Aquecimento - cambistas de calor para sistemas de aquecimento solares Os cambistas de calor são os dispositivos que transferem o calor de um líquido (líquido ou gás) a outro ao o manter separado. Fluxos fluidos quentes em um lado de uma divisória do metal de cambista de calor, transferindo seu calor a um fluxo fluido de mais baixa temperatura no outro lado. O tamanho de uma área de superfície de cambista de calor afeta-a velocidade e eficiência: transferências grandes de área de superfície aquecem-se mais rapidamente e mais eficientemente.
Muitos máquinas e aparelhos electrodomésticos contêm cambistas de calor. Um radiador do carro é um cambista de calor: transfere o calor do sistema refrigerando de motor ao ar exterior, impedindo que o motor superaqueça. Os refrigeradores e os condicionadores de ar têm os cambistas de calor para dissipar o calor; as fornalhas têm os cambistas de calor para aquecer o ar fresco que entra na fornalha. Os sistemas solares igualmente usam cambistas de calor para transferir a energia solar absorvida em coletores solares ao líquido ou para arejá-la que é usado para aquecer a água ou o espaço.
Os cambistas de calor podem ser feitos do aço, do cobre, do bronze, do aço inoxidável, do alumínio, ou do ferro de molde. Os sistemas de aquecimento solares usam geralmente o cobre, porque é um bom condutor térmico e tem a maior resistência à corrosão.
Tipos de cambistas de calor: Os sistemas de aquecimento solares usam três tipos de cambistas de calor: líquido-à-líquido, líquido-à-ar, e ar/líquido. Muitos sistemas de energia solar líquidos usam a líquido-ao cambista de calor líquido, que usa um líquido de transferência térmica que circule através do coletor solar, absorvem o calor, e correm através então de um cambista de calor para transferir seu calor à água em um tanque de armazenamento. Os líquidos de transferência térmica, tais como o anticongelante, protegem o coletor solar da congelação no tempo frio. os cambistas de calor do Líquido-à-líquido têm uma ou outra uma ou dois barreiras (única parede ou parede dobro) entre o líquido de transferência térmica e a fonte de água doméstica.
Um único cambista de calor da parede é uma tubulação ou um tubo cercada por um líquido. O líquido que passam através da tubulação ou o fluido cercando a tubulação podem ser o líquido de transferência térmica, quando o outro líquido for a água potável. Os cambistas de calor Double-wall têm duas paredes entre os dois líquidos. São usados frequentemente quando o líquido de transferência térmica é tóxico, como o glicol de etileno (anticongelante). São exigidos frequentemente como uma medida de segurança em caso dos escapes, ajudando asseguram-se de que o anticongelante não misture com a fonte de água potável. Um exemplo de um cambista de calor double-wall do líquido-à-líquido é “o cambista de calor wrap-around,” em qual um tubo é envolvido ao redor e lig à parte externa de um tanque de água quente. O tubo deve adequadamente ser isolado para reduzir perdas de calor.
Quando os cambistas de calor double-wall aumentarem a segurança, são menos eficientes, porque o calor deve transferir através de duas superfícies um pouco do que uma. A fim transferir a mesma quantidade de calor, um cambista de calor double-wall deve ser maior do que um cambista single-wall.
os cambistas de calor do Líquido-à-ar transferem o calor de um sistema de aquecimento solar líquido a um repouso forçado - sistema do duto de ar. O tipo o mais comum é o cambista de calor do finned-tubo, que é uma bobina finned da água introduzida no duto de ar. O ar da fonte do ventilador funde sobre a bobina e absorve o calor dele. O ar heated é distribuído então durante todo a casa.
Os sistemas de aquecimento solares com os coletores do calefator de ar geralmente não precisam um cambista de calor entre o coletor solar e o sistema da distribuição de ar. Aqueles sistemas com os coletores do calefator de ar que cambistas de calor ar/líquido do uso da água do calor. Estes são similares aos cambistas de calor do líquido-à-ar.
Projetos do cambista de calor: Há muitos projetos do cambista de calor. Um projeto de uso geral em sistemas domésticos solares do calefator de água é o projeto do bobinar-em-tanque. O cambista de calor é uma bobina da tubulação no tanque de armazenamento. Pode ser um único tubo (cambista de calor single-wall) ou duas espessuras do tubo (cambista de calor double-wall). Uma alternativa menos eficiente é coloc a bobina na parte externa do tanque de coletor com uma tampa da isolação.
Um outro projeto popular é o cambista de calor do escudo-e-tubo. O cambista de calor é separado do tanque de armazenamento. Tem dois laços fluidos separados dentro de um caso ou de um escudo. Os líquidos passam em sentidos opostos entre eles pelo cambista de calor, maximizando a transferência térmica. Em um laço, o líquido à-estar-heated (tal como a água potável) circula através dos tubos internos. No segundo laço, nos fluxos fluidos de transferência térmica entre o escudo e os tubos da água. Os tubos e o escudo devem ser feitos do mesmo material. Quando o coletor ou o líquido de transferência térmica são tóxico, os tubos double-wall estão usados, e um líquido intermediário non-toxic de transferência é coloc entre as paredes exteriores e internas dos tubos.
Um tipo muito eficiente de cambista de calor é o projeto do tubo-em-tubo. Neste projeto, os tubos da água e o líquido de transferência térmica estão no contato térmico direto um com o otro. A água e o fluxo fluido de transferência térmica em sentidos opostos entre eles. Este tipo de cambista de calor tem dois laços similares àqueles descritos no cambista de calor do escudo-e-tubo.
Áreas de intervenção: Um cambista de calor deve ser feito sob medida corretamente para ser eficaz. Há muitos fatores a considerar para a cola apropriada. Estes incluem: o tipo do cambista de calor; as caraterísticas dos líquidos de transferência térmica (calor específico, viscosidade, e densidade); a taxa de fluxo; e as temperaturas da entrada e da tomada para cada líquido. Geralmente, os fabricantes fornecerão avaliações da transferência térmica para seus cambistas de calor (em BTU/hora) para várias temperaturas e taxas de fluxo fluidas.
Para o melhor desempenho, seguir sempre as recomendações da instalação do fabricante para o cambista de calor. Ser certo escolher um líquido de transferência térmica que seja compatível com o tipo de cambista que de calor você se está usando. Se você está construindo seu próprio cambista de calor, estar ciente que usar metais diferentes na construção do cambista de calor pode causar a corrosão. Também, porque os metais dissimilares têm caraterísticas diferentes da expansão térmica e da contração, os escapes ou as rachaduras podem tornar-se. Qualquer uma destas circunstâncias pode reduzir a esperança de vida de seu cambista de calor. |
