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Como verificar a compatibilidade do líquido refrigerante antes de selecionar um trocador de calor de placas soldadas

Visualizações: 80     Autor: Editor do site Horário de publicação: 04/11/2026 Origem: Site

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Os trocadores de calor de placas soldadas (BPHEs) são amplamente utilizados em aplicações de resfriamento industrial, sistemas HVAC, refrigeração, resfriadores, recuperação de calor e resfriamento líquido. Sua construção compacta e alta densidade superficial de transferência de calor os tornam atraentes para fabricantes de equipamentos e compradores industriais.

No entanto, selecionar um trocador de calor de placas soldadas envolve mais do que combinar capacidade de resfriamento, vazão e tamanho da conexão.

Um dos fatores mais importantes é se o fluido de trabalho é química e termicamente compatível com os materiais do trocador de calor.

Um líquido refrigerante que funciona bem em um trocador de calor pode causar corrosão, incrustações ou falha prematura em outro. Isto é particularmente importante para trocadores de calor de placas soldadas porque suas placas internas estão permanentemente unidas e normalmente não podem ser removidas para limpeza mecânica ou substituição.

A compatibilidade de um refrigerante depende de sua composição química, temperatura operacional, concentração, qualidade da água e dos materiais expostos ao fluido.

Por exemplo, um trocador de calor convencional de aço inoxidável brasado com cobre pode ser adequado para certas aplicações de água tratada e glicol inibido. No entanto, produtos químicos agressivos da água, amônia ou produtos químicos de limpeza inadequados podem criar sérios problemas de compatibilidade.

Este guia explica como avaliar a compatibilidade do líquido refrigerante, comparar materiais de brasagem comuns, identificar parâmetros críticos de qualidade da água e preparar as informações necessárias antes de solicitar uma cotação de trocador de calor a placas brasadas.

trocador de calor de placas soldadas (11).jpg

1. O que significa compatibilidade de refrigerante em um trocador de calor de placas soldadas?

1.1 Compreendendo os materiais dentro de um trocador de calor de placas soldadas

Um convencional O trocador de calor de placas soldadas consiste em finas placas metálicas onduladas permanentemente unidas em pontos de contato.

As ondulações criam canais de fluxo alternados para os dois fluidos, permitindo a transferência de calor através das superfícies metálicas, mantendo os fluidos separados.

Os materiais de construção comuns incluem:

  • Placas de transferência de calor em aço inoxidável

  • Material de brasagem à base de cobre ou níquel

  • Conexões e placas de cobertura em aço inoxidável, dependendo do projeto

Os materiais exatos variam entre fabricantes e modelos de produtos.

Um trocador brasado com cobre típico pode usar placas de aço inoxidável unidas com material de enchimento de cobre.

Tanto as superfícies da placa como o material de brasagem exposto devem ser compatíveis com o fluido operacional.

1.1.1 Por que o material de brasagem é tão importante quanto o material da placa

Um comprador pode ver “placas de aço inoxidável 316L” na descrição de um produto e presumir que todo o trocador tem a resistência à corrosão do aço inoxidável.

Esta suposição está incorreta.

O material de brasagem também faz parte da estrutura que entra em contato com o fluido.

Se o líquido refrigerante corroer o material de brasagem, o trocador de calor ainda poderá apresentar vazamentos internos ou outros danos, mesmo que as placas de aço inoxidável permaneçam praticamente inalteradas.

1.1.1.1 Um erro comum de compra

Suponha que um comprador precise adquirir um trocador de calor de placas soldadas de aço inoxidável para um sistema de resfriamento de processamento químico.

O fornecedor ofereceu um modelo feito de chapas de aço inoxidável e cobre por processo de brasagem.

Embora o comprador tenha verificado a compatibilidade do aço inoxidável, não testou a resistência à corrosão do cobre.

Isso deixou um problema significativo de compatibilidade de materiais sem solução.

A abordagem correta é verificar a compatibilidade de cada material molhado, em vez de verificar apenas a liga da placa principal.

1.2 Compatibilidade Química vs. Compatibilidade Térmica

A compatibilidade do refrigerante envolve duas considerações diferentes.

A compatibilidade química diz respeito à possibilidade de o fluido causar corrosão inaceitável, ataque químico, degradação do material ou contaminação.

A adequação térmica e hidráulica diz respeito a se as propriedades do fluido permitem que o trocador atinja a resistência térmica e a queda de pressão exigidas.

Um fluido pode ser quimicamente aceitável, mas ainda assim exigir um tamanho diferente de trocador de calor devido à sua viscosidade, capacidade térmica específica ou condutividade térmica.

Ambos os aspectos devem ser avaliados.

1.3 Por que ambos os circuitos de fluidos devem ser verificados

Os trocadores de calor a placas soldadas normalmente consistem em dois circuitos de fluido separados.

