scambiatori di calore

Scambiatori a fascio tubiero o a piastra?

luglio 22, 2017

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Ogni impianto industriale che si rispetti necessita di uno o più scambiatori di calore per avere sempre sotto controllo le temperature, estremamente importanti per la vita di un ciclo produttivo.

Cosa è uno scambiatore di calore

Per scambiatore di calore si intende un’apparecchiatura che permette la trasmissione di calore da un liquido verso un altro. Possono essere di varie tipologie, basti pensare al radiatore delle automobili, oppure ai termoconvettori utilizzati per il riscaldamento ambientale, mentre a livello industriale abbiamo impianti più imponenti e complessi. Quindi possiamo avere una classificazione in base al tipo di processo utilizzato, alla compattezza, e alla modalità di contatto tra le correnti di fluido.
Quella più utilizzata è la modalità di contatto a superficie nella quale i liquidi si scambiano il calore attraverso la superficie che li separa.

Scambiatori a fascio tubiero e scambiatori a piastre

scambiatore a piastreAlla modalità di contatto a superficie appartengono due tipologie di scambiatori, quelli a fascio tubiero e quelli a piastre. Lo scambiatore a fascio tubiero ha prevalentemente una forma cilindrica, chiamata mantello, ed è attraversato da due correnti di fluidi, una che scorre all’interno di un fascio di tubi, mentre l’altra viaggia nel vobume rimanente tra il mantello e i tubi, con un movimento sinuoso al quale viene costretto da una serie di diaframmi verticali.

Uno scambiatore a piastre, invece, è costituito da piastre corrugate, dotate di fori, nei quali passano i liquidi che devono scambiarsi il calore. Ogni piastra ha un lato col quale è in contatto con un liquido, e un altro col quale è in contatto con il secondo fluido.

La scelta tra le due tipologie di scambiatori non è scontata, ma dipende dall’uso che se ne deve fare, in base al quale vanno valutate le diverse caratteristiche dell’impianto. Uno scambiatore a piastre ha, per esempio, un ingombro ridotto, ma ha un limite tecnico sulle dimensioni che ogni piastra può avere. Però ha un altro coefficiente di scambio termico, ma non può raggiungere temperature maggiori di 250°, e deve contenere la pressione ad un massimo di 25 bar.

Lo scambiatore a fascio tubiero, invece, lavora con pressioni molto superiori, oltre i 100 bar, come anche con temperature che vanno dai -150° fino a 1400 k. Le sue dimensioni importanti e le sua robustezza, lo rendono ideale per usi industriali di grosso calibro, classificandolo, infatti, come scambiatore di calore più utilizzato nella grande industria. La grande diffusione ha reso questi scambiatori anche i più sottoposti a norme severe, indicate dalla TEMA (Tubular Exchanger Manufacturers’ Association), importante associazione degli Stati Uniti che cura le normative di progettazione e classificazione degli scambiatori di calore.

 

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