Trocador de Calor de Gases de Escape

Um trocador de calor é um dispositivo para transferir energia térmica de um líquido ou gás para outro líquido ou gás sem que os dois entrem em contato um com o outro. Um trocador de calor de cascos e tubos típico conterá um conjunto de tubos dentro de um casco ou estrutura externa. A água fria flui através desses tubos, enquanto a água quente ou gás flui ao redor do exterior dos tubos, permitindo que o calor da água quente ou do gás seja transferido para a água mais fria dentro dos tubos.

Um bom exemplo de como funciona o processo são as piscinas, onde a maioria é aquecida por caldeira, utilizando como fonte de energia Gás, GPL ou Biomassa. Em teoria, a forma mais eficiente de aquecer a piscina seria fazer com que a água da piscina circulasse diretamente pela caldeira. Mas se isso acontecer, os produtos químicos usados na água da piscina para mantê-la segura para uso, corroem rapidamente e danificam as peças vitais dentro da caldeira, levando a falhas prematuras e uma substituição cara.

No entanto, ao usar um trocador de calor para atuar como uma ‘interface’ entre o circuito de água da caldeira e o circuito de água da piscina, a caldeira está protegida contra danos e a água da piscina é rapidamente aquecida até a temperatura desejada; a água da piscina passa pelo ‘núcleo tubular’ central, enquanto a água quente da caldeira circula pelo lado externo dos tubos, transferindo energia térmica para a água da piscina.

Mais exemplos de aplicações onde trocadores de calor da Bowman são usados.

Em um trocador de calor de cascos e tubos, o líquido refrigerante geralmente flui através do ‘núcleo tubular’ central para refrigerar óleo quente, água ou ar que passa por cima e em volta dos tubos. A direção em que os dois fluidos passam pelo trocador de calor pode ser ‘fluxo paralelo’ ou ‘contrafluxo’.

O fluxo paralelo é quando o fluido que tem de ser refrigerado flui através do trocador de calor na mesma direção que o meio de refrigeração. Embora esse arranjo forneça refrigeração, ele tem limitações e também pode criar tensão térmica dentro do trocador de calor, já que uma metade da unidade estará apreciavelmente mais quente que a outra.

Em refrigeração de contrafluxo, o meio de refrigeração de entrada absorve mais calor à medida que o fluido “quente” se desloca na direção oposta. O meio de refrigeração aquece enquanto percorre o trocador de calor, mas quando a água mais fria penetra no trocador de calor, absorve mais calor, reduzindo a temperatura muito mais do que poderia ser alcançado com o fluxo paralelo.

A diferença média de temperatura entre o meio de refrigeração e o fluido sendo refrigerado também é mais uniforme ao longo do comprimento do trocador de calor, reduzindo a tensão térmica.

Dependendo da vazão e da temperatura, o desempenho de transferência de calor pode ser até 15% mais eficiente com o contrafluxo, provavelmente permitindo a utilização de um trocador de calor menor, economizando espaço e dinheiro!

Mais informações sobre os benefícios do contrafluxo.