Por exemplo, um lado pode circular água tratada, enquanto o outro lado pode transportar uma mistura de glicol.

Ambos os fluidos entram em contato com suas respectivas placas internas e juntas soldadas.

Mesmo que o fluido num circuito seja compatível, o outro circuito ainda pode representar um risco de corrosão ou contaminação.

Portanto, ao realizar uma análise de compatibilidade, estes dois circuitos devem ser avaliados separadamente.

2. Quais refrigerantes são comumente usados ​​em trocadores de calor de placas soldadas?

2.1 Água Tratada

A água é amplamente utilizada em HVAC, resfriamento industrial, recuperação de calor e transferência de calor líquido-líquido.

Ele fornece propriedades térmicas favoráveis ​​e geralmente é econômico para circular.

No entanto, a compatibilidade da água depende da sua composição química.

Fatores potencialmente importantes incluem:

  • pH

  • Concentração de cloreto

  • Oxigênio dissolvido

  • Condutividade

  • Dureza

  • Sais dissolvidos

  • Produtos químicos para tratamento de água

  • Partículas suspensas

Nem todas as fontes de água têm a mesma composição.

Por exemplo, a água tratada em circuito fechado pode comportar-se de forma diferente da água subterrânea não tratada ou da água proveniente de um sistema de refrigeração aberto.

A fonte de água e o programa de tratamento devem ser identificados antes da seleção do equipamento.

2.2 Soluções de etilenoglicol e propilenoglicol

Misturas de água e glicol são comumente usadas quando a proteção contra congelamento é necessária.

Dois tipos importantes de glicol são:

Etilenoglicol (EG): Usado em muitos sistemas industriais de transferência de calor.

Propilenoglicol (PG): Utilizado em aplicações onde suas propriedades particulares ou os requisitos regulatórios e de segurança do projeto o tornam preferível.

Ambos podem ser adequados para trocadores de calor de placas soldadas adequadamente selecionados, mas a compatibilidade depende da formulação completa do refrigerante e das condições operacionais.

O comprador deve fornecer:

  • Tipo de glicol

  • Concentração de glicol

  • Base de concentração, como peso ou volume

  • Fabricante do produto e nível comercial

  • Informações sobre inibidores de corrosão

  • Temperaturas máximas e mínimas de operação

2.2.1 Por que o glicol inibido e o não inibido são diferentes

Muitos refrigerantes comerciais de etilenoglicol contêm inibidores de corrosão.

Esses aditivos ajudam a proteger os componentes metálicos sob condições operacionais específicas.

No entanto, as formulações dos inibidores variam de acordo com o produto e podem não ser adequadas para todos os materiais ou produtos químicos para tratamento de água.

Além disso, o consumo do inibidor e a degradação do líquido refrigerante podem alterar a composição química do líquido refrigerante durante a operação.

Para garantir a confiabilidade a longo prazo, siga as recomendações de monitoramento e substituição fornecidas pelo fornecedor do líquido refrigerante.

2.2.1.1 Por que a concentração de glicol por si só é insuficiente

Uma solicitação de cotação informando “30% de glicol” não identifica totalmente o refrigerante.

O fornecedor ainda precisa saber se é etilenoglicol ou propilenoglicol, se a concentração é em volume ou em massa e qual embalagem de inibidor está presente.

Esses detalhes afetam tanto a avaliação da corrosão quanto os cálculos térmicos.

2.3 Água Deionizada e de Alta Pureza

Água de alta pureza é usada em certas aplicações de resfriamento industrial e eletrônico.

No entanto, a baixa condutividade não significa necessariamente que o fluido seja inofensivo para os metais.

Dependendo de suas propriedades químicas e do ambiente operacional, a água deionizada pode reagir com materiais metálicos expostos, incluindo componentes soldados de cobre.

Alguns fabricantes de trocadores de calor brasados ​​com cobre restringem explicitamente o uso de água deionizada.

Portanto, os compradores não devem presumir que os trocadores de calor soldados com cobre padrão sejam adequados para todos os sistemas de água de alta pureza.

Se um projeto exigir água deionizada ou ultrapura, os fornecedores deverão avaliar as especificações reais de qualidade da água e confirmar se o projeto proposto é adequado.

2.4 Água do mar e salmouras à base de cloreto

A água do mar e a salmoura com alto teor de cloreto requerem atenção especial.

Altas concentrações de cloreto podem representar um risco de corrosão ao aço inoxidável, especialmente sob condições adversas de temperatura ou na presença de fendas.

A brasagem de cobre também pode ser inadequada para certos fluidos salinos corrosivos.

Trocadores de calor convencionais feitos de aço inoxidável e brasagem de cobre não devem ser considerados adequados para uso direto em aplicações de água do mar.

Dependendo da aplicação específica, podem ser necessários materiais de placa alternativos ou tecnologias de transferência de calor.

