Dimensionamento termico di uno scambiatore

Trasferimento di calore
Il trasferimento di calore da un mezzo all’altro è regolato dalle seguenti semplici regole:

  1. il calore passa dal mezzo più caldo a quello più freddo;
  2. deve sussistere una situazione di squilibrio (in questo caso la differenza di temperatura);
  3. il calore ceduto dal mezzo caldo dev’essere tutto assorbito dal mezzo freddo, fatte salve le perdite dovute all’ambiente circostante.

scambiatore di calore a piastre

Scambiatori
Ci sono due tipi principali di scambiatori:
–    scambiatori diretti, in cui i fluidi tra cui avviene il trasferimento di calore vengono messi a contatto e poi separate. Il procedimento presuppone che i due fluidi siano immiscibili; si può prendere come esempio le torri evaporative in cui l’acqua viene raffreddata dal diretto contatto con l’aria;
–    scambiatori indiretti, in cui i fluidi vengono tenuti separati da una parete, attraverso cui avviene lo scambio termico. Lo scambiatore di calore a piastre ad esempio è di tipo indiretto in cui il calore viene trasmesso per conduzione (attraverso le piastre) e per convezione tra il fluido e le piastre.

Formula dello scambio termico
In un fluido monofase, la quantità di calore trasferito è indicata dalla seguente formula:

Q = (m1*cP*δt) = (m2*cP* δt)

Questa equazione indica le esigenze della specifica applicazione. La quantità di calore che lo scambiatore può trasferire è espressa dalla seguente relazione:

Q = k*A*LMTD

In cui:
Q = quantità di calore
A = superficie di scambio
k = coefficiente globale di scambio termico
LMTD = ∆t medio logaritmico
In uno scambiatore dimensionato correttamente, le due equazioni dovrebbero dare lo stesso risultato.

Coefficiente globale di scambio termico
Il processo di scambio termico da un fluido all’altro si sviluppa in tre passaggi (si veda la figura seguente):

  1. per prima cosa avviene il trasferimento di calore dalla massa del mezzo caldo alla piastra che separa i due fluidi;
  2. quindi il calore viene trasferito attraverso la piastra, secondo la conducibilità termica del materiale della piastra stessa;
  3. infine il calore viene trasferito dalla piastra alla massa del mezzo freddo.

Di conseguenza, la resistenza totale al trasferimento di calore in uno scambiatore è data dalla somma di tre singole resistenze.

L’equazione è valida per un’applicazione che non presenta fattori di sporcamento. In caso contrario, bisogna considerare una resistenza ulteriore (fouling factor) o prevedere un margine di sovradimensionamento.
Per quantificare il valore di k, bisogna determinare il coefficiente liminare di ogni fluido, conoscere lo spessore e la conducibilità termica delle piastre e se è necessario inserire un margine di sovradimensionamento.
Il coefficiente film esprime la resistenza al trasferimento di calore nei fluidi laminari vicino alla superficie di scambio. Per ottenere un coefficiente film il più alto possibile bisogna mantenere lo strato di fluido il più sottile possibile.

Per ottenere un elevato coefficiente film bisogna:

1. Mantenere il fluido a velocità elevata. Ci sono due tipi principali di flusso.

  • Flusso turbolento, significa che c’è una velocità uniforme nei canali delle piastre. Le singole particelle di fluido hanno velocità e direzioni differenti all’interno del flusso, così da creare uno strato di fluido molto sottile e quindi un alto coefficiente film.

Gli scambiatori a piastre possono avere un’elevata turbolenza, grazie al ridotto spazio tra le piastre e al grande numero di punti di contatto che si creano quando le piastre vengono compresse.

  • Flusso laminare, significa che c’è un elevato gradiente di velocità nei canali delle piastre, con il picco di velocità nella parte centrale. Tutte le particelle del fluido scorrono nella stessa direzione, così da creare un sottile strato di fluido e quindi un basso coefficiente film.

