O que é um trocador de calor de gases de escape?

Um escape do motor produz calor residual - e muito! Descubra como um trocador de calor de gases de escape converte esse calor em uma valiosa fonte de energia “grátis”.

Um trocador de calor de gases de escape recupera energia de calor dos gases de escape de um motor alternativo movido a diesel, gás ou biogás e utiliza essa energia para aquecer a água, que pode ser usada para aquecimento de espaços ou processos, refrigerando, através de um sistema de refrigeração ou gerando mais eletricidade, através de um sistema ORC. Quando adicionado a um grupo gerador acionado por motor, ele converte o motor de “Apenas energia” para “Cogeração” (CHP), aumentando significativamente sua eficiência geral.

Princípio de funcionamento

Um motor alternativo converte combustível em energia. Um subproduto desse processo é a criação de calor, que é gerado em todas as partes do motor. No entanto, a maior área única de geração de calor é o sistema de escape. Até 50% de toda a energia de combustível usada para alimentar o motor é transformada em calor e, desse calor, 55% vem do sistema de escape dos motores. Sem alguma forma de recuperação de calor, esta valiosa fonte de energia seria simplesmente desperdiçada para a atmosfera terrestre. No entanto, ao instalar um trocador de calor de gases de escape na corrente de escape dos motores, ele pode ser recuperado e utilizado para uma variedade de necessidades de aquecimento ou arrefecimento, sem qualquer custo adicional, em termos de combustível utilizado.

Como funciona?

Os gases de escape saem do motor a temperaturas superiores a 500 °C, passando através do “núcleo de tubos” central dos trocadores de calor. Simultaneamente, a água é circulada em torno do “casco” externo do trocador de calor, passando por cima e em redor do núcleo dos tubos, arrefecendo os gases de escape e transferindo grande parte do calor dos gases para o circuito de água.

Com que finalidade o calor pode ser usado?

A energia calorífica recuperada pode ser usada para inúmeras aplicações domésticas, comerciais ou industriais, incluindo aquecimento de espaços comerciais, aquecimento residencial e fornecimento de água quente, aquecimento de processos e aquecimento de óleo térmico. Usado em conjunto com o motor Stirling ou sistema ORC, ele também pode ser usado para gerar mais eletricidade ou operar um refrigerador para refrigeração.

Benefícios para o usuário final

Além de capturar esta valiosa fonte de “energia grátis”, o trocador de calor de gases de escape também melhora a eficiência global de um grupo gerador, aumentando-o de cerca de 30% (apenas energia) para cerca de 60% (CHP). Isso pode ser melhorado para cerca de 80% de eficiência quando o calor residual é recuperado de outras áreas do motor, como os sistemas de refrigeração, lubrificação e indução de ar.

Fatos a considerar

Deve ter-se em consideração a quantidade de calor recuperado da corrente de escape, uma vez que a temperatura de escape não deve normalmente descer abaixo dos 120 °C (ou 180 °C nos motores a diesel), a fim de evitar a formação de incrustações ou condensação no trocador de calor, que poderiam levar a falhas prematuras.

O equipamento de desligamento automático do motor deve ser também instalado com sondas de temperatura localizadas no trocador de calor de gases de escape e no motor. Caso o circuito de gás seja desligado, é importante que o circuito de água continue a operar por um período de tempo para permitir que o calor residual se disperse do trocador de calor.

Em resumo

Os trocadores de calor de gases de escape são uma maneira extremamente eficiente de recuperar um valioso recurso energético que, de outra forma, seria desperdiçado. Uma vez recuperada, a energia pode ser utilizada para uma variedade de usos que contribuem para reduzir os custos de energia. Como fabricante líder no Reino Unido de trocadores de calor de gases de escape, a Bowman oferece uma ampla gama de unidades de alta qualidade para aplicações de até 1 MW usando biogás, diesel ou gás natural, que foram comprovadas em algumas das instalações mais desafiadoras do planeta.

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