Scelta di uno scambiatore di calore – 2

L’utilizzo d’acqua di raffreddamento da fonti naturali (es. mare, laghi, fiumi ecc) o da una torre di raffreddamento, può spesso causare problemi di corrosione e/o di sporcamento negli scambiatori di calore, questo problema è aggravato dalla presenza di eventuali particelle in sospensione presenti nell’acqua.

Gli scambiatori PHE, hanno il grosso vantaggio di essere smontabili e pulibili con facilità, quindi dove c’è disponibilità di acqua di raffreddamento naturale è tecnicamente ed economicamente consigliato utilizzare questo tipo di scambiatori.

Se tale acqua non è di natura salamastra il PHE potrà avere piastre in acciaio inox, in caso contrario dovrà avere piastre quantomeno in titanio (o in leghe adeguate).

Uno scambiatore tubolare in lega di rame è normalmente paragonabile nel costo di base ad un PHE con piastre inox, ma differentemente tenderà a corrodersi velocemente, e richiederà di conseguenza ulteriori investimenti economici per la sua manutenzione.

Quando la quantità di acqua naturale per il raffreddamento è insufficiente o totalmente mancante, è possibile utilizzare uno scambiatore a piastre acqua/acqua abbinato ad una torre di raffreddamento o ad un dissipatore ad aria. La scelta tra questi differenti sistemi di raffreddamento dipende da tanti fattori, quali ad esempio l’inquinamento industriale, condizioni meteorologiche, costi energetici, disponibilità di acqua naturale o trattata. Spesso è necessario affidarsi all’attenta analisi di un esperto per “centrare” la scelta.

Scelta di uno scambiatore di calore

Pubblicato in Energia Termica, Glossary, Scambiatori a piastre, Scambiatori di calore

7 commenti su a “Scelta di uno scambiatore di calore – 2

  1. Buonasera Federico,
    scusi il ritardo nella risposta.
    Vista la pressione dell’aria pensavo di proporle direttamente uno scambiatore a piastre, ma purtroppo la temperatura elevata di ingresso dell’aria non ne permette l’applicazione, causa guarnizioni in elastomero.
    Una soluzione tipo radiatore ha dei limiti costruttivi relativamente alla resistenza alla pressione lato aria.
    Una soluzione interessante potrebbe essere un all-welded, con pacco piastre in titanio e mantello per l’aria.
    Il costo diventa parecchio elevato, ma mi pare una soluzione percorribile.
    Per fare una valutazione più precisa avrei bisogno di qualche ulteriore dato.

  2. Federico Pinzani dice:

    Salve,
    la ringraziamo innanzitutto dell’attenzione mostrata; ci scusiamo per i dati alla rinfusa che precedentemente le abbiamo fornito e per il ritardo della risposta

    Comunque ecco i dati mancanti:

    1)10 bar
    2)300 K
    3)682 K

  3. Buongiorno Federico,
    la ringrazio per averci contattati.
    Per poter valutare una soluzione (peraltro se fattibile da parte nostra) mi servirebbero alcuni dati ulteriori:
    -pressione dell’aria
    -temperatura dell’aria in uscita (di progetto)
    -Temperatura dell’aria in ingresso (di progetto)

    un cordiale saluto e buon lavoro

  4. Federico Pinzani dice:

    Salve,
    siamo alcuni studenti universitari e volevamo effettuare una valutazione costi
    volevo sapere se era possibile avere un preventivo di un SWHE multiple-pipe (acqua marina–aria) con le seguenti caratteristiche.

    A=7m2

    0.8 kg/s portata di acqua marina;

    temperatura acqua marina impiegata nello scambiatore : 20 C

    la portata volumetrica dell’ aria è variabile ma ha un picco pari a = 0.01500 Kg/s – m3/s

    temperatura aria variabile con un range pari a = 0-300 K

    Attendiamo risposta

    Distinti Saluti

  5. La ringrazio per il suggerimento, cambiando il coefficiente di scambio mi tornano i 2 mq e la lunghezza del tubo è pari a circa 40 m (evidentemente avevo commesso un errore per arrivare a 230 m!!!). Quindi farò 4-5 spire da circa 1 m di diametro.
    A questo punto continuo su questa strada senza pensare ad altri scambiatori.

    Nuovamente grazie.

    Cordiali saluti

    Davide Tosi

  6. Buongiorno Sig. Tosi,
    il suo ragionamento è corretto, mi risulta una superficie decisamente diversa (minore) ed il coefficiente di scambio che sta utilizzando è tipico per scambiatori a fascio tubiero in applicazioni acqua/acqua. Le consiglierei di utilizzarne uno più cautelativo (250-200).
    Con quest’ultimo mi risulterebbe una superficie di scambio di circa 2 mq.

    Cordiali saluti.

  7. Salve,
    stavo giusto pensando di utilizzare acqua di raffreddamento da fonti naturali quando ho letto questo articolo e mi avete messo un sacco di dubbi…le spiego: su di un depuratore civile, ho una piccola corrente di acqua che devo raffreddare di 5 °C (400 litri/h che arrivano a 30° e devo portarli a 25°). Io pensavo di utilizzare un semplicissimo tubo di rame da immergere nella vasca del depuratore che ha una temperatura pressoché costante attorno ai 20°C. Con questi dati mi risulta che devo asportare 2000 kcal/h, ed assumendo un coefficiente globale di scambio pari a 1300 kcal/(h m^2 °C) (è corretto????) e calcolando che il deltaT medio logaritmico è pari a 7.1°C mi ritrovo con una superficie pari a 0.2 m^2 di tubo necessario. Ho scelto un tubetto di rame da 3/8″ (così il moto è sicuramente turbolento) e con queste considerazioni mi posso calcolare la lunghezza del tubo che risulta circa 230 m. Vista la vostra esperienza vi chiedo:
    – il dimensionamento che ho fatto è corretto (non sono sicuro soprattutto del coefficiente globale di scambio)?
    – secondo voi, un’applicazione di questo genere presenta dei pericoli (corrosioni, intasamenti…) e quindi devo pensare a qualche altra tipologia di scambiatore?

    Vi ringrazio anticipatamente per i consigli che mi saprete dare.

    Cordiali saluti

    Davide Tosi

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