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Tudo que você precisa saber sobre trocador de calor, você encontra na Haasen
Haasen
Território Nacional
Equipamentos para processo
Trocadores de calor
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Estas imagens foram obtidas em bancos de imagens públicas e disponíveis livremente na internet
Trata-se de um dispositivo termodinâmico que tem como principal função realizar a transferência de calor de um ou mais fluidos que encontram-se em temperaturas diferentes. Tal processo é conhecido como troca térmica de calor. O trocador de calor tem por finalidade resfriar ou aquecer fluidos, e para que isso ocorra, o fluido passa por um circuito que promove a troca de calor entre eles.
Por volta de 20.000 A.C. o homem já utilizava uma espécie de dispositivo que viabilizava a troca de calor, conhecido como panela de cozinhar. Arquimedes de Siracusa, por volta de 212 A.C., criou o primeiro dispositivo de calor destinado ao uso comercial e público, o canhão a vapor. Heron, em 120 A.C., criou outro dispositivo, a esfera gigante. Entretanto, somente em 1763 o trocador de calor foi lançado, com a criação da máquina a vapor de James Watt.
Possuem em sua composição diversos tubos, o trocador está disponível em diversos modelos, cada qual, com características distintas para determinadas aplicações e necessidades.
Geralmente o fluido de menor temperatura, conhecido como refrigerante, escoa pelos tubos, enquanto que o fluido de maior temperatura, que será refrigerado, circula na área dos tubos internos, sendo isolado pelo casco do equipamento.
Na intenção de obter maior economia, alguns equipamentos apresentam dobras em seus tubos para reduzir o espaço utilizado. O trocador não apresenta um lado específico para saída e entrada do fluido, por isso, podese encontrar o equipamento operando em dois regimes de fluxo: paralelo e contracorrente.
Nos trocadores de fluxo paralelo, ambos os fluidos seguem de forma paralela no interior do equipamento, ou seja, os fluidos entram por um mesmo lado A e saem por um mesmo lado B. Nos trocadores de contracorrente, é possível se obter os fluidos em sentido contrário em relação ao outro, ou seja, um fluido entra pelo lado "A" e sai pelo lado "B", em contrapartida o outro fluido entra pelo lado "B" e sai pelo lado "A" do mesmo equipamento.
O equipamento pode ser encontrado em diversos ramos e processos industriais, tudo depende da sua funcionalidade dentro do processo que está empregado, como por exemplo vapores a altas pressões e temperaturas, ou ainda aplicações domésticas.
Um exemplo de uso doméstico para o trocador de calor é o ar condicionado, este equipamento opera com o ar em temperatura ambiente colocando-o em contato com um fluido refrigerante que basicamente rouba o calor do ar, este ar quando refrigerado é devolvido, tornando qualquer ambiente mais agradável.
Um outro exemplo simples, do uso do equipamento no ramo industrial, é o trocador como condensador, este equipamento atua com a entrada do fluido em forma de gás e devolve-o na forma líquida. Entretanto, quando o processo é o contrário, o fluido entra de forma líquida e é devolvido de forma gasosa, chamamos este equipamento de evaporador.
Como apresentamos aqui, a aplicação e características do trocador, vão depender de onde o mesmo será empregado.
Um exemplo cotidiano do processo de troca de calor, pode ser encontrado na natureza, ainda que não se apresente como um equipamento. É o que ocorre com os elefantes, suas orelhas possuem também a função de controlar a temperatura corporal, quando os elefantes as abanam, ocorre um aumento de circulação sanguínea local, favorecendo assim a perda de calor das orelhas para o ar. Logo, é possível identificar um exemplo claro da atuação de um trocador de calor envolvendo um líquido e um gás.
O equipamento pode ser classificado conforme os processos de transferência de calor e de acordo com a sua construção que se baseia em modelos e características técnicas. Vejamos abaixo os trocadores existentes no mercado. E as especificidades, funcionalidades e vantagens de cada modelo.
Possui um conjunto em formato U, também conhecido como grampo, ou seja, apresenta dois tubos concêntricos, geralmente com trechos retos e conexões apropriadas em suas extremidades que conduzem os fluidos de uma seção reta para outra.
