Scambiatori di calore

Scambiatore a piastre

Lo scambiatore di calore è un’apparecchiatura che serve a trasferire l’energia termica (il calore) tra due fluidi aventi temperature differenti

Esistono tantissimi tipi differenti di scambiatori di calore che variano a seconda della tipologia di fluido tra i quali devono trasmettere e scambiare il calore.
Gli scambiatori di calore sono apparecchiature “passive”, ovvero non generano il calore ma si limitano a trasferirlo.
Esistono scambiatori a miscelazione ed a superficie: nel secondo caso ci sono diversi tipi di scambiatori, classificati in base alla tipologia costruttiva.

Le tipologie degli scambiatori di calore, basandosi sulla tecnologia costruttiva, sono :

  • scambiatori di calore a fascio tubero (shell and tube): uno dei fluidi passa all’interno di tubi di sezione solitamente circolare e l’altro all’esterno dei tubi stessi, in un mantello, completo di appositi deflettori (setti) che ne aumentano la turbolenza (ovvero lo scambio di calore);
  • scambiatori di calore a piastre (plate heat exchangers): i due fuidi lambiscono i lati opposti di una lamiera corrugata o piana con l’inserimento di turbolatori in camere alternate e tra loro isolate da guarnizioni o saldature (ispezionabili o saldati), tipicamente in controcorrente;
  • scambiatori di calore a spirale: i due fluidi passano ai lati opposti di una lamiera liscia in camere avvolte a spirale;
  • scambiatori di calore a blocchi: i fluidi circolano in fori cilindrici (o ovoidali) solitamente disposti ortogonalmente nei due lati (tipica costruzione in grafite);
  • scambiatori di calore a pacco alettato o batterie o radiatori: uno dei fluidi passa all’interno di tubi e l’altro (gassoso) attraverso il pacco alettato all’esterno dei tubi.
Scambiatore a spiraleScambiatore a piastreScambiatori a pacco alettatoScambiatori saldatiScambiatori a piastre e fascio tubiero
Link utili riguardanti gli scambiatori di calore:
Pubblicato in Energia Termica, Glossary, Raffreddamento, Riscaldamento, Scambiatori di calore

191 commenti su a “Scambiatori di calore

  1. andrea reggiani dice:

    buongiorno,
    siamo un’azienda nella provincia di Modena che produce macchine lavorazione legno,
    stiamo offrendo per un ns clinte russo un forno per l’ascugatura di pezzi verniciati,
    il forno è al passaggio e i pezzi di legno verniciati lo attraversano.
    il cliente ci fornisce olio diatermico a 170 gradi 300lt/min
    il forno è riscaldato con 4 unita termoventilanti da circa 12-15000 m3/h
    le unità temoventilanti sono poste sopra al forno e con un sistema di canali di lamiera zincata disribuiscono l’aria all’interno del forno
    il controllo della teperatura è gestito valvola a tre vie.

    in uscita dal forno un sistema di captazione dell’aria esausta la intercetta e la manda un un gruppo di deumidificazione per recuperarla nei termoventilatori principali.

    chiedo un contatto
    A.Reggiani

  2. Buongiorno Daniele,
    purtroppo al momento non abbiamo soluzioni economicamente valide da proporre, onestamente non sono al corrente di soluzioni similari in commerico.
    Cordiali saluti e grazie per averci contattati.
    valter

  3. Daniele Baldesarra dice:

    Buongiorno,
    chiedo se ci sono soluzioni economicamente convenienti per recuperare il calore dei fumi, dei forni a legna nelle pizzerie, da utilizzare per riscaldare la sala e l’acqua in cucina.
    Grazie, saluti.

  4. Buongiorno Valentin,
    in effetti maggiore è la portata di acqua, migliori sono le prestazioni.
    Solitamente questi scambiatori vengono dimensionati per lavorare con acqua a 25°C.
    La portata dipende dal numero dei passaggi.
    guardando la scheda tecnica, dovrebbe dissipare al massimo 18 HP.
    La portata di acqua dovrebbe aggirarsi intorno ai 20 lt/min, ma le conviene chiedere al costruttore per avere dati più precisi.

