O ESTADO DA TECNOLOGIA

O estado atual da tecnologia fornece ao utilizador uma escolha de termorreguladores geralmente divididos conforme o tipo de fluido termovetor utilizado (Óleo diatérmico ou Água) e do tipo de sistema de aquecimento utilizado (a energia elétrica ou gás).    

As características excelentes de um fluido termovetor são:

· Ponto de ebulição elevado;
· Elevada condutividade térmica;
· Ponto de inflamabilidade alto (para os fluidos oleosos);
· Inoxidabilidade;
· Não corrosividade;
· Não toxicidade.

Normalmente se utilizam como fluidos termorreguladores a água ou os óleos diatérmicos.
A água em relação ao óleo tem um coeficiente de transmissão do calor por convecção e por condução de aproximadamente o dobro.

Porém, contra isso tem um ponto de ebulição baixo, a suscetibilidade em formar depósitos calcários e desencadear fenômenos corrosivos.
Esses três problemas podem ser enfrentados e resolvidos pressurizando o circuito de forma a ter a água sempre no estado líquido também em altas temperaturas, utilizando componentes apropriados em material anticorrosivo (aço inox AISI 304, 316 etc.) e eventualmente tratando a água de processamento, se a dureza for maior de 20°F.

Os óleos e os fluidos não têm características de condução térmica constantes como a água: com o aumento da temperatura a condutividade interna diminui e o calor específico aumenta. Além disso esses fluidos são caros na compra e na eliminação, são poluentes e inflamáveis depois de atingida a temperatura crítica.

Os fluidos oleosos, além disso, em certas condições ambientais (temperatura > 60° e presença simultânea de oxigênio) ou em contato direto com os elementos aquecedores, criam o fenômeno do cracking que se manifesta com uma grande diminuição de fluidez que prejudica a troca térmica.
Para o sistema de aquecimento pode-se optar pela energia elétrica ou pelo gás natural (patente IECI). Quando o sistema de aquecimento é confiado à energia elétrica, as resistências podem ser imersas diretamente em contato com o óleo, ou externas ao sistema, com aquecimento indireto (Sistema IECI-IHCS em Termorreguladores Climat Série PF-Z e PF-ZH).

TERMORREGULADORES COM ÓLEO DIATÉRMICO

Com este tipo de termorregulagem, é levado o molde na temperatura desejada fazendo circular óleo diatérmico nos canais de condicionamento.

É preciso diferenciar entre óleos minerais, derivantes da destilação do petróleo bruto, e fluidos sintéticos, ambos compostos na maioria por hidrocarbonetos, mas com os segundos que têm a vantagem de ter uma duração maior contra o envelhecimento.

Com efeito, a decomposição do fluido geralmente causa a formação de substâncias que evaporam facilmente, denominadas “low boilers” assim como de polímeros de alta viscosidade “high boilers”: os primeiros, em ambos os casos, devem ser purgados do sistema periodicamente a fim de evitar cavitações da bomba, obstruções de vapor ou danos mecânicos, enquanto os segundos são solúveis somente nos fluidos sintéticos, até uma certa quantidade (10-15%).

O fluido sintético diatérmico, além disso, tem a vantagem de ter um elevado ponto de ebulição que permite, portanto, pré-aquecer o molde em temperaturas até 300 °C.   

Contra isso salienta-se que com o aumento da temperatura a condutividade térmica (W/m*°K) diminui e o calor específico (Kcal/Kg*°K) aumenta, prejudicando a transmissão do calor.

ÁGUA SOBREAQUECIDA PARA A TERMORREGULAGEM

Com pressão ordenada (760 mm de mercúrio) a água pura se mantém no estado líquido nos limites de temperatura compreendidos entre 0° e 100° C; em 0° solidifica; em 100° evapora.    

É necessário manter a água no estado líquido também em altas temperaturas (referência figura acima), para obter uma termorregulagem eficaz e eficiente e para evitar a formação do calcário.

A precipitação do carbonato de cálcio e do carbonato de magnésio (componentes principais das incrustações normalmente denominadas CALCÁRIO), é diretamente proporcional ao aumento de temperatura e é máxima na correspondência da vaporização.

Os aparelhos de termorregulagem com água sobreaquecida devem ser equipados, portanto, com dispositivos especificamente confiáveis para garantir a pressurização mínima em relação à temperatura máxima alcançável.

Entre as propriedades físico-químicas da água de maior relevância para a termorregulagem, lembramos:

• o calor específico mais elevado entre as substâncias comuns (1 Kcal/Kg/°C) constante nas várias temperaturas;

• o coeficiente de transmissão do calor por convecção igual a aproximadamente o dobro do que nos fluidos oleosos;

• o melhor coeficiente de transmissão do calor por condução, em relação aos fluidos oleosos;

• as características de transporte térmicas constantes dentro de um amplo intervalo de temperatura (diferentemente dos fluidos oleosos que apresentam, com o aumento da temperatura, o aumento do calor específico e a diminuição da condutividade térmica);

• a não inflamabilidade;

• a economicidade: a água a utilizar não deve ter características químicas específicas a não ser uma dureza total compreendida entre 10 e 20 °F (Dureza média).

É possível utilizar a água de torres de resfriamento, poços, circuitos fechados refrigerados, oportunamente filtrada.