Tipologie di scambiatori

Negli scambiatori di calore il primo modo per realizzare lo scambio termico tra i due fluidi è impiegare due tubi coassiali inseriti uno nell’altro, come avviene appunto negli scambiatori tubo in tubo. Qui viene fatto scorrere il primo fluido nel tubo interno e il secondo nella zona anulare tra un tubo e l’altro. Esistono poi scambiatori a tubi e mantello, o shell and tube, ovvero scambiatori che esasperano il concetto sopradescritto. Infatti sono costituiti da un fascio di tubi semplici in cui scorre un fluido, e da un mantello in cui tale fascio è contenuto e nel quale è presente il secondo fluido.

Una ulteriore tipologia è quella degli scambiatori a serpentina, ideali per fluidi corrosivi o sporchi, prevedono l’immersione del sistema di scambio termico nella vasca contenente il fluido da termostatare. Hanno il difetto di richiedere costi di posa elevati, in quanto servono metri di tubo per raggiungere superfici di scambio adeguate alla duty termica.

Lo scambio termico può anche ottenersi con intercapedini di scambio esterne, ma questo tipo di macchinario richiede una lavorazione complicata, e la superficie di scambio è limitata alle pareti e al massimo al fondo delle vasche contenenti i fluidi da termostatare.

Gli scambiatori a piastre ispezionabili e gli scambiatori saldobrasati presentano un rapporto molto elevato tra il volume e la superficie di scambio termico. Sono costituiti da un pacco di piastre simili tra loro ottenute da lamiera per stampaggio a freddo con differenti forme di corrugazione superficiale, aventi angoli differenti (angoli Chevron) a seconda dello schema termico che si desidera ottenere. I fluidi lambiscono le piastre, percorrendo i canali che si formano tra di esse, che inducono il moto turb0lento del fluido anche a basse velocità.

Le piastre sono sostenute da un telaio e pressate da una testata mobile del medesimo. Questi scambiatori sono modulari, facilmente smontabili per pulizia o successivi ampliamenti, hanno basse perdite di carico (cadute di pressione), e in caso di perdite garantiscono l’impossibilità del trafilamento da un fluido verso l’altro, grazie al particolare disegno della guarnizione.