2.5 Amônia e outros refrigerantes

Trocadores de calor a placas soldadas também podem ser usados ​​em sistemas de refrigeração.

Contudo, os requisitos de compatibilidade para refrigerantes diferem daqueles para refrigerantes à base de água.

Para sistemas de refrigeração com amônia, as construções tradicionais soldadas com cobre geralmente não são adequadas porque a amônia corrói os materiais que contêm cobre.

Para aplicações aprovadas de refrigeração com amônia, alguns projetos de trocadores de calor brasados ​​com níquel ou outros sem cobre podem estar disponíveis.

No entanto, a compatibilidade ainda deve ser verificada para modelos específicos, refrigerantes, pressões operacionais, faixas de temperatura e óleos de refrigeração relevantes.

Os materiais descritos como “brasados ​​com níquel” não são automaticamente adequados para todas as aplicações de refrigeração com amônia.

2.6 Refrigerantes Industriais Especiais

Certos projetos envolvem fluidos especializados de transferência de calor, óleos sintéticos, fluidos dielétricos ou misturas químicas patenteadas.

Estes fluidos nunca devem ser aprovados apenas com base no facto de pertencerem a uma ampla categoria química.

Suas formulações exatas, combinações de aditivos, temperaturas operacionais, viscosidades e informações de compatibilidade de materiais devem ser revisadas.

Se não houver informações suficientes sobre compatibilidade, o fornecedor deverá solicitar dados adicionais ou recomendar uma avaliação técnica apropriada antes de finalizar a seleção.

3. Trocadores de calor brasados ​​com cobre e brasados ​​com níquel: quais materiais são compatíveis?

trocador de calor de placas soldadas (7).jpg

3.1 Placas de transferência de calor em aço inoxidável

O aço inoxidável é comumente selecionado devido às suas propriedades mecânicas e resistência à corrosão em muitos ambientes industriais.

Classes como 304 e 316/316L são usadas na construção de trocadores de calor a placas.

No entanto, o aço inoxidável não é universalmente resistente à corrosão.

Água contendo cloreto pode criar riscos de corrosão por pites ou em fendas.

O comportamento de corrosão depende da liga específica, concentração de cloreto, temperatura, pH e condições de serviço.

Portanto, mesmo um trocador de calor em aço inoxidável 316L requer verificação da qualidade da água.

3.2 Brasagem de Cobre

O cobre é amplamente utilizado para unir placas de aço inoxidável em trocadores de calor soldados compactos.

A construção soldada com cobre é adequada para muitas aplicações de água e glicol adequadamente controladas.

No entanto, o cobre pode ser afetado por certos ambientes químicos, incluindo:

  • Fluidos contendo amônia

  • Certas soluções ácidas

  • Condições oxidantes agressivas

  • Aditivos químicos incompatíveis

  • Algumas aplicações de água de alta pureza

  • Certos ambientes contendo enxofre

A gravidade da corrosão depende do ambiente químico completo.

Os compradores não devem confiar em uma afirmação geral como “o cobre é resistente à corrosão” sem verificar as condições de operação.

3.3 Brasagem à Base de Níquel

Em certos projetos de trocadores de calor a placas soldadas, onde os materiais de cobre não são adequados, são utilizadas ligas de brasagem à base de níquel.

As ligas de brasagem à base de níquel podem oferecer vantagens para refrigerantes ou fluidos de processo específicos.

Contudo, a brasagem à base de níquel não torna o trocador de calor resistente a todos os produtos químicos corrosivos.

As próprias placas de aço inoxidável continuam sendo um fator limitante significativo e a liga de níquel deve ser validada com base nas condições específicas do refrigerante.

Os fornecedores devem confirmar a liga de brasagem específica, o material da placa e as condições operacionais aprovadas.

3.4 Alternativas sem cobre

Quando um fluido é incompatível com a brasagem tradicional de cobre, pode ser necessária uma configuração alternativa de trocador de calor.

As opções incluem projetos aprovados de brasagem de níquel, trocadores de calor de aço inoxidável ligados por fusão ou outras tecnologias adequadas de trocadores de calor de placas.

A escolha correta depende do ambiente químico, dos requisitos mecânicos, da carga térmica e das necessidades de limpeza.

Não se deve presumir automaticamente que os projetos sem cobre sejam adequados para fluidos contendo cloro altamente corrosivos, pois o material da placa de troca de calor ainda pode ter resistência à corrosão insuficiente.

