{"id":3303,"date":"2021-06-16T11:16:48","date_gmt":"2021-06-16T09:16:48","guid":{"rendered":"https:\/\/www.onda-it.com\/?p=3303"},"modified":"2022-11-07T12:16:50","modified_gmt":"2022-11-07T11:16:50","slug":"scambiatori-di-calore-a-piastre","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.onda-it.com\/ita\/news\/funzionamento-scambiatori-di-calore\/scambiatori-di-calore-a-piastre\/","title":{"rendered":"Scambiatori di calore a piastre"},"content":{"rendered":"<h3 class=\"cms-block__title\" data-wkp-cms-type=\"header\">Generalit\u00e0<\/h3>\n<div class=\"cms-block__paragraphs\" data-wkp-cms-type=\"text\">\n<p>Gli\u00a0<strong>scambiatori a piastre<\/strong>\u00a0furono prodotti intorno agli anni \u201920 e da allora hanno trovato un largo impiego in molti settori.<br \/>\nLo scambiatore a piastre consiste in una serie di piastre parallele\u00a0che vengono sovrapposte opportunamente permettendo la formazione di una serie di canali di passaggio per i fluidi tra le piastre stesse.<\/p>\n<p>L\u2019intercapedine che si crea tra due piastre adiacenti costituisce il canale in cui scorre il fluido.<br \/>\nI fluidi caldo e freddo percorrono lo scambiatore a canali alterni in modo che una piastra sia sempre a contatto da un lato con il fluido caldo e dall\u2019altro col fluido freddo.<br \/>\nIn corrispondenza degli angoli della piastra ci sono i fori che permettono l\u2019ingresso e l\u2019uscita dei fluidi.<\/p>\n<p>Una piastra puo\u0300 avere dimensioni che vanno dai pochi decimetri quadrati (100 mm x 300 mm di lato) fino a 2 o 3 metri quadrati (1000 mm x 2500 mm di lato).<br \/>\nIl numero di piastre per scambiatore va dalla decina fino a qualche centinaia, raggiungendo cosi\u0300 aree di scambio fino a migliaia di metri quadrati.<\/p>\n<p>La figura mostra l\u2019andamento dei fluidi all\u2019interno dello scambiatore.<br \/>\nI fluidi vengono suddivisi in piu\u0300 flussi paralleli e possono realizzare una controcorrente perfetta.<\/p>\n<section class=\"row cms-block cms-block--two-columns bg-gradient fade-effect\" data-sr-id=\"2\">\n<div class=\"medium-6 column\">\n<h2 class=\"cms-block__title\" data-wkp-cms-type=\"header\"><img decoding=\"async\" class=\"alignnone size-medium wp-image-4202\" src=\"https:\/\/www.onda-it.com\/wp-content\/uploads\/2022\/09\/S82-INIZIALE-300x132.jpg\" alt=\"\" width=\"300\" height=\"132\" srcset=\"https:\/\/www.onda-it.com\/wp-content\/uploads\/2022\/09\/S82-INIZIALE-300x132.jpg 300w, https:\/\/www.onda-it.com\/wp-content\/uploads\/2022\/09\/S82-INIZIALE-768x337.jpg 768w, https:\/\/www.onda-it.com\/wp-content\/uploads\/2022\/09\/S82-INIZIALE-350x153.jpg 350w, https:\/\/www.onda-it.com\/wp-content\/uploads\/2022\/09\/S82-INIZIALE.jpg 1024w\" sizes=\"(max-width: 300px) 100vw, 300px\" \/><img decoding=\"async\" class=\"alignnone size-medium wp-image-4188\" src=\"https:\/\/www.onda-it.com\/wp-content\/uploads\/2022\/09\/S16-FLUSSO-300x225.jpg\" alt=\"\" width=\"300\" height=\"225\" 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class=\"column text-center\">\n<div class=\"cms-block__paragraphs\" data-wkp-cms-type=\"text\">\n<p>La corrugazione viene ottenuta per stampaggio a freddo di lamiera con spessori da 0.3 a 1 mm.