transferência de calor, juntas, dispositivos de fixação (como parafusos e placas de fixação) e uma estrutura. As placas de transferência de calor são o componente principal, geralmente feitas de aço inoxidável, liga de titânio ou outros materiais metálicos, possuindo boa condutividade térmica e resistência à corrosão.

As juntas vedam as placas para evitar a mistura dos dois fluidos. Dispositivos de fixação são usados para pressionar o conjunto de placas, garantindo um contato firme e uma vedação adequada entre elas.

Princípio de funcionamento

O princípio de funcionamento de um trocador de calor de placas baseia-se na condução de calor. Dois fluidos a temperaturas diferentes fluem em canais de placas adjacentes, e o calor é transferido do fluido de alta temperatura para o fluido de baixa temperatura através das placas, realizando a troca de calor.

Devido ao formato ondulado das placas, cria-se turbulência dentro dos canais, aumentando a área de contato entre o fluido e as placas e melhorando a eficiência da troca de calor.

Características

Vantagens

Alta eficiência de troca de calor: Devido ao design ondulado das placas, o fluido forma turbulência dentro dos canais, aumentando a área de contato entre o fluido e as placas. O coeficiente de transferência de calor é tipicamente 35 vezes maior do que o de trocadores de calor de casco e tubos.

Estrutura compacta: Grande área de troca de calor por unidade de volume, economizando espaço e facilitando a instalação e a manutenção.

Alta flexibilidade: A área de troca de calor pode ser facilmente ajustada aumentando ou diminuindo o número de placas para se adaptar a diferentes requisitos de troca de calor.

Limpeza fácil: As placas são fáceis de desmontar e limpar, evitando que o acúmulo de sujeira afete o desempenho da troca de calor.

Desvantagens

Requisitos de vedação rigorosos: Como as placas são vedadas com juntas, a qualidade e a instalação das juntas são cruciais. Danos nas juntas podem facilmente causar vazamento de fluido.

Resistência à pressão limitada: Comparados aos trocadores de calor de casco e tubos, os trocadores de calor de placas têm uma resistência à pressão relativamente menor e são geralmente adequados para aplicações de pressão média a baixa.

Requisitos de alta qualidade da água: Se o fluido contiver um grande número de impurezas ou partículas, poderá obstruir facilmente os canais das placas, afetando o desempenho da troca de calor. O pré-tratamento do fluido é necessário.

Áreas de aplicação

Setor Industrial

Indústria Química: Utilizado para recuperação e regulação de calor em diversos processos de reação química, como a recuperação de calor na torre de síntese de amônia durante a produção de amônia.

Indústria de Processamento de Alimentos: Utilizado em processos de aquecimento, resfriamento e esterilização de alimentos, como pasteurização do leite e concentração de suco de frutas. Proporciona boa higiene, garantindo a qualidade e a segurança dos alimentos.

Indústria farmacêutica: Utilizado para aquecimento, resfriamento e evaporação de soluções medicamentosas durante a produção farmacêutica, atendendo a rigorosos padrões de higiene e qualidade.

Indústria metalúrgica: Utilizado para resfriar materiais fundidos em altas temperaturas e recuperar calor residual, melhorando a eficiência energética e reduzindo os custos de produção.

Setor Civil

Sistemas de aquecimento: Em sistemas de aquecimento centralizado, são utilizados para a troca de calor em estações de aquecimento, transferindo o calor da água quente da rede de aquecimento para o sistema de água quente do usuário, melhorando a eficiência do aquecimento.

Sistemas de ar condicionado: Em sistemas de ar condicionado central, são utilizados para a troca de calor entre a água de resfriamento e a água gelada, garantindo o funcionamento normal do sistema de ar condicionado.

Seleção e Manutenção

Pontos-chave da seleção

Cálculo da troca de calor: Determine o calor a ser transferido com base nos requisitos do processo e selecione uma área de troca de calor apropriada.

Propriedades do fluido: Considere fatores como temperatura, pressão, vazão e corrosividade do fluido para selecionar materiais de placa e juntas adequados.

Espaço de instalação: Selecione o modelo e o tamanho adequados do trocador de calor de placas com base no espaço de instalação disponível.

Economia: Considere de forma abrangente o custo de aquisição, o custo operacional e o custo de manutenção para selecionar equipamentos com uma alta relação custo-benefício.

Medidas de manutenção

Inspeção regular: Inspecione regularmente o estado de desgaste das juntas e substitua imediatamente as juntas danificadas para evitar vazamentos de fluido.

Limpeza e manutenção: Desmonte e limpe as placas regularmente para remover a sujeira e garantir a eficiência da troca de calor. Utilize agentes de limpeza adequados para evitar a corrosão das placas.

Prevenção de sobrecarga: Evite operar o equipamento em condições que excedam a pressão e a temperatura de projeto para evitar danos ao equipamento.

Registre os parâmetros operacionais: Registre os parâmetros operacionais do equipamento, como temperatura do fluido, pressão e vazão, para facilitar a detecção e o tratamento oportunos de anormalidades.

Os trocadores de calor de placas são dispositivos de troca de calor de alto desempenho com amplas perspectivas de aplicação. Em aplicações práticas, o modelo apropriado deve ser selecionado com base em necessidades específicas, e a manutenção e o gerenciamento devem ser reforçados para garantir sua operação estável a longo prazo.