  5. valentin zamfir dice:

    Salve, ho bisogno di un consiglio/aiuto. Devo fare un impianto per un scambiatore di calore EMMEGI MG 81-310-2, nel posto di uno vecchio ad aria. Il scambiatore è stato fornito senza documenti e sul sito Emmegi non chiariscono niente, (al meno per mè). Il suo ruolo è di raffredare l’olio da una pressa Senking da 36 kg. Il mio problema (non sono riuscito a trovare informazioni sul internet e sono un semplice operaio senza università): quale può essere la portata minima del volume d’acqua di raffredamento, tipo quanti litri al minuto possono raffredarmi l’olio, (rispetto al diametro del tubo di collegamento del acqua, più piccolo in diametro, meno velocità del acqua, più largo, più veloce scorre l’acqua dentro il scambiatore)
    In pocche parole, più veloce scorre l’acqua, più buono il raffredamento, oppure il contrario? Grazie in anticipo e scusate l’italiano scarso, sono rumeno. Salve, Valentin

  6. Buongiorno Giorgio,
    personalmente non sono in grado di aiutarla, in quanto non è il mio campo di azione.
    Spero che qualcuno dei frequentatori del blog, possa darle una mano.

    Buon lavoro,
    valter biolchi

  7. Giorgio Coppin dice:

    Per riscaldare uno studio ricavato in un ex negozio vorrei usare, anziché i radiatori convenzionali, quelli bassi a porcellino in acciaio o meglio dei tubi alettati di tipo industriale, sempre in acciaio, da collocare alla base della vetrina. Non riesco a trovare un rivenditore nè per i porcellini, nè per i tubi alettati.
    Qualcuno mi può aiutare? Gli elementi radianti che mi servono sono pochi (il locale misura 3,6 x 5 m ed è alto 4 m) e il riscaldamento è autonomo.
    Grazie e cordiali saluti GC

  8. Buongiorno Luca,
    grazie per averci interpellati. Purtroppo non ho l’esperienza su queste applicazioni per poterla supportate.
    Mi auguro che qualche altro lettore del blog, più esperto, possa aiutarla.

    Cordiali saluti,

    valter biolchi

  9. buonasera. mi sono rivolto ad un venditore di inserti idro chiedendo se avesse una qualcosa da incasso buono per coprire i miei 108 m2 di casa. mi ha proposto una stufa da 12 kw con resa all’acqua di soli 8 kw e 4 all’aria… ma aimè purtroppo con la fiducia di chi ti vende un prodotto e pensi ne sappia piu di te e la mia ignoranza in materia mi ha portato successivamente a capire che l’inserto da me comprato e montato non arriverà mai in modulazione perchè non ce la farà mai a coprire i 62 elementi e i due arredo bagni che ho (visto che tra l’altro la pompa è settata a partire a 62 gradi e fermarsi quando scende sotto i 58 gradi. pertanto chiedo gentilmente a chi ne sa piu di me cosa posso fare per aumentare la potenza di questo inserto idro oltre che ad aumentare i settaggi? io pensavo ad un boiler, può bastare? ps: ma quanti elementi dovrei eliminare per farla funzionare in modo eccellente?

  10. Buongiorno Davide,
    le rispondo applicando una regola d’oro che utilizziamo sugli impianti di free-cooling.
    La differenza di temperatura tra acqua in uscita ed aria in entrata viene impostata come segue:
    *5°C impianti spinti
    *10°C impianti tranquilli.
    la differenza nel dimensionamento del pacco radiante di scambio è notevole.
    cordiali saluti,

    valter biolchi

  11. Buongiorno,
    ho una domanda che forse è sciocca, ma non riesco proprio a venirne a capo… Generalmente per una batteria di scambio termico aria/acqua di un’unità di trattamento aria, qual è il delta T medio logaritmico da utilizzare per ricavarne la potenzialità? quello per flussi incrociati o flussi equicorrente?
    Ringraziandovi anticipatamente per l’attenzione,
    cordiali saluti

    Davide

  12. Buongiorno,
    il problema del recupero di energia termica dai fumi è molto sentito.
    Va analizzato bene di volta in volta e spesso le soluzioni sono poco vantaggiose.
    Se ci contatta, la faccio parlare con un nostro tecnico che sta seguendo nello specifico questo tipo di progetti.