<br \/>\nI materiali piu\u0300 utilizzati per le piastre sono l\u2019acciaio inossidabile (AISI 304, 316), il titanio e l\u2019alluminio.<\/p>\n<p>Le corrugazioni presenti all\u2019interno della piastra impongono al fluido un percorso tortuoso e definiscono un la spaziatura tra due piastre adiacenti\u00a0<em>b<\/em>, che puo\u0300 andare da 1 mm a 5 mm.<br \/>\nI fluidi possono attraversare i canali in serie (soluzione poco usata) o in parallelo realizzando configurazioni in controcorrente o equicorrente.<\/p>\n<p>La configurazione in serie si impiega quando si ha una portata piccola per ogni fluido ma salto termico elevato.<br \/>\nIl problema principale e\u0300 l\u2019elevata perdita di carico e la non perfetta controcorrente.<br \/>\nLa configurazione con canali in parallelo e in controcorrente viene usata per grandi portate con salti di temperatura modesti, ed e\u0300 la piu\u0300 utilizzata.<\/p>\n<p>Quando c\u2019e\u0300 una differenza elevata tra le portate (oppure tra il valore massimo delle perdite di carico ammissibili) dei due fluidi e\u0300 possibile far percorrere lo scambiatore due volte dal fluido con portata minore (o che consente perdite piu\u0300 elevate) in modo da equilibrare i valori delle cadute di pressione o delle portate specifiche nei canali.<\/p>\n<p>La figura\u00a0illustra le diverse configurazioni di configurazione: in parallelo, in serie e mista.<\/p>\n<div>\n<p>Uno dei problemi piu\u0300 importanti per gli scambiatori a piastre e\u0300 la disuniformita\u0300 di alimentazione dei diversi canali in parallelo.<br \/>\nInfatti il fluido tende a distribuirsi in quantita\u0300 maggiore nei primi canali rispetto agli ultimi in modo da equilibrare le perdite.<\/p>\n<p>All\u2019aumentare del numero delle piastre la distribuzione peggiora comportando una diminuzione delle prestazioni globali dello scambiatore.<br \/>\nEsistono due tipi fondamentali di scambiatori a piastre: i saldobrasati (<strong>BPHE-Brazed\u00a0Plate Heat Exchanger<\/strong>) e quelli con guarnizione (<strong>PHE-Plate Heat Exchanger<\/strong>).<\/p>\n<h2 class=\"cms-block__title\" data-wkp-cms-type=\"header\"><img decoding=\"async\" class=\"alignnone size-large wp-image-4111\" src=\"https:\/\/www.onda-it.com\/wp-content\/uploads\/2022\/09\/CONFIGURAZIONI-1024x410.jpg\" alt=\"\" width=\"840\" height=\"336\" srcset=\"https:\/\/www.onda-it.com\/wp-content\/uploads\/2022\/09\/CONFIGURAZIONI-1024x410.jpg 1024w, https:\/\/www.onda-it.com\/wp-content\/uploads\/2022\/09\/CONFIGURAZIONI-300x120.jpg 300w, https:\/\/www.onda-it.com\/wp-content\/uploads\/2022\/09\/CONFIGURAZIONI-768x308.jpg 768w, https:\/\/www.onda-it.com\/wp-content\/uploads\/2022\/09\/CONFIGURAZIONI-350x140.jpg 350w, https:\/\/www.onda-it.com\/wp-content\/uploads\/2022\/09\/CONFIGURAZIONI.jpg 1522w\" sizes=\"(max-width: 840px) 100vw, 840px\" \/><img decoding=\"async\" class=\"alignnone size-full wp-image-4160\" src=\"https:\/\/www.onda-it.com\/wp-content\/uploads\/2022\/09\/PORTATA.jpg\" alt=\"\" width=\"400\" height=\"187\" srcset=\"https:\/\/www.onda-it.com\/wp-content\/uploads\/2022\/09\/PORTATA.jpg 