2. Mantenere bassa la viscosità del fluido.
Un fluido viscoso tenderà a scorrere in linea retta e quindi il calore verrà trasmesso principalmente per conduzione attraverso le particelle di liquido in movimento una in parallelo all’altra. Al contrario, un fluido a bassa viscosità tenderà a scorrere con moto turbolento, quindi le particelle di fluidi trasferiranno il calore per convezione.

3. Avere un’alta capacità termica del fluido.
Se il fluido ha un’alta capacità termica, può assorbire una grande quantità di calore da una superficie di scambio, anche in presenza di Δt ridotti.
ma questo può non essere controllabile, dato che i fluidi utilizzati spesso sono imposti dal processo o dalle utilities a disposizione.

4. Avere un’alta conducibilità termica del fluido. Anche questo non è sempre controllabile.

5. Mantenere una distanza ridotta tra le superfici di scambio.
È ovviamente importante che si mantengano distanze ridotte, perché il calore deve muoversi dalla massa del fluido alle superfici di scambio che lo circondano. Motivo  questo per il quale si tende a fare piastre con ridotto pressing depth.

Scelta delle piastre e valutazione del calore trasferito utilizzando la lunghezza termica
Abbiamo definito la lunghezza termica di uno scambiatore (Θ) come la capacità dello scambiatore stesso di modificare la temperatura del mezzo dato un certo Δt tra i due fluidi.
Θ è un valore importante nel dimensionamento di uno scambiatore.

Riassumiamo quanto detto prima:

Q = m*cp*δt                                           Q = k*A*LMTD

Se ne deduce quindi che:

m*cp*δt = k*A*LMTD

Da quest’ultima equazione derivano le seguenti uguaglianze:

Come si può vedere, quando il valore di m cresce, cresce anche la superficie di scambio e bisogna prevedere più piastre o più tubi. Se invece è il valore di Θ a crescere, sono necessari piastre o tubi più grandi.

Scegliere un modello di scambiatore
Nella scelta del modello di scambiatore a piastre da adottare, vanno considerati i seguenti punti.
a)    Diametro delle connessioni, nella maggior parte dei casi il volume di fluido da trasportare condizionerà la scelta del modello di scambiatore.
b)    Massimo numero di piastre, quando si è vicini al limite massimo di piastre potrebbe essere conveniente saltare al modello superiore con un numero minore di piastre.
c)     Lunghezza termica del tipo di piastre (Θ).

Per poter dimensionare uno scambiatore è necessario possedere  le seguenti informazioni su entrambi i fluidi:

  • portata;
  • temperatura in entrata;
  • temperatura in uscita;
  • perdita di carico massima ammissibile.

Nel dimensionare uno scambiatore, il calore trasferito o la perdita di carico sono fattori limitanti. Di solito, più la perdita di carico è elevata e più lo scambio termico è efficace. Un bassa perdita di carico comporta un trasferimento di calore meno efficiente, piastre con una superficie più ampia e un maggior sovradimensionamento. È anche possibile che ci siano abbastanza piastre per trasferire tutto il calore, ma la perdita di carico non è sfruttata appieno. Riducendo il numero delle piastre, lo scambiatore non sarebbe più efficace. Nei vari casi lo scambiatore sarebbe limitato idraulicamente o termicamente, raramente si riescono a bilanciare le due variabili.

Scambiatore a piastre

Pubblicato in Energia Termica, Glossary, Scambiatori di calore, Termotecnica

80 commenti su a “Dimensionamento termico di uno scambiatore

  1. Ciao avrei bisogno di aiuto. Ho un impianto a pompa di calore canalizzato. siccome è diventato molto costoso utilizzarlo, e oltertutto non fa abbastanza calore per riscaldare l’appartamento, vorrei acquistare una stufa a pellet idro e, sfruttando le ventole della pompa di calore, scaldare l’aria tramite uno scambiatore. Questa la teoria che mi stata suggerita da un conoscente, ma nella pratica non ho ben chiaro come realizzarlo. Se sono stata sufficiente quello che ho descritto, ne dubito mi può chiarire le idee? grazie

  2. Buongiorno Davide,
    mi pare un’ottima idea.
    A livello di temperatura abbiamo praticamente tutti i dati.
    Se gentilmente ci invia il volume della piscina e le dimensioni geometriche, selezioniamo uno scambiatore adeguato.