  13. Buongiorno,
    ho una caldaia a legna da 220 000 calorie e riscaldo un capannone da 1000m2 e 2 case da 140m2 cad..
    Ho il problema che quando alimento la caldaia i fumi arrivano a 500° e dopo si abbassano fino a raffredarsi. Come posso sfruttare tutta questa perdita di energia?
    grazie

  14. Complicato darle una risposta immediata.
    Mi viene da dire di getto che se non compromette il tiraggio della canna fumaria, non ci sono problemi.
    Per il resto bisognerebbe avere maggiori informazioni sul funzionamento…
    complimenti.

  15. sullo scarico dei fumi della mia caldia pessotti ametano ho applcato da vari anni uno scambiatore riscldanto l ari e irasferirla con una ventola in altro locale vorrei sapere se e regolare
    grazie della sua risposta
    Nicola

  16. Egr. Sig. Valter, ho una stufa a pellet di cui riesco a modificare i parametri di funzionamento essendo in possesso di quelli programmati dalla ditta costruttrice. Vorrei sapere da Lei cosa significa la dicitura “velocità motore scambiatore alla potenza….” in cui i relativi parametri minimi alle basse potenze risultano più alti rispetto a quelli minimi delle potenze più alte.La ringrazio anticipatamente.

  17. Buongiorno,
    la procedura più semplice è di inserire l’antigelo dal vaso di espansione.
    Attenzione che è importante stabilire la quantità di antigelo, in base alla capacità dell’impianto, secondo le percentuali indicate per le varie temperature di funzionamento.

  18. Buongiorno avevo un quesito da porle, sono in possesso di un termocamino installato in circuito a vaso aperto, avendo intenzione di inserire dell’antigelo in circuito mi chiedevo quale fosse la procedura più semplice essendo separato da quello della caldaia e dai termosifoni da uno scambiatore a piastre.Saluti e grazie

  19. Salve ho ristrutturato un casa di vecchia costruzione, aventi le paretei esterne spesse 34 cm e composte di pietre e mattoni.Ogni qualvolta che accendo il riscaldamanto (radiatori collegati ad una caldaia)le pareti (negli angoli) gocciolano e si crea della muffa…come posso risolvere questo problema? In attesa di una sua risposta grazie.

  20. Buongiorno Benedetto,
    diciamo che oltre al numero di piastre bisogna vedere la forma ovvero la dimensione delle piastre.
    Facendo un rapido dimensionamento, contando di perdere 5°C di temperatura, potrebbe andare bene uno scambiatore a piastre da 1,5 mq di superficie di scambio (ovvero circa 30 piastre da 330 x 120 mm con attacchi 1″).
    spero di essere stato chiaro.
    Buona giornata

  21. Gent.mo Sig. Walter,
    possiedo un termocamino ad acqua (a vaso aperto) di 32,5 KW e una caldaia di 24 KW montati su un unico circuito.Per usare l’uno o l’altra apro e chiudo delle apposite saracinesche montate dal mio idraulico.L’inconveniente di ciò è che quando apro le saracinesche della caldaia e chiudo quelle del termocamino la pressione della prima si abbassa e quindi va in blocco (quindi devo rimetterla in pressione). Per ovviare a questo l’idraulico mi ha proposto di separare i due circuiti e di montare uno scambiatore a piastre con l’aggiunta di un’altra pompa per l’impianto. Ora la mia domanda è: che scambiatore mi occorre (20-30-40 piastre?), considerando che la casa e di circa 170mq e ho 10 termosifoni? Scusami se sono stato poco chiaro ma ho cercato di spiegarti il problema nel migliore dei modi… Grazie in anticipo.
    …dimenticavo… la caldaia è a vaso chiuso…

