Da queste pagine ho spesso parlato dei vantaggi legati all’utilizzo di scambiatori di calore a piastre.
Uno sugli altri, la possibilità di aumentarne la potenzialità, semplicemente espandendo il numero delle piastre.
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Velocità dei fluidi negli scambiatori, quando andare piano…
Il discorso legato alla velocità dei fluidi negli scambiatori di calore, ha sollevato parecchi commenti negli ultimi periodi.
In effetti per ottenere dei benefici a livello di scambio termico, risulta chiaro che le velocità dei fluidi debbano essere tali da generare all’interno degli scambiatori un moto di tipo turbolento.
Ci sono un paio di caso nei quali questa prerogativa va analizzata con cura.
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Potenzialità di uno scambiatore di calore
Spesso riceviamo almeno un paio di domande, che si ripetono e che si prestano entrambe a spiegazioni più dettagliate e specifiche:
- ci potete comunicare la potenzialità dello scambiatore di calore che mi hanno installato sull’impianto?
- ho uno scambiatore da 500 KW, ma non riesco a raffreddare…è asservito ad una torre evaporativa (macchina termica) da 400 KW, come mai non funziona?
Per un addetto ai lavori, suonano già anomale, ma vale la pena dare qualche spiegazione in più.
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Raffreddamento nelle macchine utensili
Una applicazione senza dubbio interessante è quella relativa alle macchine utensili.
Le moderne macchine utensili per la lavorazione meccanica di precisione mediante asportazione di truciolo, necessitano di azionamenti idraulici, per le movimentazioni robotizzate, e di una lubrorefrigerazione mediante olio da taglio degli utensili, per due motivi:
- mantenimento delle tolleranze di lavorazione per un periodo determinato
- diminuzione dell’usura degli utensili di lavorazione
Entrambi questi sistemi generano calore, che deve essere dissipato, per poter mantenere costante il livello di precisione nelle lavorazioni.
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Velocità dei fluidi negli scambiatori di calore
L’installazione di uno scambiatore di calore può apparire piuttosto banale, tanto più che i manuali di uso sono tutti molto chiari, dando informazioni corrette ed esaustive.
Molto spesso, per eccesso di zelo progettistico o per una banale disattenzione, si può incorrere in problemi che appaiono inspiegabili che invece ragionando, presentano la soluzione proprio dove non ce la si aspetta.
Come ho spiegato in precedenti articoli, il corretto funzionamento di uno scambiatore a piastre, dipende da molti diversi fattori, uno di questi è il coefficiente globale di scambio, che per essere mantenuto nei range previsti, richiede una velocità dei fluidi interessati allo scambio di un certo valore.
In sostanza quando avremo moto turbolento il coefficiente di scambio sarà corretto, se viceversa il fluido dovesse avere un moto laminare, si incorre in un deficit di prestazioni che può pregiudicare il corretto funzionamento.
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Soluzioni di raffreddamento integrate
Più volte ho parlato di soluzioni integrate o packaged skid units, intese come soluzioni sempre più richieste da parte di aziende produttive, che decidono di delegare a professionisti la soluzione e la gestione dei problemi legati alla termostatazione dei propri processi industriali.
Nello specifico, stanno sempre più prendendo piede soluzioni ce prevedono l’integrazione su skid dei vari componenti, dedicati al raffreddamento/condizionamento termico di un impianto di produzione industriale.
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Scambiatori a piastre saldobrasati per raffreddamento di Olio idraulico
I macchinari industriali impiegati nella generazione di energia hanno bisogno di olio lubrificante per proteggere i componenti in movimento, aumentando le performance e assicurando le giuste condizioni di lavoro delle parti meccaniche interne, richiedendo quindi applicazioni per il raffreddamento dell’olio per turbine, motori endotermici, alternatori, centraline idrauliche e oleodinamiche. I rapidi movimenti che avvengono nei dispositivi meccanici, rotazione e slittamento di parti, pistoni, cilindri, cuscinetti e altri componenti, generano un grande quantitativo di energia termica, che viene assorbito dall’olio idraulico che, a sua volta, deve essere raffreddato.
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Scambio termico
Gli argomenti trattati in questo capitolo potranno apparire elementari, ma ogni tanto, vale la pena di ricordare i principi fondamentali che stanno alla base del trasferimento di calore. Secondo le leggi naturali, l’energia presente in un sistema, tende sempre all’equilibrio ed all’uniformità. Fino a quando esisterà una differenza di temperatura, il calore abbandonerà il corpo o il liquido caldo per essere assorbito dall’ambiente freddo.
Il principio di funzionamento degli scambiatori si basa su questa propensione all’uniformità delle temperature. Negli scambiatori di calore a piastre, il calore attraversa facilmente le sottili superfici di scambio, che separano il fluido caldo da quello freddo. Questo permette di riscaldare e/o raffreddare un liquido o un gas con un minimo consumo di energia. La differenza di temperature costituisce la forza motrice degli scambiatori. Lo scambio termico tra un liquido ed un altro si basa sulle seguenti regole fondamentali:
- il calore si propaga sempre dal fluido caldo a quello freddo
- è indispensabile una differenza di temperatura tra i fluidi
- il calore, sviluppato dal fluido caldo è equilibrato dal calore assorbito dal fluido freddo, fatta correzione del calore sviluppato o assorbito, per dispersione, dall’ambiente.
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Controllo piastre e guarnizioni, manutenzione per Scambiatori di Calore
La Manutenzione è fondamentale per il buon funzionamento di uno Scambiatore di Calore, al fine di prevenire interruzioni di produzione e blocchi macchine indesiderati. Uno scambiatore di calore è un macchinario termico impiegato in applicazioni per impianti industriali come la termostatazione, la termoregolazione e il recupero di calore, per mantenere costanti temperature di lavoro nei processi manifatturieri, con risparmio di costi e di consumo energetico. Gli scambiatori di calore a piastre, dopo un certo periodo di servizio, possono presentare dei problemi che vanno controllati, per assicurare piena funzionalità al sistema di scambio termico: i fluidi di lavoro possono lasciare depositi sulle piastre, e alcuni di questi posso arrivare a danneggiarle, ma anche le guarnizioni e i materiali di chiusura vanno incontro a un processo di invecchiamento.
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Plates Cleaning and regasketing, time for Heat Exchangers maintenance
Maintenance is important for a perfect rendition of Heat Exchangers, in order to prevent interruptions and unplanned production downtime. A heat exchanger is a thermal equipment used in industrial plants applications such as termostatation, thermoregulation and heat recovery, in order to maintain a constant temperature in manufacturing processes saving on energy consumption. Plate heat exchangers, after a period of service, can develop threads that have to be checked, to assure perfect functionality of the heat exchanger system: working fluids can leave deposits on plates, and some kind of fluids can damage plates themselves, but also gaskets and sealing materials get aged.
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