    Cordiali saluti,

    valter

  3. Buongiorno,
    ho una piscina di 45mc che vorrei tenere a circa 28 gradi centigradi fruttando dei pannelli che uso gia in inverno per riscaldare l’acqua sanitaria. In estate mi sembra peccato non utilizzare quest’acqua calda “gratuita”. Quali informazioni avete bisogno per dimensionare uno scambiatore di calore. Cosa mi suggerite? Quando dite temperatura in entrata intendete quella che entra nello scambiatore? Se cosi fosse la temperatura ai pannelli arriva a 150 gradi ma l’acqua nell’accumulo raggiunge probabilmente gli 80 gradi. Vi ringrazio in anticipo per l’aiuto.

  4. Buongiorno,
    sicuramente per la fretta mi sono spiegato male.
    il valore del coefficiente globale di scambio è riferito ad 1°, quindi che sia Kelvin o Celsius, non cambia.
    Per calcolare la superficie di scambio, il valore di 1° diventa il salto termico (delta ti), che quindi espresso in °C o °K non cambia (hanno medesima grandezza).
    applicandolo al calcolo della potenzialità di uno scambiatore dato:

    W = mq * (W/mq * °K) * °K = W

    spero di essere stato chiaro, diversamente non esiti a contattarmi.

    cordiali saluti,

    valter biolchi

  5. Nel calcolo del LMTD non cambia nulla, è vero.
    Ma nel momento in cui devo moltiplicare tale valore per il coeff di scambio termico globale ottengo 2 risultati diversi:

    – (2000 W/m^2*K * 283 K) > (2000 W/m^2*K * 10 C)

    Quindi, a parità di potenza termica, avrà 2 valori di aree di scambio diversi.

    Grazie

  6. Buongiorno Felice,
    il valore in gradi a cui fa riferimento è da intendersi come differenza di temperatura, non come valore assoluto.
    Di conseguenza, che si scelgano i celsius o i kelvin, il risultato non cambia.

    Grazie a lei,

    valter

  7. Buongiorno,
    avrei un dubbio (magari banale) ma che vorrei chiarire: nel calcolare la superficie di scambio termico di uno scambiatore a fascio tubiero per il riscaldamento di acqua mediante vapore ho utilizzato il seguente valore di coeff. di scambio termico globale:

    U = 2000 W/m^2*K

    Tale valore è identico anche se espresso in [W/m^2*C], ma le temperature sono ovviamente molto diverse nei 2 casi è, di conseguenza, si ottengono valori di superficie di scambio decisamente differenti.
    Quale sarebbe la giusta procedura da utilizzare?

    Grazie e complimenti.

    Felice

  8. Buongiorno Michele,
    un recupero termico è sicuramente possibile.
    Senza avere troppi dati, penserei ad uno scambiatore aria/acqua, ovvero utilizzare il flusso di aria in emissione, facendolo passare per una batteria alettata, per riscaldare dell’acqua che passa all’interno dei tubi.
    Ci contatti che verifichiamo meglio fattibilità e costi.

    cordialmente valter biolchi

  9. Buongiorno,
    io avrei bisogno di dimensionare uno scambiatore a piastre saldobrasate da sostituire con il radiatore di una autovettura. Però avrei bisogno di consulenza in privato dato che riguarda un lavoro di laboratorio. Potresti cortesemente darmi qualche dritta? Grazie in anticipo,
    ciao

  10. Buongiorno,
    sto affrontando questa problematica:

    per purificare un aria in emissione devo raffreddare fino a 25°C per deumidificare.
    La quantità in emissione è 135.000 Kg/h a 90°C con umidità assoluta 150g/Kg. Volume di condense circa 20000 Kg/h.

