Cosa succede all’efficienza dello scambiatore di calore

a piastre al variare del sovradimensionamento

Prendiamo come riferimento uno scambiatore

della potenzialità di 300 kW con temperature

lato primario 80°C ~ 60°C e lato secondario 55°C ~ 70°C

avente perdita di carico di 30 kPa.

Possiamo vedere che all’aumentare del margine di

sovradimensionamento la velocità di attraversamento nei

canali diminuisce facendo descrescere il coefficiente di

scambio termico e l’efficienza di scambio dello scambiatore

di calore a piastre.

Tabella di sovradimensionamento

Perchè collegare uno scambiatore in contro corrente

mantenendo i flussi paralleli

Prima dell’istallazione di uno scambiatore a piastre è sempre

opportuno capire cosa comporta un collegamento delle

tubazioni in equicorrente piuttosto che in controcorrente.

Partendo dalla formula di calcolo della potenzialità dello

scambiatore.

Potenza = K x A x LMTD

dove:

• K è il coefficiente di scambio termico

• A è la superficie di scambio

• LMTD è la differenza della temperatura effettiva e di quella

attiva in uno scambiatore di calore.

Una volta fornito uno scambiatore, il coefficiente di scambio e

la superficie di scambio sono valori noti, mentre il valore LMTD

dipende da come andremo a collegare lo scambiatore.

Qui sotto un esempio pratico che mostra come il collegamento

in contro corrente permette di ottenere un valore LMTD

maggiore e quindi una potenzialità maggiore.

Sovradimensionam.

Coeff. di Scambio

Termico

W / m

2

°C

Velocità nei canali

m/s

Primario

Secondario

0%

5500

0,21

0,28

10%

4400

0,17

0,22

20%

3500

0,13

0,18

30%

2800

0,11

0,15

5000

4000

3000

2000

1000

100°

∆T1

40°

T (°C)

100°

T (°C)

50°

∆T2

40°

LMTD =

(ΔT1-ΔT2)

ln (ΔT1/ΔT2)

6000

0,35

Circuito Primario

Circuito Secondario

0,3

0,25

0,2

0,15

0,1

0,05

Contro Corrente

Equi Corrente

50°

∆T2

∆T1

0

0

0%

10%

20%

30%

Margine di sovradimensionamento %

20°

20°

LMTD = (60-30) / ln (60/30)

LMTD = (80-10) / ln (80/10)

LMTD = 30 / ln 2 = 43,3°C

LMTD = 70 / ln 8 = 33,7°C

A prescindere dal valore K (coefficiente di scambio) e A (superficie) si otterrà

una potenza maggiore con un collegamento in contro corrente.

2 - Scambio termico

65

C

o

e

f

f

i

c

i

e

n

t

e

d

i

s

c

a

m

b

i

o

t

e

r

m

i

c

o

(

W

/

m

2

°

C

)

V

e

l

o

c

i

t

a

̀

n

e

i

c

a

n

a

l

i

(

m

/

s

)

2

S

c

a

m

b

i

o

t

e

r

m

i

c

o