400w, https:\/\/www.onda-it.com\/wp-content\/uploads\/2022\/09\/PORTATA-300x140.jpg 300w, https:\/\/www.onda-it.com\/wp-content\/uploads\/2022\/09\/PORTATA-350x164.jpg 350w\" sizes=\"(max-width: 400px) 100vw, 400px\" \/><\/h2>\n<h2 class=\"cms-block__title\" data-wkp-cms-type=\"header\">Scambiatore di calore a piastre con guarnizioni<\/h2>\n<div class=\"cms-block__paragraphs\" data-wkp-cms-type=\"text\">\n<div>\n<div>\n<p><img decoding=\"async\" class=\"alignnone size-medium wp-image-4125\" src=\"https:\/\/www.onda-it.com\/wp-content\/uploads\/2022\/09\/G9-300x225.jpg\" alt=\"\" width=\"300\" height=\"225\" 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Le\u00a0<strong>guarnizioni<\/strong>, oltre alla tenuta servono ad indirizzare i fluidi.<br \/>\nLe guarnizioni vengono alloggiate lungo dei solchi presenti sui bordi delle piastre.<\/p>\n<p>Le temperature massime di utilizzo degli scambiatori a guarnizione sono comprese tra 80\u00b0C e 200\u00b0C mentre le pressioni possono arrivare a 25\u00a0bar<br \/>\nLe guarnizioni sono disponibili in vari tipi di gomme butiliche o siliconiche.<br \/>\nLe caratteristiche principali di questi tipi di scambiatori sono :<\/p>\n<p>&#8211; facile e rapido smontaggio per operazioni di pulizia e controllo<br \/>\n&#8211; adeguamento a condizioni d\u2019impiego variabili aggiungendo o togliendo piastre termiche per modificare il flusso termico installato<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<div>\n<p>&#8211; le perdite di fluido dovute a non perfetta tenuta delle guarnizioni non vanno a contaminare l\u2019altro fluido ma vanno verso l\u2019esterno<br \/>\n&#8211; possibilita\u0300 di utilizzo di materiali che mal si adattano alla saldatura, come il titanio &#8211; le guarnizioni limitano i valori della pressione e temperatura massima<br \/>\n&#8211; costi elevati a causa della progettazione degli stampi, presse e di tutto il processo produttivo<br \/>\n&#8211; costi elevati delle guarnizioni<\/p>\n<h2 class=\"cms-block__title\" data-wkp-cms-type=\"header\"><img decoding=\"async\" class=\"alignnone size-large wp-image-4132\" src=\"https:\/\/www.onda-it.com\/wp-content\/uploads\/2022\/09\/GASKET-FUNZIONAMENTO-1024x725.jpg\" alt=\"\" width=\"840\" height=\"595\" srcset=\"https:\/\/www.onda-it.com\/wp-content\/uploads\/2022\/09\/GASKET-FUNZIONAMENTO-1024x725.jpg 1024w, https:\/\/www.onda-it.com\/wp-content\/uploads\/2022\/09\/GASKET-FUNZIONAMENTO-300x212.jpg 300w, https:\/\/www.onda-it.com\/wp-content\/uploads\/2022\/09\/GASKET-FUNZIONAMENTO-768x544.jpg 768w, https:\/\/www.onda-it.com\/wp-content\/uploads\/2022\/09\/GASKET-FUNZIONAMENTO-350x248.jpg 350w, 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data-wkp-cms-type=\"text\">\n<p><img decoding=\"async\" class=\"alignnone size-full wp-image-4216\" src=\"https:\/\/www.onda-it.com\/wp-content\/uploads\/2022\/09\/SEZIONE.jpg\" alt=\"\" width=\"1024\" height=\"512\" srcset=\"https:\/\/www.onda-it.com\/wp-content\/uploads\/2022\/09\/SEZIONE.jpg 1024w, https:\/\/www.onda-it.com\/wp-content\/uploads\/2022\/09\/SEZIONE-300x150.jpg 300w, https:\/\/www.onda-it.com\/wp-content\/uploads\/2022\/09\/SEZIONE-768x384.jpg 768w, https:\/\/www.onda-it.com\/wp-content\/uploads\/2022\/09\/SEZIONE-350x175.jpg 350w\" sizes=\"(max-width: 1024px) 100vw, 1024px\" \/><\/p>\n<p>Gli\u00a0<strong>scambiatori di calore a piastre saldobrasate<\/strong>\u00a0non hanno testate, tiranti e le guarnizioni di tenuta perch\u00e9 le piastre vengono saldobrasate in forno a temperature dell\u2019ordine dei 1000\u00b0C.