    Ritenete possibile un recupero termico del calore sensibile e latente? Se affermativo con quale vostro prodotto

    Grazie cordiali saluti
    Ballarini Michele

  11. Ok ora è tutto corretto.
    Sicuramente è una applicazione dove non si riescono ad utilizzare scambiatori saldobrasati, per vie del diametro delle connessioni.
    Ho provato a selezionare uno scambiatore ispezionabile, che risulta una buona soluzione.
    Consideri che stiamo parlando di uno scambiatore con connessioni DN200.
    Le invio per email la selezione tecnica per sua informazione.

    Cordiali saluti,
    valter biolchi

  12. Ha perfettamente ragione, ho sbagliato a comunicarle i dati perché sto facendo una analisi abbastanza complessa con l’aiuto di un foglio di calcolo excel che ho preparato… per sbaglio ho preso i dati con impostato 500m3/h anziché 700!
    Mi scuso per l’inconveniente e le invio i dati corretti:

    fluido freddo: 700 m3/h
    Tc in: 28°C
    Tc out: 35°C

    fluido caldo: 185 m3/h
    Th in: 85°C
    Th out: 58,6°C (ricavata dal bilancio)

    potenzialità: 5,65MW

    l’obiettivo è portare il fluido freddo a 35°C (dovrebbe servire delle batterie di preriscaldamento di UTA) raffreddando il fluido caldo in modo che abbia una temperatura consona al recupero da fumi di scarico in un altro scambiatore.

    inizialmente avevo pensato anche io ad uno scambiatore a piastre, però inserendo i dati in un simulatore (per saldobrasati) che mi sono procurato ho notato un enorme sovradimensionamento del dispositivo, con conseguente costo notevole, per via (immagino) della grande differenza fra le due portate. Per questo mi sono domandato se non ci fosse qualche sistema più efficiente per rispondere all’esigenza.
    Grazie di nuovo per la risposta,

    Cordiali saluti

    Nicola

  13. Buongiorno Nicola e grazie per averci contattati.
    Guardando i dati che ci comunica, non mi torna il bilancio termico.
    Immagino che la duty sia rappresentata dal fluido che deve raffreddare da 85 a 66°C.
    Con la portata di 185 m3/h mi risultano circa 3.515.000 kcal/h.
    Portando il bilancio sul lato acqua di raffreddamento la portata che mi risulta con il salto termico indicato è pari a circa 500 m3/h.

    In ogni caso, una volta chiariti i dati, per questa duty si possono applicare sia scambiatori a fascio tubiero, che a piastre.
    Onestamente opterei per la seconda ipotesi, a mio avviso più indicata e meno “ingombrante”.
    Mi faccia sapere i dati corretti che le invio maggiori informazioni.

    cordiali saluti,
    valter biolchi

  14. Buongiorno,

    vorrei approfittare della vostra disponibilità per chiedere quale tipologia di scambiatore è più indicata per il problema che sto esaminando:

    fluido freddo: 700 m3/h
    Tc in: 28°C
    Tc out: 35°C

    fluido caldo: 185 m3/h
    Th in: 85°C
    Th out: 66°C (ricavata dal bilancio)

    da entrambe le parti si parla di acqua a pressione di 1,5 bar…
    quale scambiatore sarebbe il più indicato? l’unica cosa di cui mi sento sicuro è escludere quelli a piastre visto le portate in gioco…

    ringraziandovi anticipatamente e augurandovi un buon 1° maggio
    Cordiali Saluti

    Nicola

  15. Buonasera,
    in effetti il CIP (cleaning in place), per poter essere efficace, andrebbe realizzato con una portata in ricircolo del prodotto di lavaggio, almeno doppia rispetto alla portata di progetto, questo per evitare che il fluido di lavaggio crei delle vie preferenziali.