  22. Gent.ma Anna,
    la ringrazio per averci consultati.
    onestamente non sono un esperto di impianti civili.
    Ritengo che sia possibile utilizzare una stufa a pellet, che andrà adeguatamente dimensionata, in base alla volumetria della casa ed al tipo di impianti (a termosifoni od altro).
    Per il consumo, è proporzionale alla potenzialità richiesta.
    Provi a sentire un buon termotecnico, che potrà consigliarla e proporle un progetto ad hoc.
    un cordiale saluto e buon lavoro

  23. Buongiorno io devo ristrutturare casa e pensavo (abolendo riscaldamento a pavimento) di utilizzare per il riscaldamento una stufa collegata a termosifoni, calcolando che l’abitazione è disposta su 2 livelli e l’isolamento non è dei migliori cosa mi consiglia per aver una caldo ottimale inoltre il consumo di pellet è diverso da una stufa normale grazie mille

  24. Buongiorno Davide,
    parto dalla fine…per livelli di temperatura, intendo che la seconda caldaia, debba avere una temperatura più elevata delle attuali, altrimenti rischia di portarsi via calore invece che fornirne.
    Per il resto, mi trovo in difficoltà nel darle delle spiegazioni, in quanto è piuttosto strano che ci sia formazione di aria nell’impianto in modo autonomo.
    Tenderei ad escludere un “risucchio” dal tubo di aspirazione della pompa.
    Può provare sicuramente a collegare gli sfiati al vaso di espansione, in modo che ci sia uno spurgo continuo delle eventuali bolle di aria.

  25. Gentilissimo sig. Walter.
    io dovrei realizzare uno scambiatore tra vapore che fuoriesce da una Cappa a 200°c cieca e butti aria calda in una stanza per aciugare l’umidità depositato sul soffitto di un locale adiacente. il circuito è molto piccolo, la cappa dista circa 3 metri dal locale.
    Avrei pensato di utilizzare uno scambiatore a fascio tubiero da installare nella Kappa e fare un circuito chiuso con dell’acqua che va in un fan coil. la mia domanda ci sono in commercio fan coil che supportano pressioni di circa 15-20 Bar?

    Saluti

  26. Davide Commatteo dice:

    Intanto la ringrazio per l’interessamento…
    Se richiede potrei in seguito farLe avere uno schema quotato o tutti i dati che ritenesse opportuni.
    Rispondo alle Sue domande:
    -Il vaso è a mt 6,60+delta, comunque nel punto +alto, ma di poco (L’aerotermo + alto ha ingresso superiore e sfiato ad H mt5,00).
    -E’ possibile collettare proprio questo sfiato al vaso, ci stavo già provando ora. Anziche’ provvisoriamente potrei utilizzare due tratti di quei tubi trecciati flessibili (evitando sifoni)e lasciarli in maniera definitiva?
    -Nell’impianto non ci sono sifoni, anzi tutto rispetta il principio delle pendenze (se non verticali) calda=salita-Fredda=discesa.
    -Se per collegati-scollegati intende: letteralmente smontati la risposta è no. Se intende: chiudere le saracinesche della linea utilizzatori che non occorrono allora la risposta è si-spesso; quando ai pianali serve una temperatura maggiore chiudo le saracinesche degli aerotermo, se i pianali sono troppo caldi e non si vuole ridurre la fiamma in caldaia apro le saracinesche degli aerotermo per farle dissipare più calore.
    Per quanto riguarda aria o vapore: escluderei si trattasse di aria che entra, a freddo e fino a temperature non elevate sia con pompa accesa che spenta l’impianto va bene,si auto-sfiata. L’unico dubbio è per il tubo di sicurezza ‘a manico d’ombrello’ sul vaso: in caso di ‘risucchio’ non aspirerebbe acqua ma aria o comunque vapore appena generato dalla caldaia (ma già ai 70°?), per questo Le chiedevo se sarebbe possibile collegare anche questo in modo che ‘peschi’ sempre dal vaso (non credo che la colonna di acqua che lo sovrasta aumenterebbe la pressione in maniera tale da comprometterne il funzionamento in situazione di emergenza -comunque rimarrebbe anche la valvola di sicurezza-).
    Sempre perche’ non si generi vapore stavo cercando di verificare se la pompa è adeguata, il calcolo portata-prevalenza non è per me cosi’ semplice: caldaia pot. termica utile nominale Kcal/h 35000=?c.a.40 Kw, contenuto liquido Lt 66 + impianto (credo circa altrettanti-sto misurando- )+vaso ( 50lt -credo sia surdimensionato-), alla velocità consigliata quanti ricambi lt/h per un buona efficienza ? , perdite di carico impianto: misuro tutti i tubi, conto le curve, le T, le valvole ecc. e si ricavano dalle tabelle? cosa altro mi manca?
    L’ultimo punto -non cosi’ imminente- cosa si intende per livelli di temperatura? potenza caldaie o che gli impianti di riscaldamento con caldaie a gas+vaso chiuso comunemente usate lavorano a temperature più basse?
    grazie mille, a presto

