Scambiatori di calore a piastre o a fascio tubiero?
Questa è una domanda molto pertinente, che mi sono sentito rivolgere migliaia di volte.
La mia personale opinione, dopo anni di esperienze personali è che quando si può e dove si può è sempre meglio uno scambiatore di calore a piastre.
Lo scambiatore di calore a piastre ha queste tre importanti peculiarità:
- maggiore efficienza
- minore ingombro
- maggiore flessibilità
Questi tre motivi già da soli, danno una risposta più che esauriente.
Ovviamente non possiamo fermarci a questa striminzita analisi, ma dobbiamo ricercare argomenti più fondati.
La discriminante nella scelta del tipo di scambiatore, è dettata ovviamente dalle condizioni di progetto e dai limiti di applicabilità degli apparecchi.
Infatti sarà pressochè impossibile pensare di utilizzare uno scambiatore di calore a piastre sul processo di gassificazione dei fondi di raffineria in un impianto petrolchimico…ma sicuramente su tutte le utilities a servizio di questo processo, un “piastre” si rivela la scelta vincente.
Gli scambiatori di calore a piastre sono nati per applicazioni inizialmente in campo alimentare, pressioni basse, temperature basse, massima flessibiltà.
Negli ultimi anni, il range di applicazione è aumentato esponenzialmente. Con l’avvento dei piastre saldobrasati prima e dei piastre completamente saldati (all welded) in un secondo tempo, i limiti di pressione e temperatura per questi apparecchi si è spostato decisamente verso l’alto.
Non è raro trovare sempre più applicazioni in campo processistico, dove scambiatori di calore a piastre, vengono impiegati a pressioni di oltre 50 Bar e temperature di 350°C. Il limite attualmente raggiungibile con queste tipologie, arriva tranquillamente ai 900°C con pressioni di 100 Bar.
E’ evidente che sotto questi limiti ci sono migliaia di applicazioni dove si possono impiegare con successo i “piastre”.
Il “fascio tubiero” continua a mantenere e manterrà il suo zoccolo duro di applicazioni estreme. Non è sostituibile (il futuro ci dirà per quanto ancora).
Ci sono parecchi impieghi che sono al momento non raggiungibili dai “piastre”, si pensi ad esempio a tutte quelle applicazioni legate a recuperi su fumi o su aria a bassa pressione (problemi di perdite di carico e velocità). Ma sempre più il limite dei “piastre” viene spostato in alto, sempre più qualche costruttore sposta l’asticella un paio di gradini sopra.
E’ il caso di Gea Ecoflex, concorrente numero uno di Alfa Laval, che con una mirata politica di acquisizioni, sta inserendosi in tutte quelle nicchie di applicazioni processistiche, dove il piastre classico non poteva arrivare, ma dove nuove tipologie di piastre arrivano in tutta tranquillità.
Tutti gli impianti tendono ad essere “compattati”, “miniaturizzati”, la tendenza è quella di economizzare i consumi di acqua. Lo scambiatore di calore a piastre sicuramente è la risposta a queste esigenze, senza contare che può essere modificato on site, aumentandone la superficie senza modificare il piping.
Tutte queste caratteristiche sono ben note agli utilizzatori di scambiatori di calore a piastre, ma voglio sottolinearlo, in quanto sono caratteristiche assolutamente non raggiungibili dai classici scambiatori a fascio tubiero.
Uno dei pochi svantaggi delle “piastre” è che il materiale meno nobile stampabile a freddo è comunque l’acciaio inox, mentre un “fascio tubiero” può essere realizzato in rame o in ferro, ma anche in questo caso la tecnologia ha fatto passi da gigante, arrivando a stampare piastre sempre più sottili, con invariati valori di resistenza alle pressioni differenziali.
Lo scambiatore a piastre a mio parere, sposa perfettamente il concetto a me caro di “standard custom flexibility product”, ovvero quei prodotti standard, che possono adattarsi facilmente alle richieste sempre più customizzate che il mercato impone.
Commenti
5 risposte a “Scambiatori di calore a piastre o a fascio tubiero?”
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Buona sera sig. Biolchi vorrei realizzare un impianto solare termico a circolazione forzata con 4metri quadri di collettori e un serbatoio da 300 litri per acqua uso sanitario cortesemente vorrei sapere che tipo di scambiatore a piastre dovrei usare. Vorrei autocostruirmi l’impianto sono un appassionato con buona manualita’.Ringrazio anticipatamente attendendo fiducioso vostre notizie.
Egr. Sig. Biolchi
mi occupo di allestimenti di piste di ghiaccio ma purtroppo di refrigerazione non posso dire molto ed essendo il cuore delle piste di ghiaccio volevo delle info tecniche in quanto prendo sempre a noleggio dei chiller e chi mi dice A e chi mi dice B, comunque la cosa che volevo essere consigliato è se va meglio una macchina con scambiatore a piastre o a fascio tubiero?
la ringrazio anticipatamente e buone cose.
Buongiorno e grazie a lei per il contatto.
Come sempre ogni sistema presenta vantaggi e svantaggi, che in funzione delle applicazioni possono far propendere per una scelta o l’altra.
Lo scambiatore a piastre ha dalla sua parte una maggiore efficienza termica ed una velocità di scambio sicuramente superiore a quella di uno scambiatore a fascio tubiero.
Detto questo, non bisogna intendere che un refrigeratore con scambiatore a piastre renda di più di uno con scambiatore a fascio tubiero, semplicemente a parità di resa termica, lo scambiatore a piastre sarà più compatto.
Lo scambiatore a fascio tubiero, per via dei maggiori volumi interni, ha inerzie termiche maggiori, con coefficienti di scambio inferiori. Questo in alcuni casi è un ostsacolo o comunque una limitazione, in altri è decisamente un vantaggio.
Per le sue applicazioni, non sono un esperto nello specifico, ma ritengo che in definitiva si tratti di un carico termico piuttosto costante, quindi l’una o l’altra non danno particolari problemi.
Il mercato attuale si sta orientando abbastanza decisamente verso le piastre.
Buona sera
Dove posso trovare perdite di carico scambiatori a fascio tubiero.
Grazie. Saluti.
Ossola R.
Buongiorno Riccardo,
le perdite di carico sono un elemento di progetto, che quindi vanno stabilite a priori.
La sua necessità è quella di capire le perdite di carico di uno scambiatore esistente? anche in questo caso non è possibile darle una risposta precisa, dipende da molti fattori:
-tipo di fluido
-portata
-numero di tubi
-diametro dei tubi
…
spero di esserle stato di aiuto in qualche modo