Este conjunto permite ainda a conexão de vários tubos em série, neste modelo, o fluido escoa pelo tubo interno, enquanto que o outro fluido circula pelo espaço anular, ocorrendo a troca de calor na parede do tubo interno.
Possui em sua composição um casco cilíndrico e uma junção de tubos, organizados paralelamente ao eixo longitudinal do casco. As placas conhecidas como espelhos são perfuradas e cada furo representa um tubo de feixe, estes tubos atravessam os espelhos, e as chicanas possuem a função de direcionar o fluido que escoa por fora dos tubos, além de suportar os mesmos. No equipamento um fluido escoa pelo interior e outro por fora dos tubos.
A Haasen, é uma empresa experiente em soluções de transferência de calor. Confira abaixo, os dois modelos em que a empresa se especializou.
Trata-se de um suporte com placas independentes de metal que são sustentadas por barras, presas através da compressão entre uma extremidade móvel e outra fixa. Nas placas adjacentes se formam os canais por onde os fluidos escoam. É interessante ressaltar que o trocador de calor do tipo placa foi introduzido a partir de 1930, por fornecer maior facilidade de higienização no ramo alimentício.
O permutador de calor gaxetado possui uma série de finas placas corrugadas com gaxetas. As placas são comprimidas possibilitando canais de passagem paralelos. Os dois fluidos fluem por canais alternados, que realizam a transferência térmica.
Os canais são especialmente projetados para indução máxima de turbulência em ambos os fluxos, desta forma garantindo máxima eficiência na transferência de calor.
O fluxo é contracorrente, ou seja, um fluido entra no permutador pela conexão superior, enquanto que o outro entra pela conexão inferior, este processo certifica melhores resultados nos sistemas de aquecimento ou resfriamento.
O trocador de calor possui diversas aplicações na indústria de bebidas. Em compressores de alta pressão, sua principal função é eliminar a umidade do gás carbônico utilizado para gaseificar as bebidas. Neste caso, o equipamento geralmente é trocador em inox, justamente por ser mais resistente aos ataques químicos, mecânicos e a corrosão, além de impedir a proliferação de bactérias, o que é crucial nas indústrias alimentícias e de bebidas.
É interessante destacar como surgiu o processo de pasteurização, o nome tem origem do seu descobridor, Louis Pasteur, que percebeu que o aquecimento poderia inativar a maioria dos microrganismos que são responsáveis pela deterioração dos alimentos. No processo, o leite por exemplo, é aquecido a uma temperatura específica, na qual é suficiente para reduzir enzimas e bactérias indesejáveis.
No processo de pasteurização do leite, o mesmo deve ser submetido logo no início a uma temperatura de 80° para eliminar as bactérias que contribuem com a sua deterioração e qualidade, logo em seguida o leite deve ser resfriado para não perder suas características nutricionais e de palatabilidade.
O Pasteurizador de cerveja varia a sua temperatura conforme o processo da fábrica, a bebida pode ficar exposta por mais ou menos tempo em uma determinada temperatura. Após a cerveja ser aquecida e permanecer estável é possível enfim estabelecer um prazo de validade, este que se estipula com base na data de produção até uma data pré-determinada. A data pré-determinada final é o período no qual a bebida tem contato com todas as suas características sensoriais.
Os trocadores também são conhecidos como permutadores de calor. De forma geral os permutadores são aplicados em operações que necessitam de resfriamento e aquecimento, ou ainda de recuperação de calor.
O equipamento é empregado em processos farmacêuticos, como esterilização de meios de cultura, além de ser comumente aplicado na indústria alimentícia, na produção de laticínios como sucos e cervejas, nestes casos o equipamento denomina-se como pasteurizador de placas para bebidas ou aquecedor.
O Pasteurizador de placas aplicado na produção do leite é dividido em três seções de troca térmica, sendo uma para aquecer o leite cru até a sua pasteurização, outra para o resfriamento do mesmo até a temperatura ideal de embalagem e por fim uma última seção para a recuperação de calor, conhecida como regeneração, nesta etapa o interessante é que o leite cru é pré-aquecido usando do leite quente pasteurizado.
