Alu-zinc (aluminizado)
Muito boa condutividade térmica. É a opção padrão para a maioria das instalações.
Resistências para ar
com alhetas em «U»
Elementos tubulares em forma de «U» com alheta helicoidal que multiplica a superfície de troca para aquecer ar em movimento dentro de condutas, fornos e secadores.
Utilização
Aquecimento de ar em movimento
Alheta
×3–5 superfície
Potência
200 W – 3.000 W / elemento
Carga máx.
3,6 W/cm² · ar em movimento
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O que é uma resistência tubular com alhetas para ar
Uma resistência tubular com alhetas para ar é uma resistência tubular blindada à qual se acrescenta uma alheta metálica enrolada de forma helicoidal sobre a bainha, o que aumenta entre 3 e 5 vezes a superfície de dissipação relativamente a um tubo liso.
Essa maior superfície permite ceder o calor ao ar de forma eficiente sem que a bainha atinja temperaturas perigosas. Na terminologia técnica internacional designam-se por finned tubular air heaters ou finned duct heaters.
A forma em «U» permite alojar todo o comprimento aquecido dentro da conduta enquanto os terminais de ligação ficam no exterior, na zona fria, protegidos do calor. Estão concebidas especificamente para aquecer ar em circulação: condutas de ventilação, baterias de aquecimento, fornos de secagem e sistemas de ar forçado onde o meio a aquecer é o próprio ar.
Em síntese
| Elemento | Material / configuração |
|---|---|
| Bainha | Aço inoxidável |
| Alhetas | Alu-zinc ou inox · helicoidais |
| Isolante | Óxido de magnésio (MgO) |
| Fio resistivo | NiCr 80/20 |
| Forma | Tubo em «U» |
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Porquê uma alheta para aquecer ar
O ar é um mau condutor do calor. Se se colocar uma resistência tubular lisa numa corrente de ar, o calor não escapa da bainha com rapidez suficiente: a temperatura superficial do tubo dispara enquanto o ar quase não aquece. A alheta resolve este problema ampliando a superfície de contacto com o ar.
O resultado é uma característica funcional fundamental: para igual potência, uma resistência com alhetas trabalha a uma temperatura de bainha muito inferior à de um tubo liso. Isto traduz-se em aquecimento mais rápido do ar, maior rendimento, menor temperatura superficial e maior vida útil do elemento.
Por esse mesmo motivo as resistências com alhetas exigem ar em movimento. As alhetas necessitam de um fluxo de ar que as «varra» para extrair o calor; sem circulação suficiente, o ar entre alhetas torna-se laminar, não se renova e a bainha sobreaquece. Não devem ser utilizadas em ar parado nem em aplicações de imersão em líquidos.
×3–5superfície de dissipação face a um tubo liso
2 m/svelocidade de ar mínima recomendada
↓ bainhamenor temperatura superficial para igual potência
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Densidade de carga, velocidade do ar e temperatura
A variável de projeto fundamental é a densidade de carga superficial (em inglês, watt density), expressa em W/cm². As resistências para ar trabalham deliberadamente a baixa densidade de carga —máximo 3,6 W/cm²— precisamente porque o ar evacua o calor com dificuldade. A temperatura máxima que o ar pode atingir depende diretamente da velocidade com que circula sobre as alhetas:
Ar paradoNÃO admissível
Sem fluxo de ar que varra as alhetas, a bainha sobreaquece — não devem ser utilizadas.
1 m/s90 °C
2 m/s — mínima recomendada200 °C
3 m/s270 °C
4 m/s325 °C
Temperatura máxima do ar na zona de resistências a 3,6 W/cm² · referência orientativa
Ar agressivo ou caudal fora de catálogo?
Indique-nos o seu caudal, velocidade e temperatura. Para condutas de grande secção, ar húmido ou agressivo e potências fora de catálogo, a equipa técnica da Surisa estuda cada caso e propõe a série, a potência e o passo de alheta adequados.
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Construção e materiais
Todas as resistências para ar partilham a arquitetura interna de uma resistência tubular blindada, com a alheta acrescentada no exterior. A escolha do material da alheta determina o limite de aplicação.
Camadas, de dentro para fora
| Camada | Material | Função |
|---|---|---|
| Fio resistivo | Liga níquel-crómio NiCr 80/20 | Gera o calor ao passar a corrente |
| Isolante | Óxido de magnésio (MgO) compactado | Isola eletricamente e transmite o calor à bainha |
| Bainha (tubo) | Aço inoxidável | Protege o fio e resiste à corrosão do ar |
| Alhetas | Alu-zinc ou aço inoxidável · helicoidais | Multiplicam ×3–5 a superfície de dissipação |
| Uniões | Roscadas M12 · M14 · M22 | Atravessam a parede da conduta · terminais no exterior |
Aço inoxidável
Maior resistência à oxidação e à temperatura. O tubo (bainha) é sempre inox em ambos os casos.
Porquê MgO
O MgO é excelente isolante elétrico e, ao mesmo tempo, bom condutor térmico: isola eletricamente o fio enquanto transfere o seu calor à bainha.
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Séries e configurações disponíveis
As resistências para ar fabricam-se em várias séries consoante o tamanho da alheta, o diâmetro do tubo e o passo entre alhetas (em inglês, fin pitch). O passo condiciona tanto a superfície de troca como a resistência à passagem do ar: um passo mais fechado oferece mais superfície mas introduz mais perda de carga na conduta.