    Concordo con il fatto che a volte, quando lo sporcamento è parecchio sedimentato, diventi controproducente (a livello economico) il lavaggio, che peraltro presenterebbe risultati poco duraturi, facendo preferire la sostituzione integrale dello scambiatore.

    buon lavoro,

    valter

  16. Ringrazio per la celere risposta, e tenevo a precisare che, quando li ho lavati sul posto, montati sulla caldaia murale, facendo circolare il fluido per circa 45/60 minuti, dopo tre mesi era di nuovo ostruito ! Mi é successo piu volte ! Chiedendo il motivo ad un collega caldaista, mi spiegò che cosi facendo si puliscono solo i primi passaggi dello scambiatore !!! E lui li mette nuovi !!! Un altro mi consigliò di tenerli 24 ore nel fluido disincrostante, cambiando 3/4 volte la posizione per far uscire eventuali bolle d’aria ! Deduco che pulendolo montato sulla caldaia, dovremmo far circolare il fluido, per almeno 4/5 ore ? Cordiali saluti Simone .

  17. Buongiorno,
    quando facciamo il lavaggio degli scambiatori saldobrasati, operiamo facendo ricircolare il fluido.
    Lasciare lo scambiatore immerso non sortisce un buon effetto di pulizia.

    cordiali saluti e buon lavoro

    valter biolchi

  18. ciao a tutti, avrei piacere, di avere un parere da chi di voi opera nel settore caldaie murali . lo scambiatore a piastre (saldobrasato), si puo pulire montato sulla caldaia, oppure é preferibile smontarlo, e tenerlo in immersione nel liquido anticalcare svariate ore ? GRAZIE !!!

  19. Avevo pensato ad uno scambiatore da circa 30 kW per poter riscaldare l’acqua (da 15 a 37°C) in circa 12 ore; volevo precisare però che la temperatura del primario sarebbe di 50°C con dt 10°C. Secondo lei può andar bene?

  20. Alessandero dice:

    Buonasera, dovrei riscaldare una vasca di una SPA (volume 15 mc) a temperatura costante di 37°C; premesso che non posso utilizzare apparecchi a gas, avrei pensato di installare una pompa di calore funzionante a 55°C e di interporre uno scambiatore a piastre. Può essere una buona soluzione? Se si potete aiutarmi nel dimensionamento dello scambiatore? Grazie

  21. buon giorno volevo avere due informazioni in merito al fattore di sporcamento da considerare per la realizzazione di uno scambiatore a fascio tubiero che dovrebbe abbassare di 10 °C ( da 90 a 80 °C ) la temperatura di un circuito idraulico.
    Per un dimensionamento di massima esiste una tabella di riferimento con valori medi di sporcamento?
    Quando tale valore va considerato elevato e quando no?

    vi ringrazio anticipatamente

    Emanuele

  22. Buongiorno, mi scuso se mi ripropongo di nuovo con una domanda banale…
    ma con DTM intende la media aritmetica fra i delta T? ovvero nel caso specifico equivarebbe sempre al salto termico che “scelgo io” fra la temperatura del fluido caldo in uscita e quella del fluido freddo in ingresso?

    se è così, mi sorge un dubbio ulteriore… questo scambiatore dovrà funzionare in diverse condizioni di funzionamento.. ovvero con diverse temperatura di ingresso del fluido caldo e del fluido freddo… all’incirca per il fluido caldo si ha un range tra i 94 gli 84 gradi mentre per il fluido freddo si va da 45 a 85 gradi…

    per scegliere la dimensione dello scambiatore devo trovare il caso in cui la potenzialità richiesta è maggiore e considerarne la superficie di scambio associata? e così facendo negli altri casi lo scambio termico sarà migliore?

    grazie in anticipo per la disponibilità e la pazienza
    Cordialmente,
    Davide

  23. La ringrazio molto e colgo l’occasione per farle i complimenti per questo blog, fonte inesauribile di informazioni e spunti e per la sua grande disponibilità
    Cordialmente,
    Davide

