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Scambiatori di calore a fascio tubiero o a piastre

29/08/2008

Questa è la classica domanda che mi viene posta almeno due o tre volte la settimana…è meglio uno scambiatore di calore a fascio tubiero o uno scambiatore di calore a piastre?

Scartabellando fra i miei documenti ho trovato una sorta di tabella che avevo creato allo scopo, da lasciare ai clienti, con le motivazioni che permettono di valutare un tipo di soluzione o un’altra.

Ovviamente tutto è discutibile e passibile di interpretazione personale, ma sicuramente quanto c’è scritto è realistico.

Scambiatore a fascio tubiero scambiatori di calore a piastre scambiatori di calore a fascio tubiero

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Condizionamento e risparmio energetico

28/08/2008

Durante l’estate ho trascorso una settimana in un hotel della catena Grecotel, su di un isola greca, dove mi sono trovato particolarmente bene.

Ho apprezzato l’attenzione all’ambiente nella realizzazione degli impianti.

In pratica le sale da pranzo non hanno aria condizionata, in quanto il posto è ventilato e secco per via delle condizioni ambientali, inoltre la progettazione prevede una sistemazione a terrazze, mantenendo così una buona esposizione al vento, con una serie di piscine esterne, che favoriscono un raffrescamento naturale.

Nelle camere invece l’aria condizionata è presente, ma ci sono dei sensori posizionati su tutte le finestre: nel caso vengano aperte le stesse o le vetrate che si affacciano sull’esterno, i condizionatori si spengono.

Per poter riaccendere il condizionamento bisogna aver chiuso le finestre.

E’ ovviamente una soluzione molto semplice, poco costosa, che onestamente è la prima volte che vedo applicata.

condizionatori

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Torri evaporative nelle cartiere

27/08/2008

Nell’industria cartaria, vengono utilizzate normalmente torri evaporative per il raffreddamento di diverse utilities.

Fra queste una importante sezione di carico termico, è rappresentata dal raffreddamento delle pompe da vuoto.

La particolare tipologia di utenza, unita all’ambiente decisamente critico, richiedono l’impiego di torri evaporative speciali, con sistemi di riempimento (filling) anti-intasamento.

Torri evaporative anti intasamento

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Scambiatori di calore e sporcamento

26/08/2008

Lo sporcamento negli scambiatori di calore è un argomento più volte trattato, ma a quanto pare rimane sempre di attualità, soprattutto dopo gli interventi estivi.

Di seguito pubblico un paio di fotografie di uno scambiatore di calore a piastre, dove siamo intervenuti “on site”.

Nello specifico il cliente ha avuto un problema con la gestione dello scarico del depuratore delle acque di fonderia e forgia, ritrovandosi in poche ore gli scambiatori di calore a piastre per il raffreddamento dei bagni di spegnimento, nello stato che potete vedere.

Contro questo tipo di problemi c’è ben poco da fare…o meglio, si sarebbe dovuto installare un filtro autopulente, ma un imprevisto di questo tipo non era stato preventivato (altrimenti perchè si chiamerebbe inmprevisto?).

Soluzione:

  • apertura scambiatori
  • lavaggio con idropulitrice e spazzola morbida
  • sostituzione di alcune guarnizioni rovinate
  • chiusura degli scambiatori
  • test in pressione
  • messa in marcia dell’impianto

tempo totale intervento: 1 giornata per due tecnici.

Scambiatori di calore a piastre Scambiatori di calore a piastre intasati da fanghi biologici

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Condensatori evaporativi negli impianti frigoriferi

30/07/2008

Gli impianti frigoriferi di potenzialità medio grande, sono spesso condensati ad acqua, soprattutto se devono fornire soluzioni incongelabili a temperature vicine a 0°C. La condensazione ad aria infatti può condizionare in modo determinante l’ottimale funzionamento di un sistema frigorifero, per via delle problematiche che comporta:

  • alta temperatura ambiente
  • incremento della pressione di condensazione
  • diminuzione considerevole della resa termica

la condensazione ad acqua consente di ottenere

  • costanza di prestazioni
  • efficienza termica, sia nelle stagioni fredde che nei periodi torridi
  • efficienza energetica

I condensatori ad acqua sono asserviti nella quasi totalità delle applicazioni da torri evaporative, in modo da utilizzare acqua in circuito chiuso, evitandone sprechi inutili.

Una soluzione molto interessante, è quella di utilizzare i condensatori evaporativi, che altro non sono che delle torri evaporative, con all’interno uno scambiatore a serpentino integrato, dove passa direttamente il fluido frigorigeno (freon o ammoniaca), in modo da ottimizzarne l’efficienza.