Séries do catálogo
| Série | Alheta | Tubo | União | Passo entre alhetas | Aplicação típica |
|---|---|---|---|---|---|
| Alhetas alu-zinc 50×25 | Alu-zinc 50 × 25 mm | Aço inox | M12 | 4,5 mm | Ar limpo · condutas e fornos a temperatura moderada |
| Alhetas inox 50×25 | Inox 50 × 25 mm | Aço inox | M12 | 7 mm | Ar agressivo · humidade · maior temperatura |
| Alhetas alu-zinc 40×80 (Ø10) | Alu-zinc 40 × 80 mm | Aço inox Ø10 | M14 | — | Maior potência por elemento · condutas grandes |
| Alhetas alu-zinc 40×80 (Ø16) | Alu-zinc 40 × 80 mm | Aço inox Ø16 | M22×1,5 | — | Alta potência · tubo reforçado |
Comprimentos e potências
Dentro de cada série existem múltiplos comprimentos e potências padrão (de 200 W até 3.000 W por elemento), com comprimentos de 200 a 970 mm consoante a potência. Também se fabricam versões com alhetas redondas e configurações especiais sob pedido. A potência exata e o comprimento selecionam-se em função do caudal de ar, da velocidade de passagem e da temperatura de saída requerida.
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Aplicações industriais
As resistências tubulares com alhetas para ar utilizam-se em qualquer processo onde haja que aquecer ar em movimento de forma eficiente: climatização, fornos e secadores, maquinaria de processo, tratamento de superfícies e equipamentos de laboratório.
Climatização e ventilação
Condutas · insuflação · cortinas de ar
Baterias de aquecimento em condutas, reaquecimento de ar de insuflação e cortinas de ar quente.
Fornos e secadores
Secagem · cura · desumidificação
Fornos de secagem e cura, túneis de secagem e desumidificação do ar de processo.
Maquinaria e processo
Ar forçado · geradores
Aquecimento de ar de processo, geradores de ar quente e sistemas de ar forçado em linhas de produção.
Tratamento de superfícies
Cabines de pintura · revestimentos
Cabines de secagem de pintura e revestimentos, e pré-aquecimento do ar de processo.
Laboratório e embalagem
Estufas · termo-retração · termosselagem
Estufas de ar forçado e equipamentos de termo-retração e termosselagem.
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Preguntas frecuentes
01 Que temperatura de ar pode atingir uma resistência com alhetas para ar?
Depende da velocidade do ar sobre a zona de aquecimento. A uma densidade de carga de 3,6 W/cm², o ar pode aquecer até 90 °C a 1 m/s, 200 °C a 2 m/s, 270 °C a 3 m/s e 325 °C a 4 m/s. Em ar parado não devem ser utilizadas, porque sem circulação a bainha sobreaquece. Quanto maior é a velocidade do ar, mais calor se extrai das alhetas e maior temperatura de saída se obtém com segurança.
02 Porque é que as resistências para ar têm alhetas?
O ar é mau condutor do calor. Uma resistência tubular lisa colocada numa corrente de ar atingiria uma temperatura de bainha muito elevada enquanto o ar quase não aquece. As alhetas multiplicam a superfície de dissipação entre 3 e 5 vezes, de modo que o elemento cede o calor ao ar de forma eficiente trabalhando a uma temperatura de bainha muito mais baixa. Isto melhora o rendimento, acelera o aquecimento e prolonga a vida útil da resistência.
03 Qual é a velocidade mínima de ar necessária?
Recomenda-se uma velocidade mínima de ar de 2 m/s sobre a zona de aquecimento. As alhetas necessitam de um fluxo que as varra para extrair o calor; abaixo dessa velocidade o ar entre alhetas torna-se laminar, não se renova e a bainha sobreaquece. Por este motivo as resistências com alhetas nunca devem ser usadas em ar parado nem para aquecer líquidos por imersão.
04 Qual é a diferença entre as alhetas de alu-zinc e as de aço inoxidável?
As alhetas de alu-zinc (aluminizadas) oferecem muito boa condutividade térmica e são a opção padrão para ar limpo em condutas e fornos a temperatura moderada. As alhetas de aço inoxidável utilizam-se quando o ar é mais agressivo, há humidade ou vapores, ou se requer maior temperatura de trabalho e resistência à oxidação. O tubo (bainha) é de aço inoxidável em ambos os casos.
05 Como se calcula a potência necessária para aquecer uma conduta de ar?
Parte-se da temperatura de ar necessária e da velocidade de passagem disponível. Com essa velocidade determina-se a densidade de carga admissível (máx. 3,6 W/cm²) segundo a tabela de temperaturas; a partir daí calcula-se a potência total que deve ser instalada para aquecer o caudal de ar ao salto térmico pretendido. Se for necessária mais temperatura mantendo a velocidade, deve reduzir-se a densidade de carga repartindo a potência por mais superfície de aquecimento. A equipa técnica da Surisa ajuda com este dimensionamento.
06 Podem fabricar-se em comprimentos e potências à medida?
Sim. Além das séries padrão (de 200 a 3.000 W por elemento, com comprimentos de 200 a 970 mm), fabricam-se resistências para ar em comprimentos, potências, diâmetros de tubo e tipos de união específicos, bem como versões com alhetas redondas ou configurações especiais sob pedido.
Precisa de aquecer um caudal de ar?
Indique-nos o seu caudal, velocidade e temperatura. Devolvemos-lhe a configuração adequada. Resistências para ar padrão e à medida, com apoio de engenharia própria desde 1974.