  24. Grazie per la rapidissima risposta, l’unica cosa che non ho capito è se, per calcolarmi la temperatura in uscita, devo utilizzare l’efficienza dello scambiatore oppure attenermi al solo bilancio energetico… anche perchè, mi correga se sbaglio, essendo le portate e i calori specifici uguali, se non considero un’efficienza minore di uno ho esattamente lo stesso deltaT da una parte e dall’altra dello scambiatore e di conseguenza il DTML mi viene 0/0.

    mi scuso se abuso della vostra pazienza, ma credo che sia la prima volta in cui mi trovo a dover eseguire un dimensionamento senza poter andare a vedere la soluzione dell’esercizio in fondo al libro o ad esercitazione in università e dunque mi scopro insicuro su molti passaggi…

    Cordiali saluti

    Davide D.

  25. Buongiorno Davide,
    solitamente la potenzialità termica in ingresso corrisponde a quella in uscita, in sostanza essendo noto lo schema termico lato caldo (quindi la potenzialità termica scambiata), la temperatura in ingresso e la portata lato freddo, la temperatura in uscita lato freddo sarà una conseguenza.
    Per calcolare la superficie di scambio, può utilizzare il coefficiente globale di scambio termico per gli scambiatori a piastre…con acqua/acqua può tenere un valore di circa 4000 (realistico).
    La variazione del DTM (delta ti medio), e consente di risparmiare superficie di scambio.
    Spero di essere stato di aiuto, diversamente non esiti a contattarci.

    Cordiali saluti,
    valter biolchi

  26. Buongiorno Antonino,
    la valutazione che si accinge a fare, le consente di verificare la potenzialità scambiata “in media” dallo scambiatore.
    E’ un dato verosimilmente corretto, anche se probabilmente non corrisponde alla potenzialità effettiva dello scambiatore stesso.
    Potrebbe fare una verifica, nel periodo di massima richiesta termica, misurando il salto termico In/Out e rilevando la portata di acqua.
    SPero di esserle stato di aiuto.

    cordiali saluti, valter biolchi

  27. Antonino Bonasera dice:

    Gentili Signori,
    vorrei approfittare della vostra esperienza e gentilezza per risolvere un problema. Mi occupo di certificazioni energetiche e mi trovo nella necessità di valutare la potenza nominale di uno scambiatore di calore a fascio tubiero installato in una sottostazione facente parte di una rete di teleriscaldamento. Sullo scambiatore non ci sono etichette o qualsivoglia indicazione utile ad individuarne la potenza nominale. Il gestore non ne conosce le caratteristiche tecniche. Gli unici elementi di cui dispongo sono le lettute dei contatori di calore delle ultime 5 stagioni di riscaldamento. E’ corretto secondo determinare la potenza minima dello scambiatore dividendo i MWh per le ore di una stagione di riscaldamento? Lo scambiatore lavora a bassa temperatura vista la presenza di riscaldamento a pavimento, la variazione di T tra ingresso e uscita del primario è di circa 20 °C.
    Grazie a chiunque voglia fornirmi un parere
    Saluti
    Antonino

  28. Buongiorno,
    dovrei effettuare il dimensionamento per uno scambiatore di calore acqua-acqua, ma ho alcuni dubbi riguardo i salti di temperatura e il dimensionamento dello scambiatore (pensavo ad uno scambiatore a piastre, ma non so se sia effettivamente il più indicato) e vista la vostra esperienza vorrei chiedervi un consiglio/parere su quanto sto facendo…

    provo a spiegare qual’è il problema, uso il pedice f per il fluido freddo e c per il fluido caldo:

    Tfin= 51,4°C
    Tfout= non nota
    Tcin= 86°C

    Tcout= Tfin+5°C // Tfin+10°C
    (questo lo volevo impostare io in modo da poter valutare i costi di investimento relativi alle due soluzioni, sono valori coerenti giusto?)