  27. Buongiorno Davide,
    Il problema dell’aria negli impianti è complicato da risolvere soprattutto quando ci si trova di fronte ad impianti complessi ed articolati…questo non vuol dire che sia impossibile da risolvere.
    Il primo passo da compiere è capire da dove “entra” l’aria nell’impianto, in quanto da sola non si può generare.
    Diverso è il discorso se l’aria non è aria, ma vapore acqueo dovuto a temperature troppo elevate, che appunto causano l’ebollizione dell’acqua.
    Il glicole sarebbe una utile soluzione, nel secondo caso, in quanto effettivamente aumenta la temperatura di ebollizione dell’acqua, tra l’altro utilizzando quello “inibito” (ovvero quello utilizzato nei radiatori delle auto), si prevengono anche i problemi di incrostazioni e corrosioni.

    Qualche domanda:
    il vaso di espansione a 6mt è nel punto più alto?
    È possibile collettare gli sfiati al vaso di espansione?
    Nell’impianto ha dei sifoni?
    Ha dei ppunti nell’impianto che vengono collegati/scollegati?

    Questi sono punti importanti perché è strano che continui ad avere aria nell’impianto, alla lunga dovrebbe venire sfogata e quindi non riproporsi.

    Per l’ultimo punto, direi che dipende dai livelli di temperatura delle due caldaie, in linea di massima si (ripeto bisogna verificare i livelli termici di temperatura), lo scambiatore viste le potenze, potrebbe essere del tipo a piastre saldo brasate, con dimensioni decisamente contenute (una scatola per le calzature più o meno)…costo 300/350 euro circa (forse meno).