3.5 Comparação preliminar de compatibilidade de materiais

Fluido ou Condição

BPHE brasado com cobre

BPHE brasado com níquel

Principal preocupação com a seleção

Água tratada compatível

Muitas vezes adequado

Pode ser adequado

Química completa da água

Solução de etilenoglicol inibida

Muitas vezes adequado

Pode ser adequado

Grau de glicol, inibidores e concentração

Solução inibida de propilenoglicol

Muitas vezes adequado

Pode ser adequado

Química de fluidos e propriedades térmicas

Água desionizada

Requer revisão especial; restrito por alguns fabricantes

Requer revisão específica do modelo

Requisitos de dissolução e pureza de material

Refrigerante de amônia

Geralmente inadequado

Certos modelos aprovados podem ser adequados

Compatibilidade de refrigerante e material

Água do mar

Não presuma adequação

Não presuma adequação

Corrosão por cloreto de placas e juntas

Salmoura com alto teor de cloreto

Requer revisão detalhada

Requer revisão detalhada

Liga de placas, temperatura e química

Líquido refrigerante de processo especial

Requer avaliação individual

Requer avaliação individual

Formulação exata e condições operacionais

Esta tabela é um guia de triagem preliminar e não um certificado de compatibilidade química.

A aprovação final deve ser baseada na construção real do produto pelo fabricante e nas condições especificadas do líquido refrigerante.

4. Quais parâmetros de qualidade da água afetam a compatibilidade do líquido refrigerante?

4.1 pH e Alcalinidade

O pH indica quão ácido ou alcalino é um fluido.

Água com pH inadequado pode aumentar os riscos de corrosão de certos componentes metálicos.

Contudo, a faixa de pH aceitável depende da combinação de materiais e de outras substâncias dissolvidas.

A alcalinidade também influencia o comportamento do sistema de água e a sua resposta ao tratamento químico.

Um fornecedor de refrigerante pode especificar uma faixa de pH recomendada para uma mistura de glicol inibida.

Essa faixa deve ser verificada em relação aos requisitos do material do trocador de calor.

4.2 Concentração e Temperatura de Cloreto

Os íons cloreto são uma consideração importante em aplicações de trocadores de calor de aço inoxidável.

O risco de corrosão localizada geralmente aumenta sob combinações mais agressivas de concentração de cloreto, temperatura e outras condições químicas.

4.2.1 Por que um limite fixo de cloreto pode ser enganoso

Não existe uma concentração universal única de cloreto que garanta a adequação de cada trocador de calor a placas soldadas em aço inoxidável.

A concentração aceitável depende da liga exata, da química da água, da temperatura e das diretrizes de projeto do fabricante.

4.2.1.1 Por que a temperatura operacional altera o risco

A água que é aceitável para um determinado permutador a uma temperatura mais baixa pode apresentar um maior risco de corrosão a uma temperatura mais elevada.

Consequentemente, a concentração de cloreto deve ser avaliada em relação à temperatura máxima credível do fluido, e não apenas à temperatura normal de operação.

Por exemplo, um trocador de calor operando durante o resfriamento normal a 35°C pode experimentar temperaturas mais altas durante outro modo de operação.

A análise da compatibilidade dos materiais deve levar em conta essa possibilidade.

4.3 Condutividade, Sais Dissolvidos e Oxigênio

A condutividade elétrica fornece uma indicação de substâncias iônicas dissolvidas na água.

Pode ser útil para monitorar a qualidade da água, mas não identifica quais íons químicos estão presentes.

Dois fluidos com condutividade semelhante podem apresentar riscos de corrosão diferentes.

O oxigênio dissolvido e as substâncias oxidantes também podem afetar o comportamento corrosivo dos componentes metálicos.

O ambiente operacional completo, incluindo água de reposição e entrada de oxigênio, deve ser considerado.

4.4 Amônia, Compostos de Enxofre e Produtos Químicos Oxidantes

Alguns produtos químicos de tratamento e processo de água podem ser incompatíveis com trocadores de calor contendo cobre.

A amônia é particularmente importante devido à sua potencial interação com o cobre.

Certos compostos contendo enxofre e produtos químicos oxidantes também podem criar riscos de corrosão.

A presença de desinfetantes à base de cloro ou outros agentes oxidantes deve ser divulgada ao fornecedor do trocador de calor.

A compatibilidade química deve ser avaliada utilizando as concentrações e condições de exposição reais.

4.5 Dureza, Incrustações e Partículas Suspensas

A compatibilidade do refrigerante não se limita à corrosão.

Os minerais de dureza podem formar depósitos em condições adequadas, especialmente quando a água é aquecida.

Partículas suspensas podem acumular-se em canais estreitos de placas.

Esses depósitos podem:

  • Reduza a transferência efetiva de calor

  • Aumentar a queda de pressão no lado do fluido

  • Restringir distribuição de fluxo

  • Criar dificuldades de manutenção

  • Contribuir para condições de corrosão localizada

Como os trocadores de calor a placas soldadas normalmente não podem ser abertos para limpeza placa por placa, a limpeza do fluido é especialmente importante.

4.6 Por que a química da água deve ser revisada como um todo

Um único parâmetro raramente fornece informações suficientes para determinar a compatibilidade.

