A selecção de um sistema de arrefecimento para o processo de aquecimento indutivo tem muitas considerações a ter em conta, incluindo o custo, o espaço disponível, os serviços públicos existentes, a utilização de energia e água, a localização do equipamento, o potencial de congelamento, a fiabilidade e a manutenção.
Tipos de sistemas de arrefecimento
Para o arrefecimento por indução é necessário um sistema único de arrefecimento em circuito fechado e todos os componentes são feitos de materiais não ferrosos (aço inoxidável, plástico, PVC, bronze ou um tubo não condutor).
Os sistemas mais complexos monitorizam a condutividade e podem incorporar filtração e desionizadores de leito misto para polir a água. As máquinas com bomba mais pequenas utilizam normalmente um permutador de calor com placas água-água e um refrigerador que arrefece o ar no ponto de serviço. As instalações de arrefecimento por indução de maiores dimensões incluem:
- Torres de evaporação ao ar livre
- Permutadores de calor arrefecidos a ar (dry coolers)
- Refrigeradores de circuito fechado
- Sistemas de arrefecimento híbridos que utilizam uma torre de circuito fechado com arrefecedores livres ou uma combinação de chiller/arrefecedor livre para reduzir a utilização de energia e água
O que é que recomendamos?
Recomendamos um de três sistemas de refrigeração, consoante os requisitos de espaço, as necessidades industriais e o orçamento:
- Sistema simples de arrefecimento a água
O sistema de arrefecimento a água mais simples para o aquecimento por indução é um tanque de água com uma bomba para movimentar a água. É incrivelmente fácil de instalar e tem um custo de investimento muito reduzido. Isto torna-o perfeito para clientes com orçamentos mais reduzidos que pretendem obter excelentes resultados com o seu aquecedor de indução.
- Torre de arrefecimento de água fechada.
A torre de arrefecimento a água fechada é ideal para os clientes que necessitam de manter a sua área de ocupação o mais pequena possível, mantendo os seus sistemas suficientemente frios para funcionarem correctamente. É menos dispendioso do que um refrigerador, mas funciona igualmente bem. O mais importante é o facto de ocupar muito menos espaço do que o sistema de arrefecimento a água sugerido, composto por um depósito e uma bomba de água. Para os clientes com orçamento suficiente, isto pode ser seleccionado em vez de um chiller ou de uma torre de arrefecimento de circuito aberto, que são mais caros.
É possível afinar a transferência de calor entre a água de arrefecimento e a água interior. Por exemplo, a temperatura do líquido de arrefecimento num sistema de circuito fechado é determinada pela temperatura do ar próximo do permutador de calor e pela temperatura máxima de entrada do líquido que efectua o arrefecimento. Em seguida, a mistura flui para o permutador de calor, onde o calor é transferido para outro fluido de arrefecimento, como o glicol/água.
- Chillers industriais.
Um chiller industrial é um sistema de arrefecimento que reduz as temperaturas em máquinas, espaços industriais e líquidos de processo, removendo o calor de um sistema e transferindo-o para outro local. É dispendioso, mas ocupa muito pouco espaço e é adequado para clientes com espaço insuficiente no laboratório ou na fábrica.
Os tipos de refrigeradores de água são refrigerados a água e a ar, divididos em refrigeradores de absorção de vapor e de compressão de vapor, que utilizam diferentes métodos de extracção do calor recolhido. Um chiller utiliza um sistema de arrefecimento mecânico por compressão de vapor, que está ligado a um sistema de água de processamento através de um dispositivo chamado evaporador. Um chiller de compressão de vapor utiliza um refrigerante para absorver o calor do espaço e devolvê-lo ao evaporador, que retira o calor, utilizando ventoinhas para os chillers arrefecidos a ar ou água para os arrefecidos a água.
Utilização da água
A água de arrefecimento, que circula pela maior parte do sistema de indução, está exposta a campos electromagnéticos e potenciais de alta tensão, resultando em áreas propícias à erosão e à corrosão.
A má qualidade da água leva rapidamente à obstrução dos canais de arrefecimento, fazendo com que o dispositivo funcione mais quente, provocando arcos voltaicos e custos elevados de substituição. Por conseguinte, é necessário utilizar água limpa e de baixa condutividade e verificar regularmente a sua qualidade. Os clientes adicionam frequentemente água destilada em garrafa a sistemas de arrefecimento mais pequenos e substituem-na periodicamente para garantir que está limpa. Além disso, os clientes podem utilizar água desionizada ou de osmose inversa (RO) para instalações maiores, tratada com um inibidor de corrosão ou um glicol redutor de corrosão.
A água não tratada, quer seja água desionizada pura ou água sem minerais, actuará como um absorvente agressivo e retirará os metais do dispositivo. Por conseguinte, a utilização de água municipal ou de poço também deve ser evitada.
Permutador de placas
Quando os tubos estão dispostos em contrafluxo, um permutador de calor de placas é altamente eficiente na transferência de calor. Um permutador de calor de placas soldadas é uma alternativa de baixo custo tipicamente utilizada em aplicações de baixo caudal, tipicamente substituído em vez de limpo.
Um chiller arrefecido a ar utiliza circuitos de refrigeração mecânicos para descarregar o calor da água de indução para o ar ambiente. Todo o calor gerado pelo processo de condução tem de passar pelas bobinas de arrefecimento antes de ser rejeitado de volta para o ar ambiente.
O refrigerador deve ser dimensionado com precisão. Além disso, é melhor dimensionar o chiller para funcionar durante longos períodos, de modo a permitir uma boa circulação no ciclo de arrefecimento e garantir que o chiller atinge temperaturas de funcionamento estáveis.
Os chillers requerem manutenção regular e peças de substituição, que podem ser dispendiosas.
Como resultado, devem ser implementados bons programas de monitorização e tratamento para monitorizar a qualidade da água e manter bons controlos de corrosão para proteger o equipamento e os sistemas de tubagens. Além disso, o tratamento da água e a lavagem (drenagem) são necessários para evitar o desenvolvimento de corrosão, incrustações e organismos no sistema.
Os sistemas de baixa potência necessitam normalmente de um permutador de calor ar-água compacto, enquanto que um sistema de alta potência pode necessitar de um permutador ar-água ou de arrefecimento maior. As máquinas de condução mais pequenas utilizam normalmente permutadores de calor do tipo placa com uma disposição água-água e refrigeradores arrefecidos a ar no ponto de serviço.
O sistema de arrefecimento em circuito fechado tem custos de capital moderados, baixa manutenção e não necessita de água de reposição ou de tratamentos químicos contínuos.
Um controlador inteligente no seu sistema de arrefecimento pode ser utilizado para definir a temperatura mínima e máxima da água, com alarmes.