Trocadores de Calor Microchannel

A engenharia térmica trata de tópicos abstratos: transferência de calor, termodinâmica e escoamento de fluidos. Um dos produtos práticos da convergência destas disciplinas é o trocador de calor (TC), cuja função é propiciar um meio para transferir energia térmica entre fluidos escoando a temperaturas diferentes. O fluxo de calor será sempre na direção do quente para o frio. Neste artigo vamos nos limitar aos TC’s em que o fluido “frio” é o ar ambiente impulsionado por ventiladores e o fluido resfriado é gás refrigerante (condensadores de chillers) ou água (drycoolers). TC’s convencionais, usados extensivamente em aparelhos de ar condicionado, são produzidos na forma de uma serpentina de tubos retos de cobre interligados e dispostos em filas e colunas atravessadas transversalmente por lâminas de chapa fina de alumínio, as aletas, que são prensadas em sua superfície. A aleta, cuja função é compensar a menor capacidade do ar de transferir calor do que o fluido escoando dentro dos tubos, é delicada e pode ser facilmente danificada o que torna a sua limpeza uma tarefa difícil. Além disto, o contato entre a parede do tubo e as aletas é precário, o que limita o efeito de melhora da troca térmica e pode causar a corrosão galvânica em ambientes com maresia ou chuva ácida reduzindo a vida útil do TC.

Com a elevação do preço da água e o aumento da consciência ambiental, há uma clara tendência para a utilização de condensadores a ar em chillers e aparelhos de ar condicionado. Um dos fatores limitantes é o espaço ocupado pelo condensador, especialmente se o chiller for projetado para operar em climas tropicais. Trocadores com a tecnologia microchannel, que têm sido amplamente utilizados há mais de 20 anos em radiadores e condensadores automotivos, começam a ser usados com vantagens como condensadores. São fabricados de uma resistente liga de alumínio e consistem de: (a) diversas barras chatas com canais de diâmetro da ordem de 1 mm e dispostas perpendicularmente ao fluxo de ar; (b) dois coletores que interligam os canais e servem de conexão para o fluido resfriado; (c) aletas na forma de fitas em zig-zag soldadas entre as barras. São fabricados em linhas automáticas com um forno de brasagem para assegurar o contato perfeito entre as partes e eliminar a possibilidade de vazamentos. As vantagens dos TC’s microchannel são:

• Vida útil superior a 20 anos mesmo em instalações à beira mar.

• Menor resistência à passagem do ar reduzindo o consumo elétrico dos ventiladores e o nível de ruído.

• Escoamento de baixa velocidade nos canais proporcionando economia de energia no compressor (ou na bomba).

• Grande ganho de eficiência na troca de calor, resultando em TC’s mais compactos e até 70% mais leves.

• Redução de até 40% da carga de refrigerante quando usados como condensadores.

• O TC é mais fino e tem aletas mais resistentes reduzindo a possibilidade de entupimento e facilitando a limpeza.

Esta inovação já está presente em chillers especiais e no DryCooler Modular (ver artigo de capa). A partir de 2010, os chillers da Mecalor serão fornecidos regularmente com condensadores microchannel permitindo a sua operação contínua em ambientes de até 42ºC. “O cliente sai ganhando, pois recebe um equipamento mais durável, fácil de limpar, com menor consumo de energia e tendo uma menor carga de refrigerante. Tudo isto a um preço competitivo e dentro dos elevados padrões de qualidade que são a marca registrada da Mecalor” comenta Eng. Raul Imada, diretor técnico da Mecalor.

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