<\/p>\n<p>In fase di assemblaggio viene messo tra le piastre un foglio di materiale brasante (generalmente rame ma anche nichel), il pacco viene pressato e successivamente messo in forno per qualche ora.<\/p>\n<p>Lo scambiatore\u00a0<strong>BPHE<\/strong>\u00a0si presenta pi\u00f9 compatto, leggero e meno ingombrante di uno con guarnizioni.<br \/>\nLa figura\u00a0mostra il percorso fatto dal fluido caldo e freddo.<\/p>\n<p>La brasatura quindi assolve sia la funzione delle guarnizioni che quella del telaio.<br \/>\nIn questi scambiatori generalmente vengono utilizzate piastre con corrugazioni a spina di pesce, le quali vengono assemblate alternando le direzioni delle corrugazioni in modo da creare il reticolo di contatto.<br \/>\nI punti di incrocio tra le corrugazioni di due piastre accoppiate formano un fitto reticolo di punti di contatto\u00a0che conferiscono la tenuta in pressione e inducono dei flussi vorticosi che migliorano lo scambio termico.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" class=\"alignnone size-full wp-image-4167\" src=\"https:\/\/www.onda-it.com\/wp-content\/uploads\/2022\/09\/PUNTI-DI-CONTATTO.jpg\" alt=\"\" width=\"500\" 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sono smontabili per cui la manutenzione e la pulizia non sono possibili o perlomeno difficoltose, e la flessibilit\u00e0 non esiste nel senso che il numero di piastre non pu\u00f2 in nessun modo essere variato.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" class=\"alignnone size-full wp-image-4195\" src=\"https:\/\/www.onda-it.com\/wp-content\/uploads\/2022\/09\/S82-FOTO.jpg\" alt=\"\" width=\"319\" height=\"583\" srcset=\"https:\/\/www.onda-it.com\/wp-content\/uploads\/2022\/09\/S82-FOTO.jpg 319w, https:\/\/www.onda-it.com\/wp-content\/uploads\/2022\/09\/S82-FOTO-164x300.jpg 164w\" sizes=\"(max-width: 319px) 100vw, 319px\" \/><\/p>\n<p>Le piastre sono dotate di\u00a0<strong>corrugazioni<\/strong>\u00a0il cui scopo \u00e8 quello di aumentare la turbolenza del fluido durante il deflusso nel canale.<br \/>\nLa figura\u00a0mette in evidenza i principali parametri geometrici della corrugazione: passo\u00a0<em>p\u00a0<\/em>della corrugazione, altezza\u00a0<em>b\u00a0<\/em>delle corrugazioni e l\u2019angolo di inclinazione \u03b2 rispetto la direzione principale del flusso.<\/p>\n<p>L\u2019inclinazione delle corrugazioni della piastra ha un effetto determinante sullo scambio termico e sulle perdite di carico, infatti un accoppiamento di piastre con angolo \u03b2 elevato (&gt;45\u00b0) conferisce una turbolenza e quindi uno scambio termico elevato pagati con una maggiore caduta di pressione.<\/p>\n<p>Un angolo pi\u00f9 piccolo (\u03b2 &lt;45\u00b0) conferisce al flusso minore turbolenza e minori coefficienti di scambio termico ma anche minori cadute di pressione.