Higienização–O trocador apresenta facilidade de limpeza, é possível averiguar as partes que ficam em contato com os fluidos. Esta característica é muito importante no processo de produtos alimentícios, pois concede maior segurança e qualidade ao produto final.
Economia – O permutador ocupa pouco espaço para instalação, um mesmo pedestal pode ainda acomodar mais de uma seção de troca térmica.
Controle – O trocador apresenta gaxetas com respiro que contribuem para o impedimento de vazamentos e mistura de fluidos em casos de falhas, além de facilitar a identificação e localização de algum vazamento.
Desempenho – O permutador apresenta alta eficiência térmica, redução de incrustações em função da turbulência, e ainda possui flexibilidade de adicionar ou remover placas.
Para que o trocador possa oferecer todas as suas vantagens e contribuir com uma transferência de calor eficaz nos processos industriais, é necessário contar com uma empresa que forneça o mesmo com qualidade garantida. A Hassen é uma empresa que busca oferecer soluções compactas e modernas com a maior eficiência térmica.
A empresa conta com uma equipe qualificada, fornecendo uma gama de trocadores de calor para as mais diversas aplicações que incluem desde simples tarefas a baixas pressões e temperaturas, até operações com fluidos mais agressivos que operam com a pressão, temperaturas altas e variáveis.
A Haasen oferece as peças para o permutador de calor de todas as marcas do mercado, como a Alfa Laval, APV,Gea, Sondex, Vicarb, Hisaka, Apema, Pasilac, entre outras marcas.
A empresa também conta com o maior estoque de placas do segmento, além de fornecer serviços como a manutenção do trocador e assistência técnica. Estes serviços são realizados por uma equipe de engenheiros experientes.
A manutenção deve ser realizada pelo menos uma vez por ano, para melhor desempenho do trocador. Veja abaixo algumas recomendações da Empresa:
Como sabemos, o trocador de calor também denominado trocador de energia térmica ou ainda permutador de calor, é um equipamento com a função de transferir de forma direta ou indireta o calor de um local para outro no sistema de resfriamento ou aquecimento industrial.
Devido a sua funcionalidade, o trocador fica exposto a partículas suspensas no ar e fluidos que acabam se impregnando no mesmo.
Para o bom funcionamento do equipamento, recomenda-se a limpeza química que tem por objetivo remover os resíduos que permanecem no interior do equipamento e que podem prejudicar seu bom desempenho. A limpeza por meio de soluções químicas, projetadas especificamente para este fim, visa não comprometer a funcionalidade do permutador, evitando possíveis corrosões.
A limpeza dos permutadores de calor é realizada com as soluções químicas que visam remover as incrustações, estas que se acumulam no interior do maquinário após um determinado período de uso. A limpeza química de equipamento deve ser realizada por uma equipe de profissionais qualificados.
A higienização pode ser feita com a diluição química, onde se dilui o produto com água em um tanque através de uma bomba de circulação, é necessário isolar, drenar e circular o trocador do circuito. O tempo de reação do produto para uma higienização completa ou ainda parcial, está atrelado a qualidade da água em sua dureza e minerais, pois a mesma pode ser proveniente de um rio ou poço artesiano.
Outros fatores relevantes no processo de limpeza, é a concentração da solução e sua temperatura que podem interferir no bom desempenho do processo de limpeza química de permutador de calor. No procedimento, as incrustações são retiradas do equipamento através dos movimentos realizados pela bomba de circulação. É importante lembrar que o movimento deve ocorrer em sentido oposto ao comumente operável pelo equipamento comutador de calor.
A limpeza é recomendada para diversas aplicações no setor industrial, que usam do permutador de calor do tipo a água ou a ar, como processos realizados pelas indústrias alimentícias, químicas e petroquímicas.
A Haasen conta com uma equipe experiente em trocadores de calor, realizando uma inspeção a fim de detectar eventuais falhas, conta também com produtos químicos apropriados para a limpeza química, além de possuir uma linha completa de peças de todos os fabricantes, para atender as mais variadas necessidades de seus clientes.