Condensatore evaporativo assiale

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Scambiatori di calore, coefficienti di scambio e velocità tipiche dei fluidi

29/07/2008

L’abitudine ad utilizzare i computer per dimensionare gli scambiatori di calore, toglie molte volte la sensazione di quello che si sta facendo…mi spiego.

Per progettare uno scambiatore di calore si utilizzano ormai diffusamente programmi dedicati, che nel giro di pochi secondi, facendo diverse interpolazioni, rendono un risultato affidabile, preciso e corretto. Praticamente è sparita la figura dell’ingegnere che calcolatrice scientifica (non voglio citare il vecchio regolo) alla mano, tabelle di fluidi, coefficienti di scambio tipici ecc…dimensiona lo scambiatore, i tubi, i setti, ecc…

Proprio a seguito di queste riflessioni, mi capita spesso di fermarmi ed analizzare i risultati, soprattutto quando questi mi sembrano poco “realistici”. In pratica do una rapida occhiata ai coefficienti di scambio, per valutarne la coerenza con i valori tipici, poi analizzate le perdite di carico di progetto, controllo i valori delle velocità dei fluidi.

Coefficiente di scambio negli scambiatori di calore e velocità tipiche

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Miscelazione dei fluidi negli scambiatori di calore (2)

25/07/2008

Una soluzione che scongiura in modo sicuro la possibilità che due fluidi si possano miscelare all’interno di uno scambiatore di calore, in caso di rottura, è rappresentata dall’esecuzione a doppia parete.

Si tratta di una soluzione piuttosto costosa, sia in termini costruttivi che energetici, infatti prevede la presenza di una vera e propria “doppia parete” o in gergo tecnico “double wall”, quindi nel caso di scambiatori di calore a piastre di doppie piastre di scambio, per gli scambiatori a fascio tubiero di “tubi a doppia parete”.

scambiatore a piastre per imbottigliamento bevande

Risulta facile capire che al maggior costo di realizzazione dovuto sia all’incremento di materiale costruttivo che alla maggiore sofisticazione realizzativa, si aggiunge una minore efficienza termica di scambio, che deve essere compensata con maggiore superficie, infatti come si può facilmente evincere da qualsiasi programma di progettazione per scambiatori di calore:

coefficiente di scambio più basso —> maggiore superficie di scambio

Dal punto di vista sicurezza, è “la” soluzione che viene adottata ad esempio nei processi farmaceutici o alimentari, dove assolutamente deve essere tassativamente scongiurato ogni eventuale rischio di miscelazione del prodotto con il fluido di raffreddamento o riscaldamento…un esempio su tutti, le bevande o i medicinali iniettabili.

Scambiatori di calore a doppia parete tubo in tubo

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Miscelazione dei fluidi negli scambiatori di calore

24/07/2008

Nel mio ultimo post, parlavo di miscelazione dei fluidi negli scambiatori di calore.

Vorrei portare l’attenzione su di un argomento a mio avviso importante nella scelta del tipo di scambiatore.

Quando si parla di scambiatori a piastre nei confronti di classici scambiatori a fascio tubiero, spesso ci si confonde relativamente all miscelazione dei due fluidi in gioco. In uno scambiatore a piastre infatti la miscelazione tra i due fluidi, può avvenire esclusivamente in caso di foratura di una (o più) piastra.

Tale evento non è scongiurabile, infatti le cause possono essere molteplici:

scambiatore a piastre guarnizioni ridondanti nella zona del bocchello

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Olio nell’acqua o acqua nell’olio.

22/07/2008

Gli scambiatori di calore vengono utilizzati spesso per il raffreddamento di impianti idraulici o di lubrificazione, in quanto qualsiasi macchinario o impianto che utilizza azionamenti idraulici, ha necessità di smaltire il calore ceduto dalle pompe e/o dal movimento meccanico generato, all’olio stesso.

Spesso vengono utilizzati scambiatori ad aria, in quanto le temperature di menteniento dell’olio non sono molto spinte (+45+50°C). Molte volte però il raffreddamento ad aria non è sufficiente, quindi si utilizzano scambiatori olio/acqua.

scsambiatore di calore a piastre su cenrtalina oleodinamica

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Manuali di uso e manutenzione e smartcode

19/07/2008

Abbiamo inserito da qualche settimana a livello sperimentale gli smartcode sui nostri apparecchi, questo come spiegavo nel post dedicato, per facilitare il compito del personale di assistenza nel reperimento di informazioni utili alla manutenzione, messa in funzione, verifica in campo delle macchine, quando magari non trovano il relativo manuale.

In effetti l’introduzione si sta rivelando un interessante metodo per fornire una copia del manuale di uso e manutenzione, quando e dove se ne sia perso l’originale fornito a corredo della macchina.

Scambiatore di calore a piastre

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