Por exemplo, um pH aceitável não compensa uma concentração excessiva de outro constituinte prejudicial.

Da mesma forma, um nível adequado de cloreto não garante que a brasagem de cobre resistirá à amônia ou a um tratamento químico incompatível.

A avaliação correta considera os efeitos combinados da química da água, seleção de materiais, temperatura e condições operacionais.

5. Como as propriedades do líquido refrigerante afetam o desempenho térmico e hidráulico

5.1 Capacidade Específica de Calor e Resfriamento

Para um líquido monofásico, a taxa de transferência de calor pode ser estimada usando:

Q = m × Cp × ΔT

Onde:

  • Q = Taxa de transferência de calor (kW)

  • m = vazão mássica (kg/s)

  • Cp = Capacidade de calor específico (kJ/kg·K)

  • ΔT = mudança de temperatura do fluido (K)

As misturas de água e glicol têm diferentes capacidades térmicas específicas.

Portanto, o mesmo fluxo de massa e mudança de temperatura não produzem necessariamente o mesmo serviço de resfriamento.

5.2 Viscosidade e Queda de Pressão

A viscosidade afeta a resistência do fluido e a transferência de calor local.

As misturas de glicol geralmente têm viscosidade mais alta que a água em condições comparáveis.

Em baixas temperaturas, a viscosidade pode aumentar ainda mais.

O trocador de calor deve, portanto, ser classificado usando as propriedades reais do fluido nas condições operacionais relevantes.

Não se deve presumir automaticamente que uma unidade selecionada com base nas propriedades da água atinge a mesma capacidade e queda de pressão com o glicol.

5.3 Temperatura Mínima e Proteção Contra Congelamento

As propriedades de proteção contra congelamento de um refrigerante devem corresponder às temperaturas esperadas do projeto.

A concentração de glicol necessária deve considerar as temperaturas operacionais e de desligamento mais baixas.

No entanto, aumentar a concentração de glicol além do que o sistema exige pode produzir penalidades hidráulicas e térmicas desnecessárias.

A concentração deve ser selecionada utilizando as recomendações do fabricante do refrigerante e os requisitos completos do sistema.

5.4 Temperatura Máxima e Estabilidade Química

A temperatura máxima de operação também é um fator importante.

Certas combinações de fluidos de transferência de calor e inibidores de corrosão têm limitações de temperatura.

A exposição a temperaturas excessivamente altas pode acelerar a degradação do fluido, alterar as suas propriedades químicas ou reduzir a eficácia do inibidor de corrosão.

Durante o processo de seleção, as temperaturas máximas sob condições operacionais normais e anormais devem ser claramente especificadas.

5.5 Pressão e Ciclagem Térmica

A compatibilidade dos materiais por si só não estabelece a adequação mecânica.

O trocador de calor também deve ser adequado às pressões de operação e de projeto.

Mudanças freqüentes de temperatura e flutuações de pressão podem causar estresse mecânico adicional nas juntas soldadas.

O fornecedor deve revisar as condições de ciclagem esperadas, os transientes de pressão e os requisitos de projeto mecânico aplicáveis.

6. Passo a passo: como verificar a compatibilidade do líquido refrigerante antes de fazer o pedido

6.1 Etapa 1: Identificar o refrigerante exato

Comece com o nome do produto e a documentação técnica do fabricante do fluido.

Solicite a ficha técnica (TDS) e a ficha de segurança (SDS).

Sempre que possível, obtenha informações adicionais sobre compatibilidade de materiais.

A FDS por si só pode não divulgar a formulação completa, especialmente para pacotes de aditivos patenteados.

Não trate a FDS como uma aprovação de compatibilidade completa.

6.2 Etapa 2: Obter informações sobre qualidade da água e aditivos

Para fluidos à base de água, colete os dados químicos relevantes.

No mínimo, a análise solicitada pode incluir:

  • pH

  • Condutividade

  • Concentração de cloreto

  • Sulfato relevante e outros íons dissolvidos

  • Dureza

  • Aditivos para tratamento de água

  • Contaminação esperada

  • Sólidos suspensos

Para sistemas de glicol, confirme o tipo de glicol, a concentração, a qualidade da água de diluição e o pacote do inibidor de corrosão.

6.3 Etapa 3: Verifique cada material molhado

Identifique a liga da placa do trocador de calor e o material de brasagem.

Revise também os materiais de conexão molhados e outros componentes expostos.

Verifique a química real do líquido refrigerante em relação às limitações de material fornecidas pelo fabricante do trocador.

Se alguma informação significativa estiver faltando, o status de compatibilidade deverá permanecer não confirmado.

6.4 Etapa 4: Revise as condições operacionais completas

A compatibilidade do material deve ser avaliada nas condições operacionais reais.

