Os processos industriais representam mais de um quarto do consumo de energia primária na Europa e produzem grandes quantidades de calor.A pesquisa financiada pela UE está fechando o ciclo com novos sistemas que recuperam o calor residual e o devolvem para reutilização em linhas industriais.
A maior parte do calor do processo é perdida para o meio ambiente na forma de gases de combustão ou gases de escape.A recuperação e reutilização desse calor pode reduzir o consumo de energia, as emissões e a emissão de poluentes.Isso permite que a indústria reduza custos, cumpra as regulamentações e melhore sua imagem corporativa, tendo assim um impacto mais amplo na competitividade.Um dos maiores problemas está relacionado à grande variedade de temperaturas e composições dos gases de exaustão, o que dificulta o uso de trocadores de calor comuns.O projeto ETEKINA, financiado pela UE, desenvolveu um novo trocador de calor de tubo de calor personalizado (HPHE) e o testou com sucesso nas indústrias de cerâmica, aço e alumínio.
Um tubo de calor é um tubo vedado em ambas as extremidades, que contém um fluido de trabalho saturado, o que significa que qualquer aumento de temperatura levará à sua evaporação.Eles são usados para gerenciamento térmico em aplicações que variam de computadores a satélites e naves espaciais.No HFHE, os tubos de calor são montados em feixes em uma placa e colocados em uma faixa.Uma fonte de calor, como gases de escape, entra na parte inferior.O fluido de trabalho evapora e sobe através de tubos onde os radiadores do tipo ar frio entram na parte superior da caixa e absorvem o calor.O design fechado minimiza o desperdício e os painéis minimizam a exaustão e a contaminação cruzada do ar.Comparado aos métodos tradicionais, o HPHE requer menos área de superfície para maior transferência de calor.Isso os torna muito eficientes e reduz a poluição.O desafio é escolher parâmetros que permitam extrair o máximo de calor possível do complexo fluxo de resíduos.Existem muitos parâmetros, incluindo número, diâmetro, comprimento e material dos tubos de calor, seu layout e fluido de trabalho.
Considerando o vasto espaço de parâmetros, as simulações de dinâmica computacional de fluidos e simulação de sistema transiente (TRNSYS) foram desenvolvidas para ajudar os cientistas a desenvolver trocadores de calor de alta temperatura personalizados de alto desempenho para três aplicações industriais.Por exemplo, um HPHE de fluxo cruzado anti-incrustante com aletas (as aletas aumentam a área de superfície para melhorar a transferência de calor) projetado para recuperar calor residual de fornos de rolos de cerâmica é a primeira configuração desse tipo na indústria de cerâmica.O corpo do tubo de calor é feito de aço carbono e o fluido de trabalho é a água.“Excedemos a meta do projeto de recuperar pelo menos 40% do calor residual do fluxo de gás de exaustão.Nossos HHEs também são mais compactos do que os trocadores de calor convencionais, economizando um valioso espaço de produção.Além de menor custo e eficiência de emissão.Além disso, eles também têm um curto retorno sobre o investimento”, disse Hussam Juhara, da Brunel University London, coordenador técnico e científico do projeto ETEKINA.e pode ser aplicado a qualquer tipo de ar de exaustão industrial e vários dissipadores de calor em uma ampla faixa de temperaturas, incluindo ar, água e óleo. A nova ferramenta reproduzível ajudará futuros clientes a avaliar rapidamente o potencial de recuperação de calor residual.
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Horário da postagem: 11 de agosto de 2022