  28. Davide Commatteo dice:

    Buongiorno, innanzitutto volevo farle i complimenti per la Sua professionalità dimostrata nelle discussioni che ho letto..oltre alla INSOLITA disponibilità di chi opera un campo come il suo.
    Non vorrei dilungarmi molto ma ..é inevitabile per farLe comprendere il mio problema.
    Nella mia piccola azienda artigiana é installata una apposita caldaia a legna che riscalda acqua (marca SCEAT tipo Verticale serie 6 potenza Kcal/h 35000)
    collegata ad un impianto ad acqua con circolatore (Grundfos 25-55 G180) che asserve 2 linee di utilizzatori:
    la prima composta da due ‘piani’ riscaldati (uso a temperatura 60-90°) della dimensione mt 3×1,3 (i piani sono composti ciascuno da due (andata e ritorno)tubolari in acciaio sez. mm 40×40 collegati ad un reticolo di traverse (non si sa quante) altrettanto tubolari, ad H 1,2 mt .
    la seconda composta da 2 ‘classici’ aerotermo per riscaldamento aria (Sabiana), ad H c.a.4 mt.
    ciascuna linea è chiaramente munita di 2 saracinesche (sia andata che ritorno) per escludere gli utilizzatori non necessari (vengono spesso impiegate per ‘gestire’ la temperatura dell’acqua).
    Il vaso di espansione aperto, ad H c.a. 6 mt dalla caldaia contiene c.a. 50 lt. ed è collegato come negli schemi che consiglia, diversamente da quanto indica il produttore della caldaia che utilizza il solo tubo di sicurezza anche come ‘riempimento’.
    Da diverso tempo, nonostante abbia montato su tutti gli utilizzatori delle valvole di sfiato automatiche, l’impianto una volta caldo inizia a riempirsi di aria generando non pochi problemi e danni (ebollizione,incrostazioni,rumore ecc.).
    Le domande che mi sono (ed HO) posto per risolvere il problema sono tante come tante sono le prove che sono state fatte ma..persiste.
    -Sicuramente dovrò sostituire il circolatore perchè non più perfettamente efficiente: non vorrei montarne nuovamente un tipo sbagliato e mi pare di capire che se ne calcola la prevalenza necessaria semplicemente facendo la differenza tra il vaso di espansione e l’utilizzatore più alto. (la pompa è installata sul ritorno, a basso della caldaia e non può essere spostata).
    -Il carico dal vaso di espansione all’impianto si trova
    nella parte inferiore della caldaia, ma dal lato opposto alla pompa e quindi, immaginando uno schema, !dopo la pompa!. Potrebbe essere questo il collegamento sbagliato? e se lo spostassi immediatamente prima della pompa (se adeguata Grundfos 25 50 c’e anche con interasse di 130) sicuramente andrebbe meglio ma non vorrei che il vaso di espansione diventasse un ‘calorifero’ in continuo ricambio d’acqua (è in un punto che non serve riscaldare, e andrebbe a scapito degli altri utilizzatori).
    -Se utilizzassi il tubo di sicurezza come 2° tubo di carico (collegando anch’esso alla parte inferiore del vaso !comunque aperto!) riuscirebbe a ‘rabboccare’ eventuali bolle d’aria che si possono generare o arrivare in caldaia mantenendo proprietà di sicurezza?
    -Mi era stato consigliato di utilizzare anziche sola acqua una miscela 50% di acqua+glicole etilenico(antigelo per auto puro) al fine di innalzare la temperatura di ebollizione (sarebbe molto utile) ma anche in considerazione di altri fattori (perdita per evaporazione,corrosione delle parti,incrostazioni): le risulta ci sia qualcosa di meglio o più prestante senza arrivare ad utilizzare un olio diatermico per il quale credo la caldaia non sia predisposta?
    -Secondo Lei la potenza della caldaia potrebbe (modificando l’impianto -se finalmente funzionante- ed installando uno scambiatore di calore)’aiutare’ altri 2 aerotermo attualmente funzionanti per mezzo di una caldaia a gas? Se si, indicativamente che dimensioni avrebbe uno scambiatore adeguato e quanto potrebbe costare?.
    So di essere stato eccessivamente lungo e noioso cosi come credo di avere omesso qualche informazione necessaria alla risposta, ma mi creda: Lei è la mia ultima speranza. A disposizione per ogni ulteriore informazione la ringrazio anticipatamente.
    Un cordiale saluto Davide

  29. Salve,
    sono una studentessa di ingegneria.Per un progettino devo valutare come incrementare la potenza termica erogata da un collettore solare termico di media qualità (molto bassa circa 400 W) utilizzando un collettore solare termico con la stessa area superficiale ma di migliore qualità accoppiato con uno scambiatore. Quest’ultimo dovrebbe lavorare con acqua di mare e acqua distillata. note le caratteristiche di entrambi i pannelli non so che tipo di ipotesi devo fare sullo scambiatore. Quale tipologia utilizzare, che salto termico,che tipo di efficienza considerare. infine dovrei fare una valutazione di tipo economica..
    Lei può aiutarmi??? la ringrazierei moltissimo

  30. Buongiorno e mi scusi per il ritardo nella risposta.
    onestamente applicazioni simili non ne ho mai viste, ma devo anche dirle che sono molto più introdotto nel settore industriale che in quello civile.
    Magari è stata fatta qualche esperienza similare che non conosco.
    Cordialmente.

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