Fornecer:

  • Temperatura normal de operação

  • Temperatura máxima

  • Temperatura mínima

  • Pressão operacional

  • Pressão de projeto

  • Taxa de fluxo

  • Horário de funcionamento

  • Condições de desligamento esperadas

Se o líquido refrigerante passar por condições operacionais sazonais diferentes, a revisão deverá abranger os extremos relevantes.

6.4.1 Por que os dados operacionais normais podem não ser suficientes

Um sistema pode normalmente operar a uma temperatura moderada, mas experimentar temperaturas elevadas durante o desligamento, condições de falha ou uma mudança na demanda de produção.

As condições credíveis mais exigentes devem ser consideradas ao avaliar a adequação do material.

6.4.1.1 Quando Solicitar uma Revisão Especial de Engenharia

A avaliação técnica adicional é particularmente importante para:

  • Formulações proprietárias de refrigerantes desconhecidas

  • Água de alta pureza

  • Fluidos com alto teor de cloreto

  • Serviço de amônia

  • Fluidos fortemente ácidos ou alcalinos

  • Aditivos químicos incomuns

  • Processos de limpeza agressivos

Se um fornecedor não conseguir estabelecer a compatibilidade, o trocador proposto não deverá ser tratado como aprovado para aquele fluido.

6.5 Etapa 5: Verifique o desempenho térmico e hidráulico

Após analisar a documentação relevante, o fornecedor deve determinar se o trocador de calor selecionado pode atender à carga térmica necessária.

Isso envolve cálculos de propriedades do fluido, condições de temperatura, vazão e queda de pressão permitida.

A compatibilidade química não garante automaticamente um desempenho adequado de transferência de calor.

6.6 Etapa 6: Confirmar os requisitos de manutenção e limpeza

O processo de limpeza pode introduzir produtos químicos diferentes do líquido refrigerante normal.

Esses produtos químicos também entram em contato com as superfícies internas da placa e com o material de brasagem.

Antes de aprovar um procedimento de limpeza, verifique a compatibilidade da solução de limpeza, concentração, temperatura e tempo de contato.

Para mais informações, leia o livro de Aidear Guia de limpeza CIP do trocador de calor de placas.

7. Exemplo resolvido: avaliando um sistema de resfriamento de glicol

7.1 Requisitos Hipotéticos do Projeto

Considere um projeto de resfriamento industrial utilizando uma solução de água-glicol.

O comprador fornece as seguintes informações:

Parâmetro

Valor Ilustrativo

Aplicativo

Resfriamento líquido industrial

Fluido

Solução inibida de propilenoglicol

Concentração de glicol

30% por volume

Temperatura normal de operação

35°C

Temperatura máxima de operação

50°C

Material da placa proposto

Aço inoxidável 316L

Material de brasagem proposto

Cobre

Concentração de cloreto

Ainda não confirmado

Formulação inibidora

Nome do produto disponível; aprovação detalhada pendente

Taxa de fluxo de fluido

A confirmar

Esses valores são hipotéticos e não representam o desempenho testado de um produto Aidear específico.

7.2 Avaliação Inicial de Compatibilidade

A categoria de refrigerante não é automaticamente inadequada para um trocador de aço inoxidável brasado com cobre.

No entanto, as informações disponíveis não estabelecem compatibilidade.

Vários detalhes importantes permanecem desconhecidos.

O fornecedor precisa verificar a composição da qualidade da água e confirmar se o pacote do inibidor é apropriado para os materiais umedecidos propostos.

A temperatura máxima de operação também deve ser considerada.

O cálculo térmico final não pode ser concluído até que as condições de resfriamento e fluxo necessárias sejam estabelecidas.

7.3 O que o comprador deve fazer a seguir?

O comprador deve solicitar as seguintes informações ao fornecedor do refrigerante:

  1. Ficha técnica atual

  2. Recomendações de compatibilidade de materiais

  3. Requisitos detalhados de qualidade da água

  4. Informações sobre inibidores de corrosão

  5. Propriedades do fluido na faixa de temperatura pretendida

O fornecedor do trocador de calor pode então revisar a construção proposta e identificar se são necessários testes adicionais, um material de brasagem alternativo ou um projeto de trocador diferente.

A conclusão correta é “compatibilidade pendente de verificação”, e não “aprovada” simplesmente porque o refrigerante contém propilenoglicol.

8. Lista de verificação de RFQ de compatibilidade do líquido refrigerante do trocador de calor de placas soldadas

Antes de solicitar um orçamento, os compradores devem preparar as seguintes informações.