<br \/>\nLa ricerca di un angolo \u03b2 di compromesso tra elevati coefficienti di scambio e perdite di carico accettabili risulta quindi essenziale.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" class=\"alignnone size-full wp-image-4181\" src=\"https:\/\/www.onda-it.com\/wp-content\/uploads\/2022\/09\/S16-8.jpg\" alt=\"\" width=\"599\" height=\"443\" srcset=\"https:\/\/www.onda-it.com\/wp-content\/uploads\/2022\/09\/S16-8.jpg 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https:\/\/www.onda-it.com\/wp-content\/uploads\/2022\/09\/RETICOLO.jpg 1116w\" sizes=\"(max-width: 300px) 100vw, 300px\" \/><\/p>\n<p>Nelle immagini sotto si vedono delle simulazioni Wieland Onda fatte su scambiatori a piastre di piccole dimensioni. Si vedono bene le linee di flusso che seguono l\u2019angolo della corrugazione.<\/p>\n<p>L\u2019area effettiva \u00e8 difficile da calcolare quindi per confrontare diversi scambiatori si fa riferimento all\u2019area proiettata.<br \/>\nBisogna tenere presente che scambiatori con uguale area proiettata (cio\u00e8 piastre di uguali dimensioni) possono avere aree effettive diverse a seconda del valore del fattore di incremento \u03c6 .<\/p>\n<p>Anche il rapporto tra lunghezza L e larghezza W delle piastre influisce sulle prestazioni ma in modo minore rispetto le altre variabili. In generale un rapporto elevato tra lunghezza e larghezza della piastra d\u00e0 coefficienti di scambio elevati ma perdite di carico maggiori.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" class=\"alignnone size-large wp-image-4209\" src=\"https:\/\/www.onda-it.com\/wp-content\/uploads\/2022\/09\/Scambiatore-a-piastre-CFD-1024x576.jpg\" alt=\"\" width=\"840\" height=\"473\" srcset=\"https:\/\/www.onda-it.com\/wp-content\/uploads\/2022\/09\/Scambiatore-a-piastre-CFD-1024x576.jpg 1024w, https:\/\/www.onda-it.com\/wp-content\/uploads\/2022\/09\/Scambiatore-a-piastre-CFD-300x169.jpg 300w, https:\/\/www.onda-it.com\/wp-content\/uploads\/2022\/09\/Scambiatore-a-piastre-CFD-768x432.jpg 768w, https:\/\/www.onda-it.com\/wp-content\/uploads\/2022\/09\/Scambiatore-a-piastre-CFD-350x197.jpg 350w, https:\/\/www.onda-it.com\/wp-content\/uploads\/2022\/09\/Scambiatore-a-piastre-CFD.jpg 1200w\" sizes=\"(max-width: 840px) 100vw, 840px\" \/><img decoding=\"async\" class=\"alignnone size-large wp-image-4104\" src=\"https:\/\/www.onda-it.com\/wp-content\/uploads\/2022\/09\/Brazed-Plate-CFD-Flux-350x263.jpg\" alt=\"\" width=\"840\" height=\"473\" \/><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/section>\n<\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Funzionamento scambiatori di calore a piastre saldobrasate e guarnizionate.<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":3304,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[182],"tags":[],"acf":[],"yoast_head":"<!-- This site is optimized with the Yoast SEO plugin v23.4 - https:\/\/yoast.com\/wordpress\/plugins\/seo\/ -->\n<title>Scambiatori di calore a piastre: funzionamento scambiatori di calore<\/title>\n<meta name=\"description\" content=\"Funzionamento scambiatori di calore: Scambiatori di calore a piastre. 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