Entre os dois tipos de permutadores de calor aquecidos a vaporO comportamento térmico, especialmente o fluxo turbulento produzido, num permutador de calor de placas de vapor contribui para o aumento da eficiência da transferência de calor, o que implica um valor "k" mais elevado que, em comparação com o permutador de calor de casco e tubo, é tipicamente da ordem de 3-5 vezes superior.
A alta eficiência térmica tem um preço, e esta é a queda de pressão no lado do fluido aquecido. Em comparação com o permutador de calor de casco e tubo, o permutador de calor de placas de vapor normalmente requer uma queda de pressão ligeiramente superior para permitir um design eficiente.
No permutador de calor de placas para vapor, o modo de fluxo é geralmente contra-corrente. Isto, juntamente com o elevado coeficiente de transferência de calor, torna possível projectar os permutadores de calor com um elevado coeficiente de transferência de calor. permutadores de calor de placas com uma aproximação de temperatura muito precisa, o que significa que o meio aquecido pode estar muito próximo da temperatura de saturação do vapor. Isto é particularmente importante quando o meio quente utilizado é vapor a baixa pressão ou vapor sob vácuo.
Em um trocador de calor de placas de vapor é possível uma aproximação muito próxima da temperatura.
O design compacto do permutador de calor de placas de vapor tem uma série de benefícios em termos de peso, espaço necessário e volume necessário. A combinação de baixo peso e tamanho reduzido reduz os custos de instalação. Além disso, as dimensões de pequenos volumes asseguram uma relação baixa entre pressão e volume, o que, para um pequeno permutador, pode tornar desnecessárias as certificações dos recipientes de pressão e as inspecções regulares dos recipientes de pressão pelas autoridades.
O permutador de calor de casco e tubo é diferente no design mecânico
O permutador de calor de casco e tubo pode ser projetado para uma ampla gama de temperaturas e pressões. Os limites operacionais atuais para a permutadores de calor de placas totalmente soldadas para vapor são de 350oC e 40 barg, que são suficientes para a maioria das aplicações.
Materiais exóticos de construção como o Titânio e o Hastelloy são alternativas padronizadas para as placas deste tipo de permutador de calor. Ao utilizar permutadores de calor de casco e tubo, esta solução pode ser muito cara do ponto de vista da necessidade de mais material.
Os tubos dos quais um permutador de calor de casco e tubo é composto são sensíveis às vibrações, e os permutadores de calor de placas de vapor são não só os mais resistentes às vibrações, mas também a outros tipos de tensões de pressão.
As ligações de entrada e saída estão geralmente localizadas na estrutura de um permutador de calor de placas. Isto simplifica o circuito de tubagem necessário em comparação com o casco e o permutador de calor do tubo.
A corrugação das placas cria um fluxo turbulento muito elevado, que retarda a incrustação da superfície do permutador de calor. Em um trocador de calor de concha e tubo o fluxo é menos turbulento, portanto o risco de entupimento é maior e eles têm que ser limpos com mais freqüência. A orientação vertical das placas facilita a drenagem do condensado num permutador de calor de placas do que num permutador de calor de casco e tubo, onde os tubos são normalmente dispostos horizontalmente.
Precisão no controle de temperatura
A combinação de baixa vazão, alta eficiência térmica e baixo peso torna os trocadores de calor de placas de vapor ideais para aplicações onde um tempo de resposta rápido é necessário. A produção de água quente é um exemplo claro onde um permutador de calor de placas de vapor é superior a um permutador de calor de casco e tubo.
No gráfico acima, a mudança na temperatura da tomada é mostrada quando a potência é alterada de valores de funcionamento altos para baixos. Em comparação com um permutador de calor de placas de vapor, o permutador de calor de casco e tubo mostra uma resposta mais lenta às mudanças de carga devido ao aumento de peso, volume de fluido contido e ao menor coeficiente de transferência de calor.
Comparação da operação em condições de falta de energia
Se a interrupção ocorrer, significa que a pressão de condensação é inferior à prevista para a linha de condensação. Nessas circunstâncias, o condensado entrará novamente no permutador. Isto é provável que aconteça em muitas aplicações de aquecimento de água, quando o permutador está a trabalhar com uma carga parcial.
Num permutador de calor de casco e tubo a área de contacto entre o vapor e o condensado frio é relativamente grande, enquanto que num permutador de calor de placas é bastante pequena. No permutador de calor do casco e do tubo isto pode criar um problema quando a carga é alterada. O vapor mistura-se com o condensado frio e provoca ruído, golpe de aríete e mau controlo da temperatura. Num permutador de calor de placas de vapor bem dimensionado, não ocorrerão implosões, problemas de ruído e um controlo deficiente da temperatura.
Para saber como o permutadores de calor de vapor para optimização do controlo da temperatura do processosubscreva o Boletim Informativo Steam for IndustryAs novas tendências do vapor industrial, um recurso que o ajudará a receber mais conteúdo sobre as novas tendências do vapor industrial, com artigos como o regulamentos para o uso de vapor no setor de alimentos e bebidas.
Aplicações para permutadores de calor de placas de vapor totalmente soldadas