O reparo em permutadores, deve ser realizado por empresas experientes no segmento de refrigeração e aquecimento, pois estas contam com uma equipe qualificada de técnicos especialmente treinados e capacitados para qualquer situação.
Além disso, a empresa deve possuir uma estrutura adequada a fim de possibilitar condições corretas para o bom desempenho do trabalho da sua equipe profissional, certificando assim os melhores resultados, para que seus colaboradores possam identificar necessidades e solucioná-las de maneira ágil.
A manutenção pode ser executada de duas formas, a primeira de modo corretiva, esta é necessária quando o permutador apresenta algum tipo de problema e precisa ser consertado. Nesta situação, o técnico qualificado se dirige até o local e realiza os ajustes necessários para que o trocador de calor volte a funcionar de forma adequada.
A segunda é preventiva, que se mostra muito vantajosa, esta é caracterizada como uma inspeção regular do equipamento, o técnico qualificado busca identificar eventuais falhas que ainda não ocorreram, mas que podem acontecer e causar danos ao equipamento, o objetivo desta manutenção é o técnico identificar o problema antes que o mesmo se agrave, impedindo que o permutador tenha sua produção pausada e atrapalhe o bom rendimento do processo, além de reduzir gastos com o conserto.
A manutenção periódica é extremamente importante para o bom funcionamento das placas dos Trocadores de Calor. O técnico identifica a necessidade do equipamento e escolhe os produtos específicos para cada caso, seja ele na limpeza ou remoção de cálcio, carbonatos, sílica, graxas e demais substâncias que permanecem nas superfícies das placas e do trocador impedindo a eficácia da troca térmica.
Todo equipamento industrial necessita de cuidados especiais e, claro, manutenções e limpezas periódicas que visam seu bom funcionamento. A manutenção das placas de trocadores de calor é de suma importância para o processo produtivo do equipamento, garantindo a qualidade final dos produtos.
Confira abaixo, os procedimentos principais do processo de reparo de um permutador:
As juntas são responsáveis pela criação e vedação entre os meios de troca e a atmosfera que equipam as placas. Sua função é manter a vedação justa entre os componentes de um conjunto mecânico, garantindo a sua compressibilidade em diversos processos, é possível ainda substituir as juntas metálicas em alguns casos, sem comprometer o desempenho desejado.
A Hassen oferece peças e borrachas com qualidade, pois sabe do impacto das peças sobre o permutador. A borracha, por exemplo, deve apresentar eficiência, pois seu uso recai diretamente nas condições e características do equipamento, como o fluido a ser vedado, a temperatura e pressão que serão submetidas a esta junta.
A Haasen disponibiliza um Manual completo de Operação e Manutenção do Permutador de Calor, a fim de instruir melhor seus clientes sobre os cuidados com o equipamento. Recomenda-se seguir as regras de segurança locais para evitar lesões e danos, além, é claro de tomar as medidas de proteção necessárias, de acordo com a natureza de seu processo ou ainda as circunstâncias relacionadas à fábrica.
Os trocadores de calor a placas da Haasen são especialmente desenvolvidos e construídos para operarem em diversas condições como pressões, temperaturas, vazões e tipo de fluidos fornecidos pelo cliente.
São necessários alguns cuidados, como preocupar-se com os picos repentinos de temperatura e pressões acima do especificado, que podem ocorrer durante a partida ou parada do sistema, estes apontamentos podem acabar por causar danos sérios ao equipamento, e por este motivo devem ser evitados.
Quando necessário elevar o permutador, deve se aplicar o uso de cintas para a correta e segura elevação de carga. Normalmente ao receber o equipamento, o trocador vem protegido dentro de um pallet, onde o mesmo fica apoiado ao lado da placa fixa, permitindo a sua manobra para deslocamento. Ao descarregá-lo, é necessário remover suas cintas de amarração, baixá-lo lentamente em posição horizontal sobre os seus pés, desta forma garante-se a integridade do equipamento.
As falhas nas juntas, também podem ser ocasionadas por: exposição excessiva ao ozônio, temperatura de operação acima do ideal, alta exposição a picos de pressão, danos físicos, instalação e manutenção incorreta, placa desalinhada e ataque químico.
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