Scambiatori di calore, i fondamentali

Parliamo tanto di scambiatori di calore, recupero di energia termica, fluidi di lavoro, generazione di energia e processi industriali, nel nostro Tempcoblog, dando per scontato che tanti concetti e termini siano bagaglio di comune conoscenza per chi transita da queste pagine e ci legge.

Ogni tanto è però anche bene tornare alle basi e soffermarsi per riprendere alcuni termini e concetti sui quali interrogarsi e confrontarsi di nuovo. Sia per chi capiti per la prima volta sul nostro blog, ed è poco avvezzo a certi argomenti, sia per chi ha invece un interesse che lo porta a una più assidua frequentazione.

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Back to basics dello scambio termico, insomma. Concentriamoci subito su cosa sia uno Scambiatore di Calore: si tratta di un dispositivo impiegato per rimuovere e trasferire energia termica, senza generarne e pertanto senza richiedere alcun consumo di energia primaria. Diversi tipi e dimensioni ne esistono, a piastre o a fascio tubiero, costruiti in metalli conduttivi in grado di trasferire calore tra due fluidi che lambiscono le opposte superfici delle aree di scambio termico metalliche della macchina, che provvedono al contempo a mantenere separati i due fluidi di lavoro.

Piccoli scambiatori o scambiatori di calore di grandi dimensioni vengono realizzati e costruiti per soddisfare le più svariate esigenze di processo in tutti i tipi di industria e nelle più diverse applicazioni. Così come, a seconda delle condizioni di lavoro e dei due fluidi utilizzati, diverse sono le soluzioni realizzative in termini di scelta dei materiali, per assicurare la necessaria resistenza alla corrosione ad esempio in caso di fluidi aggressivi (applicazioni marine e sulle navi con acqua di mare, ad esempio, o i fluidi coinvolti nell’industria chimica, nel petrolifero, ma anche nell’alimentare e farmaceutico).

Scambiatore piastre

Infine, il trasferimento di calore, è un processo fisico che avviene tra i due fluidi, separati dalle pareti metalliche dello scambiatore di calore, e l’efficienza di questo processo di scambio è direttamente proporzionale ad alcune caratteristiche dei fluidi: densità, calore specifico, conduttività termica e viscosità dinamica.

Densità – detta anche massa volumica, è la massa di una sostanza, espressa in kg, che occupa un volume pari a 1 m cubo

Calore specifico – è la quantità di calore necessaria per indurre una variazione di 1 °C nella temperatura di in una massa di 1 kg di un fluido

Conduttività termica – o conducibilità termica, è la misura dell’attitudine di un fluido a trasmettere il calore, e si calcola come rapporto tra il flusso di calore e il gradiente di temperatura determinato dal passaggio del calore stesso

Viscosità dinamica – rappresenta la resistenza opposta dal fluido al proprio fluire

A proposito di quest’ultimo parametro, in Tempco realizziamo e studiamo diversi disegni delle piastre negli scambiatori, con speciali corrugazioni e pattern atti a facilitare e aumentare la turbolenza e la velocità di flusso dei fluidi: infatti, maggiore è la velocità del flusso, maggiore sarà lo scambio termico e l’efficienza dello scambiatore di calore.

piastre scambio termico

Per approfondimenti in tema di gestione dell’energia termica, efficienza energetica e recupero di calore, macchine termiche e loro applicazioni industriali in svariati settori, vi rimandiamo al nostro Manuale Tempco Energia Termica e processi industriali – qui disponibile in formato e-book… e Buon Approfondimento! http://bit.ly/1blm2iw
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Struttura di uno scambiatore di calore a piastre

Pubblicato in Energia Termica

2 commenti su a “Scambiatori di calore, i fondamentali

  1. Buongiorno Alex,
    grazie per averci contattati.

    Personalmente suggerisco uno scambiatore a piastre, inoltre mi pare di capire che anche sul secondario l’acqua sia in ricircolo, quindi propenderei per un modello saldobrasato.
    Se le serve una selezione del modello adeguato, mi contatti che le preparo il progetto, consideri che non è possibile scendere a 17°C sul lato pompa di calore, avendo una temperatura in ingresso di 25°C sul lato utenze.
    Buona giornata,
    valter

  2. Alex Zivelonghi dice:

    Egregio Valter,

    vorrei chiederle su quale tipologia di scambiatori dovrei indirizzarmi da accoppiare a pompe di calore ad alta temperatura come questa:

    http://www.viessmann.it/content/dam/internet-it/documenti_pdf/altri_pdf_2011/novita_vitocal_350-ht.pdf

    Lo scambiatore dovrebbe gestire un salto 65/17 (quasi 50!) su acqua calda dalla pompa di calore e un salto 25/35 alle utenze acqua calda scambiando ca. 80 kWth

    In prima approssimazione dovre avere ca 15 l/min lato pompa di calore e 70 l/min lato utenza.

    Ringrazio e porgo cordiali saluti
    AZ

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