Abbiamo sottolineato più volte come gli scambiatori di calore a piastre stiano sempre più acquisendo quote di mercato e di applicazione, rispetto a sistemi tradizionali. Più volte al giorno mi trovo a fare analisi di diversi tipi di applicazione.
Vediamo di seguito le applicazioni tipiche, suddivise per tipologia di fluido, in base alla viscosità.
Fluidi poco viscosi
Questo è il caso degli scambiatori acqua/acqua o di tutte quelle applicazioni che coinvolgono fluidi con viscosità inferiore a 10 cP.
Nella maggior parte dei casi, gli scambiatori di calore a piastre sono l’alternativa più economica tra gli scambiatori perché richiedono l’area di scambio più ridotta, fintanto che temperatura e pressione sono entro i limiti in cui possono operare. Nel caso in cui un’applicazione acqua/acqua richieda l’impiego di materiali diversi dall’acciaio al carbonio (ad esempio l’acciaio inossidabile o il titanio), gli scambiatori a piastre sono una scelta ancora più conveniente.
Fluidi con media viscosità
Si tratta di fluidi con viscosità compresa tra 10 e 100 cP. Entro questo range gli scambiatori a piastre sono in grado di assicurare la formazione di un flusso turbolento anche con un numero di Reynolds basso, grazie alle corrugazioni sulle piastre. Di conseguenza, per applicazioni con due fluidi a media viscosità lo scambiatore a piastre è la soluzione migliore, specie nel caso in cui le piastre siano in acciaio al carbonio.
Fluidi ad alta viscosità
Sono fluidi con viscosità superiore al 100 cP. Con questi valori, quasi tutti i fluidi tendono a scorrere in qualsiasi scambiatore in regime di flusso laminare, per cui diventa di fondamentale importanza ottenere una buona distribuzione del fluido. Se così non fosse si creerebbero aree in cui il fluido è più denso, causando molti problemi. Uno scambiatore a piastre può rispondere a queste situazioni e operare con fluidi con viscosità superiori a 75,000 cP.
Nel caso di applicazioni in cui vengono impiegati due fluidi molto viscosi, uno scambiatore a piastre a canale largo e senza punti di contatto (free flow) è la scelta migliore perché consente una distribuzione ottimale del fluido e la geometria di flusso è identica.
Fluidi a bassa viscosità e vapore
Se il materiale di costruzione è acciaio al carbonio, la scelta migliore è uno scambiatore a fascio tubiero, mentre se si scelgono materiali più pregiati o se si prevede di effettuare una pulizia regolare, conviene scegliere uno scambiatore a piastre. È preferibile optare per uno scambiatore a piastre anche nel caso in cui lo spazio disponibile sia limitato e si preveda di dover in futuro ampliare lo scambiatore.