Quando as fábricas requerem uma temperatura de 60 ° ou 90 °C para uma aplicação de aquecimento indireto, muitas vezes elas optam por água quente circulada. No entanto, o aquecimento nestas faixas de temperatura também é possível com vapor. Como mencionado em Fundamentos do Vapor a Vácuo, se a pressão do vapor saturado for reduzida abaixo da temperatura atmosférica, sua temperatura pode ser reduzida, por exemplo, até 60 °C ou 90 °C.

Os sistemas de aquecimento a vapor a vácuo são sistemas que empregam o vapor saturado abaixo da pressão atmosférica como o meio de aquecimento. Em comparação com outras tecnologias de calor, os sistemas de aquecimento a vapor a vácuo têm as seguintes vantagens.

• Aquecimento uniforme
• Aquecimento mais rápido em comparação com a água quente
• Diferença de temperatura potencialmente menor entre o produto e o meio de aquecimento, reduzindo os riscos de queimaduras e danos do produto.
• Pequena superfície para o equipamento

Todas as vantagens mencionadas acima assumem que o vapor a vácuo está saturado. Como é vapor saturado, a temperatura do espaço enchido com vapor é uniforme, e o calor é transferido rapidamente por calor latente do vapor para o produto.

O aquecimento a água quente, por outro lado, transfere o calor para o produto por calor sensível, e ao fazer isto, a temperatura da própria água quente diminuirá. Isso pode ser observado ao medir a temperatura na entrada e saída de água quente. Para minimizar esta diferença de temperatura e para fornecer a quantidade necessária de calor com rapidez, é preciso fornecer uma quantidade enorme de água quente.

Esta seção é um excerto do artigo completo: Coeficiente Global de Transferência de Calor. Veja o artigo para uma explicação mais completa.

O coeficiente global de transferência de calor, valor U, refere-se a quão bem o calor é conduzido através de uma série de meios resistentes. Suas unidades são o W/(m²°C).

O coeficiente geral de transferência de calor é influenciado pela espessura e condutividade térmica dos meios através dos quais o calor é transferido. Quanto maior o coeficiente, mais facilmente o calor é transferido de sua fonte para o produto sendo aquecido. Em um trocador de calor, a relação entre o coeficiente de transferência de calor geral (U) e a taxa de transferência de calor (Q) pode ser demonstrada pela seguinte equação:

onde

• Q = taxa de transferência de calor, W = J/s [btu/hr]
• A = área da superfície de transferência de calor, m² [ft²]
• U = coeficiente global de transferência de calor, W/(m²°C) [Btu/(hr-ft²°F)]
• ΔT_LM = média logarítmica da diferença de temperatura, °C [°F]

A partir dessa equação, pode-se ver que o valor U é diretamente proporcional a Q, a taxa de transferência de calor. Supondo que a superfície de transferência de calor e a diferença de temperatura permaneçam inalteradas, quanto maior o valor U, maior a taxa de transferência de calor. Em outras palavras, isso significa que para um determinado trocador de calor e produto, um valor U mais alto pode levar a tempos de lote mais curtos e aumento da produção / rendimento.

Para mais informações sobre o coeficiente global de transferência de calor e como calcular os valores U, refira-se ao artigo completo aqui: Coeficiente Global de Transferência de Calor

O próximo artigo em nossa série sobre o controle de vapor se afastará do aquecimento, e se concentrará em aplicações de resfriamento para vapor a vácuo.