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Fundamentos · Fluido térmico

Água ou óleo: como escolher o fluido térmico

O fluido define até que temperatura se pode trabalhar e como o calor é transferido. Aqui comparamos água e óleo —suas propriedades e suas faixas— e trazemos links para cada tecnologia da SMART Series, para aprofundar.

Em resumo

O água trabalha até 90 °C em tanque aberto e, pressurizada, até um máximo de 180 °C. Abaixo de 90 °C pode ser usada qualquer uma das duas tecnologias —equipamentos atmosféricos ou pressurizados—, conforme a instalação. O óleo abrange até 150 °C em tanque aberto e até 300 °C em circuito fechado.

Por que o fluido é importante

O fluido condiciona precisão, custo e segurança

O fluido térmico determina até que temperatura se pode trabalhar e como o calor é transferido ao processo.

Influi na precisão (capacidade de transferência e estabilidade), no custo (energia e tamanho do equipamento) e no manutenção (qualidade do fluido, limpeza e conservação). Por isso a linha se organiza em famílias conforme o fluido e a tecnologia.

5 famílias
Dois fluidos · uma mesma plataforma SMART
Até 300 °C
Faixa total da linha
4,18 vs 2,0
Calor específico água vs óleo (kJ/kg·K)
As famílias

Cada fluido, seus tecnologias

Água · tanque aberto

≤ 90 °C

Atmosférico, sem pressão.

Ver: Unidades com tanque →

Água pressurizada

90 – 180 °C

Direta (WDC) e indireta (WIC).

Ver: Água pressurizada →

Óleo · tanque aberto

≤ 150 °C

Atmosférico, sem pressão.

Ver: Unidades com tanque →

Óleo · circuito fechado

≤ 300 °C

Circuito fechado, com vaso de expansão.

Ver: Óleo a 300 °C →

Faixa de trabalho

Cada tecnologia, seu temperatura

0°90°150°180°300° Agua · depósito abierto · ≤90°C Agua presurizada · 90–180°C Aceite · depósito abierto · ≤150°C Aceite · circuito cerrado · ≤300°C
Faixa de trabalho de cada família da SMART Series
O limite da água

Por que a água chega a 180 °C e não mais?

Para que a água continue líquida acima de 100 °C, a pressão do circuito deve se manter acima de sua pressão de saturação (a pressão de vapor a essa temperatura). Essa pressão sobe de forma acentuada: a pressão real de trabalho do circuito pode ficar em torno de 16 bar a 180 °C.

Trabalhar a água acima de 180 °C acrescenta inconvenientes: a pressão necessária cresce muito rapidamente (da ordem de 40 bar por volta de 250 °C, mais a pressão fornecida pela bomba), com as exigências de segurança que isso implica —mangueiras e conexões adequadas, revisão periódica do circuito—; e em alta temperatura o tratamento da água se torna mais crítico (calcário, incrustação e corrosão), chegando a exigir dessalinização e inibidores. Por isso 180 °C é o máximo da família de água pressurizada: acima disso, a faixa alta é coberta com óleo, que não ferve nessas temperaturas e não exige pressurizar o circuito.

Uma ressalva: abaixo de 90 °C a água pode ser trabalhada tanto em tanque aberto como pressurizada —aí a escolha depende da instalação e do processo—. Na página de água pressurizada detalhamos o circuito fechado, o vaso de expansão e como se calcula a pressão de trabalho.

Leia: Água pressurizada (90–180 °C) →

AGUA ACEITE 4,18 2,0
Calor específico (kJ/kg·K)
Física do calor

A transferência de cada fluido

O calor específico da água é 4,18 kJ/kg·K e o do óleo 2,0 kJ/kg·K: a água transporta aproximadamente o dobro de energia por quilograma, e seu coeficiente de transferência de calor também é da ordem do dobro, então cede o calor com mais eficácia.

A água soma outras vantagens: viscosidade baixa e quase constante em toda a sua faixa, menor dilatação e não craqueia (não forma coque), o que permite equipamentos mais compactos e uma manutenção simples centrada na qualidade do fluido. O óleo, por outro lado, atinge temperaturas que a água não alcança sem pressão elevada, ao custo de ter que monitorar sua oxidação e degradação com o tempo. Cada fluido cobre sua faixa com sua própria tecnologia.

Propriedades

Água e óleo, propriedade por propriedade

PropriedadeÁguaÓleo térmico
Faixa de temperatura≤ 90 °C aberto · 90–180 °C pressurizada≤ 150 °C aberto · ≤ 300 °C circuito fechado
Calor específico4,18 kJ/kg·K2,0 kJ/kg·K
Transferência de calorAltaMenor
ViscosidadeBaixa e estávelMaior; varia com a temperatura
Dilatação térmicaMenorMaior (requer vaso de expansão maior)
Coqueamento (coking)NãoPossível em alta temperatura
Pressão de trabalhoAtmosférica (aberto) ou pressurizadaAtmosférica (tanque) ou circuito fechado
Manutenção do fluidoQualidade da água (calcário / corrosão)Oxidação / degradação térmica
Limpeza e manuseioSimplesExige mais cuidado

O equipamento sob medida para o seu processo

Informe sua temperatura, potência e vazão e o configurador dimensiona o equipamento da família correspondente.

Na prática · marse

Uma plataforma, cinco famílias

SMART Series

Fabricamos as cinco famílias sobre a mesma plataforma SMART, com o mesmo sistema de controle: Água tanque aberto (≤90 °C), Água pressurizada direta (WDC) e indireta (WIC) (90–180 °C), Óleo tanque aberto (≤150 °C) e Óleo circuito fechado (≤300 °C).

Perguntas frequentes

Dúvidas habituais

Até que temperatura chega cada fluido?

Água: 90 °C em tanque aberto e até 180 °C pressurizada. Óleo: 150 °C em tanque aberto e até 300 °C em circuito fechado.

Por que a água precisa de pressão acima de 90 °C?

Porque à pressão atmosférica a água ferve a 100 °C. Pressurizando o circuito, ela se mantém líquida até 180 °C na família pressurizada.

Qual é a diferença entre WDC e WIC?

São as duas famílias de água pressurizada de acordo com o método de refrigeração: WDC (direta) e WIC (indireta).

Por que a água transfere mais calor?

Por seu maior calor específico (4,18 contra 2,0 kJ/kg·K) e maior coeficiente de transmissão.

Água ou óleo

Equipamentos com marcação CE · Conformidade europeia
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