Scambiatori di calore
Cosa sono e a cosa servono

Soluzioni calore 19 giu 2019

Gli scambiatori di calore sono, in impiantistica, apparecchiature in grado di realizzare uno scambio di energia termica tra due fluidi a temperature differenti, senza che si miscelino.
In ottica termodinamica, si possono definire come sistemi aperti, che scambiano materia con l'esterno, ma non scambiano lavoro.

Tipologie di scambiatori

A seconda del tipo di processo utilizzato gli scambiatori di calore possono essere:
di tipo sensibile (scambiano solo calore sensibile), riscaldatore, raffreddatore, ribollitore, surriscaldatore, evaporatore, degasatore oppure condensatore.

Esistono poi differenti modalità di costruzione per raggiungere questi obiettivi.
Avremo pertanto:
-scambiatori tubolari

-scambiatori a piatti, tra cui i più comuni sono quelli a piastre

-scambiatori a superficie estesa, come quelli aerorefrigeranti o di tipo rigenerativo


Applicazioni pratiche in ambito civile

Una comune applicazione degli scambiatori di calore è negli impianti di condizionamento e climatizzazione dei veicoli o delle abitazioni. In questo caso vi è la presenza di un fluido frigorigeno nei tubi o nelle piastre, il quale scambia calore con l'aria così da asportare il calore dall'aria in entrata per abbassarne temperatura e umidità ( si parla di evaporatore dal momento che il fluido passa da liquido a gassoso) e cedere calore all'aria in uscita per ricominciare il ciclo termodinamico ( in questo caso si tratta di un condensatore, poiché il fluido diventa da gassoso a liquido).
Un altro ambito in cui vengono ampiamente impiegati, utilizzando soprattutto quelli a piastre, sono gli impianti di riscaldamento condominiali, nei quali giocano un ruolo di interfaccia tra la centrale di produzione dell'acqua del condominio e l'impianto di riscaldamento dell'abitazione privata.
Il loro utilizzo viene poi indicato nel caso di sostituzione di una caldaia tradizionale con una caldaia a condensazione, che hanno stretti passaggi dell'acqua in grado di aumentarne i rendimenti ma che comportano un più facile intasamento, con la conseguente diminuzione delle prestazioni.

Questo problema viene vanificato dall'installazione di uno scambiatore di calore che separa fisicamente i circuiti (primario e secondario), garantendo una maggior sicurezza dell'impianto e un alto rendimento.
In generale comunque sono indicati in tutte quelle applicazioni in cui si desidera o si è obbligai a creare un'interfaccia tra due circuiti, mantenendoli però completamente separati.

Come scegliere uno scambiatore di calore

Nella scelta di uno scambiatore di calore, qualunque sia la sua funzione, bisogna tener conto di molti parametri che riguardano lo scambio termico che dovranno svolgere.
Tra questi troviamo:

• tipologia dei fluidi, ovvero le particolarità chimico-fisiche dei fluidi coinvolti, come, ad esempio, se sono corrosivi, tossici o viscosi, nonché il loro “fouling” (la tendenza a generare sporcamento).

• condizioni operative, tra cui molto importanti sono da considerare la temperatura e la pressione

• la quantità di calore da scambiare

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