8.1 Dados de compatibilidade de fluidos

Informações necessárias

Lado Quente

Lado Frio

Nome e tipo de fluido

Especificar

Especificar

Fabricante e classe do produto

Especificar

Especificar

Composição de água ou solvente

Especificar

Especificar

Tipo e concentração de glicol

Se aplicável

Se aplicável

Pacote inibidor de corrosão

Se aplicável

Se aplicável

pH e condutividade

Se aplicável

Se aplicável

Cloreto e outros íons relevantes

Se aplicável

Se aplicável

Qualidade / filtração do fluido

Especificar

Especificar

Temperaturas mínimas e máximas

Especificar

Especificar

Restrições químicas conhecidas

Especificar

Especificar

TDS/SDS

Anexar

Anexar

8.2 Dados Térmicos, Hidráulicos e Mecânicos

Parâmetro

Informações necessárias

Dever de transferência de calor

kW

Temperaturas de entrada e saída

Ambos os circuitos

Taxa de fluxo

Ambos os circuitos

Queda de pressão permitida

Ambos os circuitos

Pressão operacional

Ambos os circuitos

Pressão de projeto

Ambos os circuitos

Dimensões do equipamento

Tamanho máximo permitido

Conexões

Tamanho, tipo e localização

Requisitos de limpeza

Produtos químicos e procedimentos aprovados

Requisitos de instalação

Orientação e espaço disponível

Documentação necessária

Desenhos, registros de testes e aprovações relevantes

8.3 Modelo de RFQ pronto para uso

As informações a seguir podem ser incluídas em uma consulta técnica.

Aplicação do Projeto: [Resfriamento Industrial / HVAC / Refrigeração / Resfriamento de Data Center / Outros]

Trocador de calor necessário: Trocador de calor de placas soldadas

Serviço de resfriamento ou aquecimento: [kW]

Fluido do lado quente: [Nome exato do produto]

Fluido do lado frio: [Nome exato do produto]

Fabricante de fluido: [Marca/Fornecedor]

Tipo e concentração de glicol: [Se aplicável]

Aditivos Químicos: [Informações sobre o Produto/Inibidor]

Relatório de Qualidade da Água: [Anexado/Pendente]

Temperaturas de entrada e saída do lado quente: [°C]

Temperaturas de entrada e saída do lado frio: [°C]

Taxa de fluxo do lado quente: [m³/h]

Taxa de fluxo do lado frio: [m³/h]

Pressão operacional: [barra]

Pressão de projeto necessária: [bar]

Queda de pressão permitida: [kPa]

Temperaturas máximas e mínimas de operação: [°C]

Material de placa preferido: [Especificar/Solicitar recomendação]

Material de brasagem preferido: [Cobre/Níquel/Solicitar recomendação]

Produtos químicos de limpeza: [se aplicável]

Dimensões e conexões necessárias: [Especificar]

Preocupações adicionais de compatibilidade: [Especificar]

Documentos Técnicos Anexados: [TDS / SDS / Análise de Água / Desenho do Sistema]

O fornecedor deve identificar quaisquer suposições ou problemas de compatibilidade pendentes antes de confirmar a seleção final do equipamento.

9. Erros comuns ao verificar a compatibilidade do líquido refrigerante

9.1 Presumindo que todos os trocadores de calor de aço inoxidável sejam quimicamente resistentes

As classes de aço inoxidável têm diferentes características de corrosão.

Mesmo o aço inoxidável 316L pode sofrer corrosão localizada sob condições desfavoráveis.

O material de brasagem também deve ser verificado.

9.2 Seleção apenas pelo nome do refrigerante

O nome de um glicol ou produto de tratamento de água não descreve completamente sua concentração, aditivos ou condição operacional.

A compatibilidade deve ser baseada na formulação real do produto.

9.3 Ignorando a concentração de cloreto em temperaturas mais altas

A química da água que parece aceitável a uma temperatura mais baixa pode tornar-se mais agressiva quando a temperatura operacional aumenta.

A faixa completa de temperatura deve ser avaliada.

9.4 Presumindo que a brasagem de níquel resolve todos os problemas de corrosão

A brasagem à base de níquel pode ser adequada para certas aplicações onde o cobre é inadequado.

No entanto, o material da placa, a química do fluido e as condições operacionais ainda determinam a compatibilidade.

A brasagem de níquel não deve ser tratada como uma solução universal resistente à corrosão.

9.5 Ignorando a compatibilidade química de limpeza

Um trocador de calor pode ser compatível com o refrigerante normal, mas não com uma solução de limpeza agressiva.

Os produtos químicos de limpeza devem ser avaliados de forma independente antes do uso.

10. Perguntas frequentes sobre refrigerantes de trocadores de calor de placas soldadas

10.1 Um trocador de calor de placas soldadas pode usar etilenoglicol?

Sim, muitos trocadores de calor de placas soldadas são usados ​​com soluções compatíveis de etilenoglicol inibido.

No entanto, a concentração de glicol, a formulação do inibidor, a química da água e as temperaturas operacionais devem ser verificadas.

O modelo exato deve ser aprovado para o fluido pretendido.

10.2 O propilenoglicol é compatível com trocadores de calor brasados ​​com cobre?

Pode ser compatível quando a solução é formulada e mantida adequadamente.