    le portate in gioco sono uguali da entrambe le parti e pari a circa 190 m3/h (da una parte il fluido è in pressione dall’altra no, ma credo sia trascurabile in questi passaggi e ho ipotizzato costante il calore specifico, da cui nei conti dell’efficienza C/Cmin è pari a 1)

    ecco il mio dubbio è: come ricavo la Tfout? è corretto ricavarla dall’efficienza?

    io conosco la formula dell’efficienza di uno scambiatore come:
    eff= [mc(*Tcin – Tcout)/(mc)min*(Tcin-Tfin)] = mc(*Tfout – Tfin)/(mc)min*(Tcin-Tfin)]

    con i dati noti posso calcolare l’efficienza e poi utilizzarla per ricavare la Tfout, è corretto?

    per esempio, nel caso di Tcout=Tfin+5 avrei un’efficienza di 0,856 e una temperatura di uscita Tfout pari a 81°C

    se però andassi a variare le condizioni di funzionamento in questo modo

    Tfin= 67,2°C
    Tfout= non nota
    Tcin= 94°C

    Tcout= Tfin+5°C // Tfin+10°C

    troverei un’efficienza di 0,814 e dunque una Tfout=89°C

    è giusto?

    se quanto fatto finora è giusto, posso infine utilizzare la formula Q=UA*LMTD nei due casi per arrivare ad una stima della superficie necessaria e cercare un modello di scambiatore consono all’esigenza?

    vi ringrazio anticipatamente per l’attenzione,
    cordiali saluti

    Davide D.

  29. Buona giornata Federico,
    provo ad approcciare il problema da un punto di vista differente.
    Diciamo che lei sta progettando uno scambiatore per raffreddare dei pannelli fotovoltaici.
    Dovrebbe stabilire prima di tutto la potenzialità termica da dissipare.
    Fatto questo, in base ad un coefficiente di scambio termico globale, da lei stabilito in base a come pensa di realizzare lo scambiatore, definire la superficie di scambio necessaria e verificarne la fattibilità.
    Il coefficiente di scambio è un elemento di progetto, in base a come costruirà (progetterà) lo scambiatore, alla superficie di contatto, alla portata del fluido di raffreddamento (dato quindi non più incognito ma di progetto), al tipo di fluido…, per avere una idea di coefficienti di scambio realistici, può provare a guardare questi link1link2.
    Consideri che il fluido di scambio, per incrementare i coefficienti di scambio, deve lavorare in moto turbolento, quindi cominci a valutare una portata che le consenta di mantenere tale regime all’interno dello scambiatore.
    Spero di esserle stato di aiuto.

  30. Buongiorno, per una tesi di laurea magistrale in Ingegneria sto effettuando un intervento di “retrofit” su pannelli fotovoltaici. L’intervento consiste nell’installazione di uno scambiatore di calore nel retro del pannello (ho pensato a una serpentina).Il modello di bilancio energetico che ho elaborato per simulare il sistema ha 2 incognite:la temperatura di uscita del fluido(acqua glicolata) e la portata uscente del fluido circolante.
    Quindi mi chiedo: come potrei dimensionare uno scambiatore con incognite anche l’area di scambio (che potrei però stabilire io) ed il coefficiente globale di scambio termico?
    Grazie comunque per l’attenzione

  31. Buongiorno Alfonso,
    non saprei come aiutarla.
    Provi a contattarmi direttamente che cerco di capire meglio l’applicazione ed insieme vediamo se possiamo fare delle valutazioni.

  32. Salve,
    io dovrei trovare un modello per fare un’analisi termica du un pannello ibrido( riuscire a calcolare la temperatura dell’acqua all’uscitra della serpentina dietro il pannello). Mi potrebbe aiutare?
    Cordiali saluti

  33. Buongiorno Alfonso.
    Non mi da molti dati per poterla aiutare, ma molto semplicemente, trattandosi di un recupero, ritengo che sia indicato l’impiego di uno scambiatore a piastre.
    Se mi da qualche dato in più vedo di darle qualche dritta.

