Como funciona um permutador de calor de placas

Os permutadores de calor ajudam dois meios a diferentes temperaturas a transferir calor entre si. Diferentes tipos de permutadores de calor têm diferentes caraterísticas e cenários de aplicação. O evaporador mais utilizado nos chillers é o permutador de calor de placas. Quais são os seus componentes? Como é que funciona? Quais são as suas caraterísticas? Continue a ler!

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O que é um permutador de calor de placas

O permutador de calor de placas consiste em várias placas de metal empilhadas, fixadas por parafusos, uma placa fixa e uma placa de pressão móvel para formar uma unidade completa. São formados canais independentes entre as placas adjacentes, permitindo que o refrigerante e o líquido de refrigeração fluam em espaços alternados e troquem calor através da superfície da placa. Cada placa está equipada com uma junta para evitar fugas ou contaminação cruzada.

Os materiais comuns das placas incluem aço inoxidável, titânio, ligas de titânio, Hastelloy e ligas de níquel - todos conhecidos pela sua resistência à corrosão e a altas temperaturas. As placas apresentam normalmente padrões ondulados, que aumentam a rigidez, promovem a turbulência do fluido e melhoram a eficiência da transferência de calor.

Como funciona um permutador de calor de placas

O permutador de calor de placas tem dois orifícios em ambas as extremidades, que são a entrada e a saída do refrigerante e do líquido de refrigeração, respetivamente. Os dois fluidos entram a partir de entradas diferentes e fluem para canais de fluxo adjacentes. Geralmente, a entrada do refrigerante está por cima da placa, e a entrada do refrigerante está por baixo da placa, e as duas entradas estão distribuídas na diagonal.

Entre as placas de metal formam-se vários canais de fluxo estreitos e fechados, e os caminhos dos meios frio e quente são dispostos alternadamente, e cada meio flui apenas na sua própria camada de canais de fluxo. O meio flui ao longo da superfície da placa, e a turbulência é gerada devido à textura, e é distribuída uniformemente no canal de fluxo.

O refrigerante transferirá calor para o refrigerante através da placa. Depois, os dois são descarregados de saídas diferentes e entram na ligação seguinte ou iniciam um novo ciclo.

Vantagens do permutador de calor de placas

Baixo custo - A sua conceção simples e a menor utilização de material tornam os permutadores de calor de placas mais económicos, especialmente em aplicações de pequena e média escala.

Compacto - o permutador de calor de placas é composto por várias placas empilhadas, e a sua pegada é mais pequena do que a do permutador de calor tradicional de casco e tubo. É muito adequado para utilização em locais com espaço limitado.

Expansível - uma extremidade do permutador de calor de placas é uma placa de pressão móvel. Se houver uma nova necessidade de troca de calor, o número de placas pode ser alterado em qualquer altura para se adaptar às novas condições de trabalho.

Manutenção fácil - A unidade pode ser facilmente desmontada desapertando os parafusos, permitindo uma rápida remoção e limpeza da placa.

Desvantagens dos permutadores de calor de placas

As principais limitações dos permutadores de calor de placas provêm das juntas. Flutuações repentinas de pressão podem causar a deformação da junta. Quando a junta falha, provoca fugas ou mistura dos meios. Além disso, a junta é geralmente feita de borracha ou de materiais poliméricos. Após uma utilização prolongada, a junta envelhece ou endurece.

A resistência a altas temperaturas do material da junta determina a gama de temperaturas de funcionamento do permutador de calor. Quando a temperatura é superior ao valor limite, o material da junta tem um grande risco de envelhecimento. Diferentes materiais de vedação têm diferentes limites de resistência à temperatura, consulte os parâmetros do fabricante para obter detalhes específicos.

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