O tipo de glicol por si só não estabelece compatibilidade.

A formulação completa do refrigerante e as condições operacionais devem ser revisadas.

10.3 A água deionizada pode ser usada em um trocador de calor de placas soldadas?

Alguns fabricantes de brasagem de cobre restringem o uso de água deionizada devido à possível interação com o material de brasagem.

A compatibilidade não pode ser assumida.

O comprador deve fornecer as especificações de pureza da água e obter aprovação para a construção exata do trocador proposta.

10.4 A brasagem de níquel é melhor que a brasagem de cobre?

Não em todos os aplicativos.

A brasagem de níquel pode fornecer uma alternativa para certos fluidos que são inadequados para construções soldadas com cobre.

No entanto, o material preferido depende do ambiente químico, das condições operacionais, do projeto do equipamento e dos requisitos comerciais.

10.5 Um trocador de calor de placas soldadas com cobre pode ser usado com amônia?

A construção convencional soldada com cobre geralmente não é adequada para serviços com amônia.

Pode ser necessária uma construção aprovada com brasagem de níquel ou outra sem cobre adequada.

O trocador específico deve ser verificado quanto à amônia, suas condições de pressão e temperatura e todo o sistema de refrigeração.

10.6 Uma concentração mais baixa de cloreto garante compatibilidade?

Não.

O cloreto é um parâmetro importante, mas o comportamento da corrosão também depende da temperatura, pH, oxigênio, outras substâncias dissolvidas e materiais de construção.

Uma baixa concentração de cloreto por si só não garante que o fluido seja compatível.

10.7 Como os compradores podem confirmar a compatibilidade antes de comprar?

A abordagem mais confiável é fornecer ao fornecedor informações precisas sobre os produtos fluidos, dados de análise de qualidade da água, aditivos químicos, temperatura operacional, pressão e requisitos de vazão.

O fornecedor deverá então avaliar estas condições com base nos materiais e nas especificações de desempenho do trocador de calor a ser utilizado.

Se a compatibilidade permanecer incerta, será necessária uma avaliação técnica adicional antes da aprovação final.

11. Conclusão: A compatibilidade do líquido refrigerante deve ser verificada antes da seleção final do trocador de calor

A compatibilidade do líquido refrigerante é uma parte essencial na seleção de um trocador de calor de placas soldadas confiável.

A avaliação correta envolve mais do que identificar se o fluido de trabalho é água, glicol, refrigerante ou outra mistura química.

Engenheiros e compradores industriais devem considerar a composição completa do fluido, as condições operacionais e todos os materiais expostos ao refrigerante.

Fatores de seleção importantes incluem:

  • Classe de placa de aço inoxidável

  • Material de brasagem à base de cobre ou níquel

  • Formulação e concentração do refrigerante

  • pH, concentração de cloreto e qualidade da água

  • Inibidores de corrosão e outros aditivos

  • Temperaturas operacionais mínimas e máximas

  • Viscosidade do fluido e propriedades térmicas

  • Requisitos de incrustação e limpeza

  • Pressões operacionais e de projeto

Um refrigerante termicamente adequado não é necessariamente compatível quimicamente, e um fluido quimicamente compatível não garante automaticamente o desempenho necessário do trocador de calor.

Ambos os aspectos devem ser verificados antes da seleção final do equipamento.

11.1 Explore soluções de trocadores de calor de placas soldadas da Aidear

fornece soluções de trocadores de calor de placas soldadas para aplicações de resfriamento industrial, HVAC, refrigeração e recuperação de calor.

Dependendo do projeto específico do produto e da disponibilidade, diferentes configurações de placas e materiais de brasagem podem ser consideradas para diversos requisitos operacionais.

A seleção de um trocador adequado começa com a revisão das propriedades reais do refrigerante, condições operacionais, serviço de transferência de calor e requisitos hidráulicos.

Explore os trocadores de calor de placas brasadas Aidear para obter mais informações sobre os produtos disponíveis.

Para aplicações que exigem limpeza acessível de placas ou uma configuração de material diferente, você também pode explorar nosso Trocadores de calor de placas vedadas.

11.2 Solicite um orçamento personalizado de trocador de calor de placas soldadas

Você não tem certeza se o seu refrigerante é compatível com um trocador de calor a placas brasado em cobre ou brasado em níquel?

Compartilhe o nome do fluido, a composição química, a faixa de temperatura, as taxas de fluxo, a resistência térmica e os dados disponíveis sobre a qualidade da água com o Aidear.

Nossa equipe pode analisar os requisitos da sua aplicação e discutir opções de produtos adequadas, sujeitas à verificação de compatibilidade técnica e disponibilidade do produto.

Solicite um orçamento personalizado — Encontre um trocador de calor de placas soldadas adequado para sua aplicação de resfriamento.

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