Scambiatore di Calore a Gas di Scarico

Uno scambiatore di calore è un dispositivo per trasferire energia termica da un liquido o gas a un altro liquido o gas, senza che questi entrino mai in contatto tra loro. Un tipico scambiatore di calore a fascio tubiero contiene un fascio tubiero all’interno di un guscio esterno, o corpo. L’acqua fredda scorre attraverso questi tubi, mentre l’acqua calda o gas scorre all’esterno dei tubi, consentendo il trasferimento del calore dall’acqua calda o dal gas all’acqua più fredda all’interno dei tubi.

Un buon esempio di come funziona il processo sono le piscine, la maggior parte viene riscaldata tramite una caldaia, utilizzando gas, GPL o biomasse come fonte di energia. In teoria, il modo più efficiente per riscaldare la piscina sarebbe far circolare l’acqua della piscina direttamente attraverso la caldaia. Ma, se ciò accadesse, i prodotti chimici utilizzati nell’acqua della piscina, al fine di mantenerla sicura per l’uso, corroderebbero e danneggerebbero rapidamente le parti all’interno della caldaia, causando un guasto prematuro e una costosa sostituzione.

Tuttavia, utilizzando uno scambiatore di calore che funge da “interfaccia” tra il circuito dell’acqua della caldaia e il circuito dell’acqua della piscina, la caldaia è protetta da eventuali danni e l’acqua della piscina viene rapidamente riscaldata fino alla temperatura richiesta: l’acqua della piscina passa nel tubo centrale, mentre l’acqua calda della caldaia circola all’esterno dei tubi, trasferendo energia termica all’acqua della piscina.

Altri esempi di applicazioni in cui vengono utilizzati scambiatori di calore Bowman.

In uno scambiatore di calore a fascio tubiero, il refrigerante fluisce solitamente nel nucleo centrale di tubi per raffreddare l’olio, l’acqua o l’aria calda che passa sopra e intorno ai tubi. La direzione in cui i due fluidi viaggiano attraverso lo scambiatore di calore può essere a “flusso parallelo” o a “flusso contrario”.

Nel flusso parallelo il fluido da raffreddare scorre attraverso lo scambiatore di calore nella stessa direzione del mezzo di raffreddamento. Sebbene questa disposizione fornisca il raffreddamento, ha dei limiti e può anche creare stress termico all’interno dello scambiatore di calore, poiché una metà dell’unità sarà notevolmente più calda dell’altra.

Nel raffreddamento in controcorrente, il mezzo di raffreddamento in ingresso assorbe più calore mentre il fluido “caldo” viaggia nella direzione opposta. Il mezzo di raffreddamento si riscalda mentre attraversa lo scambiatore di calore ma, quando l’acqua più fredda entra nello scambiatore di calore, assorbe più calore e riduce la temperatura molto più di quanto si potrebbe ottenere con un flusso parallelo.

Anche la differenza di temperatura media tra il mezzo di raffreddamento e il fluido da raffreddare è più uniforme lungo la lunghezza dello scambiatore di calore, riducendo così lo stress termico.

A seconda della portata e della temperatura, le prestazioni di trasferimento del calore potrebbero essere fino al 15% più efficienti con il sistema in controcorrente, consentendo eventualmente di utilizzare uno scambiatore di calore più piccolo, risparmiando spazio e denaro!

Maggiori informazioni sui vantaggi del sistema in controcorrente.