Como um componente central de troca de calor em sistemas térmicos industriais, os tubos com aletas melhoram significativamente a área de transferência de calor e a eficiência geral da troca de calor através da adição de aletas espirais estendidas na superfície. Hoje, sejam fabricados como tubos com aletas enrolados integralmente ou tubos com aletas em espiral soldados por resistência de alta frequência (HFRW), esses produtos são amplamente utilizados em diversas caldeiras industriais e sistemas de ar condicionado.

No entanto, sob condições extremas de trabalho a frio, o equipamento enfrenta graves desafios de temperatura. Evitar que a temperatura do trocador de calor caia muito – o que leva ao congelamento e rachaduras dos tubos com aletas – é fundamental para garantir a operação estável do sistema. Abaixo estão as principais causas de danos por congelamento e soluções de engenharia para evitá-los.

• Margem excessiva na área de troca de calor:Durante o projeto do sistema, se for deixada uma margem redundante excessivamente grande para a área de troca de calor do tubo aletado, isso resultará em uma baixa velocidade de fluxo do meio de calor (água quente ou vapor) durante a operação no inverno. Quando a velocidade do fluxo cai abaixo do limite crítico de segurança, a serpentina lateral de ar fresco fica altamente suscetível à formação de gelo. A tensão de expansão do gelo faz com que os tubos com aletas congelem e se rompam.
• Instalação inadequada da tubulação:Se a tubulação for manuseada incorretamente durante o processo de instalação – como classificação incorreta ou falta de um projeto de drenagem eficaz – a água se acumulará nos pontos baixos do sistema. Durante o desligamento ou em condições de temperatura ultrabaixa, essa água estagnada congela rapidamente, destruindo assim o tubo base e a estrutura da aleta espiral.

• Controle com precisão as margens da área de troca de calor:Ao realizar cálculos termodinâmicos, a área de troca de calor deve ser avaliada rigorosamente com base nas condições reais de trabalho, evitando deixar margens excessivas às cegas. Certifique-se de que o meio de aquecimento mantém a velocidade de fluxo projetada, mesmo sob condições extremas de inverno, para evitar estagnação interna e congelamento.
• Otimize o layout do sistema de bobina:O arranjo espacial lógico é uma salvaguarda física contra o congelamento. Se o sistema envolver uma zona de aquecimento remota, o refrigerador de ar (serpentina de resfriamento) deverá ser colocado após o aquecedor de ar. Ao pré-aquecer o ar que entra, você pode efetivamente evitar que as serpentinas de resfriamento a jusante congelem devido a temperaturas excessivamente baixas a barlavento.
• Instale módulos de aquecimento de ar independentes:Quando o requisito de área de aquecimento é menor que o requisito de área de resfriamento, não é recomendado comprometer o projeto. Em vez disso, um aquecedor de ar independente deve ser instalado separadamente. Isto não só elimina completamente o perigo oculto de congelamento causado pelo sobrearrefecimento localizado, mas também evita o desperdício de energia, aumentando assim a fiabilidade do sistema.

Além do projeto do sistema, inspeções de rotina rigorosas devem ser executadas durante os ciclos de uso frequente do produto. Concentre-se em verificar o bom funcionamento das válvulas de drenagem nos pontos baixos da tubulação. Ao mesmo tempo, tubos com aletas soldados por resistência de alta frequência com alta densidade de soldagem e forte ligação ao tubo base devem ser priorizados durante a aquisição para aumentar a resistência à fadiga térmica inerente do componente contra flutuações extremas de temperatura.