Gli scambiatori di calore a piastre e gli scambiatori di calore a fascio tubiero sono i due tipi più comuni di scambiatori di calore ed entrambi sono molto utili quando si vuole riscaldare o raffreddare il mosto durante la lavorazione. Nella nuova era dello sviluppo sostenibile, il risparmio energetico e la riduzione dell'impatto ambientale stanno diventando sempre più urgenti. Utilizzando uno scambiatore di calore a piastre, è possibile trasferire energia tra due fluidi a temperature diverse. In questo modo si migliora l'efficienza attraverso il trasferimento di calore.
Che cos'è uno scambiatore di calore?
Uno scambiatore di calore è un elemento del circuito elettrico che consente il trasferimento di calore (senza miscelazione reciproca) tra due fluidi (liquidi o gassosi) con una differenza di temperatura senza alcun contatto fisico.
In linea di principio, gli scambiatori di calore si dividono in tre tipi:
- Scambiatore di calore tubolare
- Scambiatore di calore a piastre
- Scambiatori di calore per applicazioni speciali
Tipo di scambiatore di calore
Se avete già avuto a che fare con prodotti per il raffreddamento a liquido, vi troverete di fronte a due opzioni: scambiatore di calore a fascio tubiero e scambiatore di calore a piastre. Gli scambiatori di calore a fascio tubiero e a piastre funzionano secondo lo stesso principio, ovvero scambiano calore tra due fluidi per conduzione, ma sono costruiti in modo molto diverso.
Scambiatore di calore a fascio tubiero
Costituito da un fascio di piccoli tubi all'interno di un involucro esterno, lo scambiatore di calore a fascio tubiero è una costruzione semplice ma efficace. I principi sono in vigore da molto tempo. Grazie alla loro semplicità e flessibilità, possono essere prodotti a basso costo, anche in piccole quantità. Sono ideali per le applicazioni che devono essere sottoposte a regolare manutenzione.
Scambiatore di calore a piastre
Uno scambiatore di calore, un'apparecchiatura per la produzione di birra progettata per aumentare o abbassare la temperatura del mosto o della birra. Gli scambiatori di calore nei birrifici sono spesso chiamati "scambiatori di calore a piastre" perché sono costituiti da una serie di piastre. Il liquido caldo scorre lungo un lato della piastra e il liquido freddo scorre lungo l'altro lato della piastra. Lo scambio di calore avviene tra le piastre. Gli scambiatori di calore più comuni si trovano nei birrifici. Il mosto caldo, a circa 95°C, passa attraverso lo scambiatore di calore e viene raffreddato dall'acqua fredda e dal refrigerante che scorrono in direzione opposta lungo il lato opposto delle piastre.
Scambiatore di calore a piastre e scambiatore di calore a fascio tubiero
Rispetto agli scambiatori di calore a fascio tubiero, gli scambiatori di calore a piastre presentano diversi vantaggi unici.
- Espandibilità: Gli scambiatori di calore a piastre hanno solitamente uno spazio extra nel telaio.
- Manutenzione più comoda: lo scambiatore di calore a piastre può essere aperto per l'ispezione e la manutenzione. È inoltre possibile sostituire le schede danneggiate.
- Efficienza: La profondità di pressatura variabile e l'ampia superficie di scambio termico garantiscono prestazioni termiche efficienti e un riscaldamento e un raffreddamento controllati.
Vantaggi degli scambiatori di calore a piastre
- Capacità di temperature più elevate
- Bassa perdita di calore
- Struttura compatta, risparmio di spazio
- È conveniente modificare l'area di trasferimento del calore
- Facile da pulire e mantenere
- Ampia gamma di applicazioni
- Lunga durata di vita
- Ideale per piccole applicazioni di teleriscaldamento, raffreddamento di bevande, produzione alimentare e farmaceutica e raffreddamento dell'olio a basso carico.
Svantaggi degli scambiatori di calore a piastre
- bassa temperatura di lavoro
- Maggiori costi di manutenzione a causa delle guarnizioni
- Non adatto a prodotti con viscosità molto elevata o con particelle molto grandi
Vantaggi degli scambiatori di calore a fascio tubiero
- Un design più piccolo può ridurre i costi
- Il servizio diventa più semplice
- I costi di manutenzione degli O-ring sono bassi
- Soluzione migliore per il refrigerante dell'acqua di mare o altri liquidi che possono intasare spazi ristretti
- Forniscono migliori opzioni di installazione
- La soluzione ideale per centraline idrauliche, macchinari per l'industria mineraria, serbatoi per il raffreddamento dell'acqua di mare e per il riscaldamento delle piscine.
Svantaggi degli scambiatori di calore a fascio tubiero
- Occupa molto spazio
- Difficile da pulire e mantenere
Struttura dello scambiatore di calore a piastre
In questi scambiatori, ogni piastra ha un involucro tubolare concavo confinato. Le piastre sono disposte in modo da formare sottili canali rettangolari per deviare il calore attraverso la parte.
Il fluido di lavoro scorre tra questi canali stretti e contorti. Le guarnizioni circondano le piastre dello scambiatore per controllare il flusso del fluido. Queste guarnizioni sono disposte in modo tale da distribuire solo un tipo di fluido su una piastra, mentre l'altro fluido è distribuito sulla piastra successiva.
Il fluido freddo e il fluido caldo passano attraverso le piastre, con conseguente scambio di calore. Le piastre hanno una superficie più ampia, quindi hanno tassi di trasferimento del calore superiori a quelli degli scambiatori di calore tubolari.
Importanti vantaggi dell'utilizzo di uno scambiatore di calore
Ingombro ridotto
Con l'avanzare della tecnologia moderna, sembra che più potente significhi anche più piccolo. Dispositivi personali più piccoli, apparecchiature di produzione più piccole e più generiche, e altro ancora. La riduzione dello spazio nei quadri elettrici aumenta il rischio di punti caldi e di danni ai componenti elettrici, con conseguente necessità di soluzioni di raffreddamento più piccole ed efficienti.
Ridurre l'impatto ambientale
Per funzionare, lo scambiatore di calore deve funzionare per garantire che il pannello di controllo ad alta potenza non si surriscaldi. Uno dei maggiori vantaggi dei moderni scambiatori di calore è che non necessitano di altre apparecchiature per funzionare. Di conseguenza, consumano meno energia e producono un inquinamento minimo o nullo rispetto ai metodi di raffreddamento più tradizionali.
Costo di esercizio più basso
Gli scambiatori di calore non utilizzano complicate apparecchiature esterne e sono progettati per eliminare la maggior parte delle contaminazioni. Non richiede la stessa manutenzione di un condizionatore d'aria.