    Cordiali saluti,
    Valter

  34. Salve e complimenti.
    Sto preparando la tesi di laurea in Ingegneria Meccanica. Dovrei dimensionare uno scambiatore di calore per il recupero di energia termica da pannelli fotovoltaici. Potrebbe darmi qualche consiglio in merito.
    La ringrazio.
    Cordiali saluti.

  35. Buongiorno Emanuele,
    con vapore a bassa pressione, può utilizzare tranquillamente uno scambiatore a piastre per produzione istantanea di acqua calda.
    Se ci contatta, possiamo prepararle una verifica del modello necessario.
    Cordialmente la saluto

  36. Buongiorno, mi trovo a dover progettare un impianto di riscaldamento con scambiatore alimentato da vapore in 140°, out 80°C Pout 2.5 bar, Pin 4.5 bar portata di acqua secondario 2.5 mc/h DT 10°C Tout70°C. Mi potrebbe suggerire un testo o un sito in cui io possa trovare le informazioni necessarie per la scelta e il corretto dimensionamento dei dispositivi necessari (a parte ispesl)al corretto funzionamento dell’impianto e utili alla scelta dello scambiatore?
    grazie

  37. Quindi potrei usare scambiatori a piastre sia per il riscaldamento che per l’evaporazione se non ho capito male. A questo punto note le grandezze principali dovrei stimare per i due scambiatori un valore di coefficiente di scambio termico globale per la mia coppia di fluidi (per olio diatermico-fluido organico ho letto che potrebbe essere circa 100 W/K*m2 quando entrambi sono in fase liquida) e poi ricavare l’area di scambio termico A . Infine calcolare il numero delle piastre a seconda del modello di scambiatore (pensavo al T plate B oil). E’ il procedimento corretto?

  38. Direi che è un ottimo suggerimento.
    Lo si fa spesso, anche quando si deve condensare, operando al contrario…
    in un primo scambiatore si condensa, in un secondo in serie si sottoraffredda.

  39. Grazie per la disponibilità. Avrei qualche delucidazione da chiederle riguardo al dimensionamento dello scambiatore, in particolare riguardo al coefficiente globale di scambio termico. Siccome nel mio caso ho un fluido che fra entrata e uscita rimane sempre liquido (l’olio diatermico) mentre l’altro (il fluido organico)entra liquido ma esce in fase di gas, il coefficiente di scambio termico non può essere considerato un unico valore. il mio professore mi ha suggerito perciò di considerare due scambiatori diversi, il primo per effettuare il riscaldamento del fluido organico fino ad un punto di incipiente evaporazione, e il secondo che invece realizzi l’evaporazione completa del fluido organico.
    Lei cosa ne pensa?
    Grazie mille,
    Federica

  40. Buongiorno Federica,
    sicuramente gli scambiatori a piastre sono i più indicati per queste applicazioni.
    Viste le temperature e le pressioni in gioco, deve selezionare un modello saldobrasato.
    Se posso essere di aiuto, chieda pure.

  41. Buonasera, vi scrivo perchè per la mia tesi di laurea devo dimensionare un evaporatore che scambia calore tra un olio diatermico (Tin=180 Tout=80, portata 1,15 kg/s)) e un fluido organico (Tin=16, Tout=143, portata=0,96 kg/s), potenza trasferita =260 kW. Uno scambiatore a piastre potrebbe essere adatto?se sì di quale tipo?
    grazie

  42. Buongiorno Dora,
    solitamente il coeff globale di scambio è un dato di progettazione, che viene assunto in funzione del tip odi scambiatore e di fluidi in gioco…o forse ho capito male la domanda…

  43. è tutto esposto molto chiaramente e si vede che te ne intendi…magari mi puoi aiutare…sempre riguardo il progetto di uno scambiatore di calore(nel mio caso a fascio tubiero di tipo 1-2n).
    Come faccio a calc il coeff globale di scambio efficiente dalle temperature caloriche?

Scrivi una risposta

*