O que é um trocador de calor?
As bombas de calor são úteis para reduzir o consumo de energia e melhorar a eficiência energética de uma forma ecológica. A crescente satisfação mundial com a tecnologia HVAC está impulsionando a busca por melhores formas de tornar os trocadores de calor mais eficientes.
O permutador de calor é crucial para manter todo o sistema da bomba de calor a funcionar sem problemas. Embora todos os trocadores de bomba de calor sigam projetos básicos semelhantes, as bombas de calor de primeira linha precisam dos melhores trocadores de calor possíveis. Vamos nos aprofundar em como funcionam os trocadores de calor, seu design, adequação e outros aspectos importantes.
O que é um trocador de calor?
Um trocador de calor é um dispositivo que trata dos aspectos essenciais do processo de energia térmica. Opera com base nos princípios da termodinâmica, possibilitando a transferência de calor entre fluidos com propriedades diferentes. Há uma variedade de designs de trocadores de calor, que vão desde inovações convencionais até inovações modernas.
As características específicas do projeto são influenciadas por diversas aplicações, como plantas de processamento industrial. Os trocadores de calor ganharam ampla aceitação emSistemas HVACdevido à sua eficiente regulação de temperatura e economia. A sua utilização emsistemas de refrigeraçãotambém é amplamente aceito.
Como o calor é trocado？
Os princípios da dinâmica térmica governam como o calor é transferido dentro do dispositivo. O calor se move naturalmente das áreas de alta temperatura para aquelas de temperatura mais baixa. Os sistemas de bomba de calor transferem principalmente calor de uma fonte de calor para um dissipador de calor, operando com base no princípio de mover calor em vez de gerá-lo.
Vários modos de transferência de calor garantem que o processo ocorra de forma eficiente dentro do refrigerante. Um trocador de calor não é uma unidade única, mas sim uma combinação de bobinas, placas, tubos e outros componentes trabalhando juntos para facilitar a troca de calor. Vamos nos aprofundar:
●Condução- Isto envolve a transferência de calor entre moléculas com diferentes energias cinéticas. Quando as moléculas colidem, aquelas com maior energia transferem calor para aquelas com menor energia. Os trocadores de calor utilizam paredes que atuam como barreiras entre os fluidos, facilitando a condução. Eles operam com base na Lei de Condução de Calor de Fourier, continuando até que o equilíbrio térmico seja alcançado.
●Convecção -Governado pela Lei do Resfriamento de Newton, esse processo envolve a transferência de energia térmica à medida que as moléculas se movem ao longo das paredes do trocador de calor. As moléculas aquecidas expandem-se e aumentam devido à sua menor densidade, transferindo calor para moléculas mais frias à medida que se movem. Este processo contínuo cria uma corrente de convecção.
●Radiação térmica-Neste processo, a energia eletromagnética é emitida por uma superfície de alta temperatura. Ao contrário da condução e da convecção, a radiação não requer um meio de transferência e flui livremente.
Tipos de trocador de calor
Diferentes tipos de trocadores de calor desempenham diversas funções, sendo o tipo de contato indireto uma categoria. Esses trocadores de calor utilizam placas e tubos como divisórias, garantindo que os fluidos envolvidos não se misturem durante o processo de troca de calor.
Normalmente construídas em metal, as paredes dos tubos ou placas são componentes principais. Os trocadores de calor indiretos podem ainda ser classificados em:
●Trocadores de calor de placas- Esses dispositivos consistem em placas finas compactadas, permitindo o fluxo de fluido separado. Eles normalmente empregam uma configuração de fluxo contracorrente e oferecem opções de personalização, como aletas de almofada ou aletas de placa.
●Trocadores de calor de casco e tubo- Este tipo compreende vários tubos alojados dentro de um invólucro cilíndrico maior. Os tubos são isolados, com fluidos fluindo dentro e na superfície externa dos tubos do trocador de calor. Os trocadores de calor de casco e tubo suportam configurações de fluxo em contracorrente e simultâneo e são compatíveis com fluidos monofásicos e bifásicos.
Como funciona o trocador de calor?
Como funcionam os trocadores de calor
Trocadores de calor são instrumentos projetados para permitir a transferência de calor entre moléculas de fluidos de diferentes temperaturas. Os trocadores de calor de ar condicionado são compatíveis com uma ampla gama de tipos de fluidos categorizados como fluido de processo ou fluido utilitário.
O refrigerante é um fluido comumente empregado em bombas de calor modernas, que são componentes vitais em vários setores, tanto para operações de aquecimento quanto de resfriamento.
Funcionamento de trocadores de calor em sistemas HVAC
Principalmente, os sistemas HVAC utilizam espaço para a troca de energia térmica. O trocador de calor nos sistemas HVAC funciona trocando calor e ar frio. Problemas com trocadores de calor podem impactar significativamente o desempenho geral do sistema HVAC.
Um trocador de calor com defeito não facilita o processo de troca de calor, causando desconforto e comprometendo a qualidade do ar dentro do edifício.
