Também conhecido como aquecedor ou resfriador, o trocador de calor é um equipamento que permite a transferência de energia térmica de um fluido a outro, sem que haja contato direto entre ambos.

A recuperação ou regeneração de calor envolve o aproveitamento da energia térmica de um determinado fluido quente para o aquecimento de outro fluido devidamente frio.

Esta energia, por sua vez é transferida por meio de contato direto ou indireto, por mistura dos fluidos, como acontece com o trocador.

Para distinguir a recuperação de calor à alta temperatura, classificada acima de 90ºC, frequentemente gerada por fumaças combustíveis, e a recuperação a baixa temperatura (inferior a 60°C), oriunda dos circuitos de resfriamento a água; águas residuais ou efluentes de processos industriais, do ar quente de secagem ou, até mesmo, de compressão.

Abaixo, confira algumas curiosidades sobre o trocador de calor.

Seleção do trocador de calor

A seleção de um trocador de calor precisa levar em consideração inúmeras questões, bem como o estado dos fluidos presentes (líquido/líquido, gás/gás, vapor/líquido, etc.) e sua natureza, assim como:

  • Fluido limpo;

  • Incrustante;

  • Viscoso;

  • Corrosivo;

  • Temperaturas;

  • Pressão.

Em função destes parâmetros, os engenheiros térmicos precisam contar com a melhor tecnologia de troca térmica, especificamente adaptada à sua aplicação.

Ou seja, é preciso contar com trocador de calor a placas (gaxetadas) ou placas soldadas, assim como os materiais adequados, tipo o aço inox.

Sistema para trocadores de calor

Existe um software próprio para dimensionar os trocadores a placas soldadas.

Neste sentido, para a modelagem de outras tecnologias, como os trocadores de tubos, por exemplo, o sistema é utilizado para garantir mais agilidade entre cada processo.

Geralmente, as médias e grandes empresas usam da experiência e conhecimento entre os milhares de dados de trocadores de calor instalados para oferecer o melhor serviço ao consumidor.

Ainda assim, vale destacar que esse tipo de software é oferecido para controlar e evitar desperdícios em cada ação realizada.

Isso inclui os chiller de placas, que são trocadores com princípios de contra fluxo, tendo como superfície as placas de aço inox.

Temperatura máxima suportada

A temperatura máxima admissível para as gaxetas dos trocadores a placas é algo variável, uma vez que depende do material de fabricação das gaxetas.

Portanto, a resistência ao calor acaba sendo um fator completamente complexo e que vai depender da aplicação do trocador, bem como o nível de condensação das ações.

Fluido incrustante ou viscoso

Boa parte das grandes indústrias conta com soluções para qualquer tipo de fluido, o que garante altas velocidades importantes para uma boa troca térmica.

Neste sentido, é mais que importante conservar a velocidades e reologias compatíveis com a troca térmica.

Partindo desse pressuposto, para aplicações com fluidos viscosos, incrustantes ou com alta quantidade de resíduos sólidos, o equipamento chiller (trocador) é a melhor opção, uma vez que possui diferentes configurações de canais, o que auxilia o atendimento durante os processos mais complexos.

Ciência que estuda os fluidos

Conhecida como reologia, essa ciência consiste no estudo da deformação e o escoamento de corpos sólidos ou fluidos (líquidos ou gases), quando sofrem ações sob uma tensão.

Quando existe o intuito do estudo do comportamento físico dos fluidos e das leis que atuam nesse meio e comportamento, há uma ação denominada mecânica dos fluidos.

Este escoamento pode ser estabelecido, por sua vez, em regime laminar, transitório ou, até mesmo, turbulento, caracterizado pelo número adimensional.

O trocador de calor seca ar?

Os trocadores de calor permitem a recuperação da energia presente no ar umidificado, bem como nas névoas ou gases.

Em um condensador, podendo ser tubular ou não, ou a placas e gaxetas, o vapor da água presente no ar entra em condensação até um ponto de equilíbrio designado pelo diagrama do ar úmido – psicrométrico.

Sobretudo, a obtenção de uma secagem perfeita exigirá, necessariamente, uma implementação de outras ferramentas tecnológicas.

O que é um diagrama psicrométrico?

Esse tipo de procedimento é conhecido como diagrama do ar úmido, uma vez que o diagrama que relaciona todas as características do ar umidificado (umidades absoluta e relativa, temperaturas de ponto de bulbo, orvalho e de bulbo seco e úmido, bem como entalpia e volume) para certa pressão atmosférica.

Temperaturas e pressões suportadas por um trocador

Tudo vai depender das tecnologias utilizadas pelo setor da indústria, podendo chegar a 600°C e 1000 bares.

Qual é a perda de carga mínima de um trocador?

Por fim, os trocadores de calor são dimensionados de acordo com a perda de carga exigida pelo cliente. Ou seja, é importante saber que a diminuição da perda de carga resulta, consequentemente, no aumento de diâmetro do trocador.