Scambiatori a tubi concentrici:

Scambiatori di calore costituiti da un tubo esterno e da uno o più

tubi interni. Se i due fluidi entrano nello scambiatore dalla stessa

estremità si ha una disposizione in equicorrente, viceversa, in

controcorrente. Quest’ultima disposizione è in generale più efficace

dal punto di vista dello scambio termico realizzato ed inoltre

permette di realizzare temperature di uscita del fluido freddo

maggiori di quella di uscita del fluido caldo, cosa impossibile nel

caso di equicorrente.

Gli scambiatori di calore a superficie sono quelle apparecchiature in

cui la trasmissione del calore tra i due fluidi avviene per convezione

tra i fluidi e le rispettive superfici solide lambite e per conduzione

attraverso la parete che separa i fluidi.

SCAMBIATORI DI CALORE

caso di equicorrente.

Equicorrente Controcorrente

Scambiatori a fascio tubiero:

Scambiatori di calore costituiti da un fascio compatto di tubi fissati

alle estremità (per mandrinatura o saldatura) su due piastre tubiere

generalmente circolari; questo fascio di tubi è alloggiato entro un

corpo cilindrico detto mantello o fasciame. Due opportune testate di

estremità distribuiscono un fluido entro i tubi (fluido interno),

mentre l’altro fluido scorre esternamente ai tubi dentro il fasciame

(fluido esterno). Spesso nel fasciame si dispongono dei diaframmi

ortogonali ai tubi col compito di elevare la turbolenza del fluido

esterno ed ottenere così coefficienti di convezione termica più

elevati. I diaframmi svolgono anche funzione di supporto dei tubi.

Scambiatori a piastre:

Scambiatori di calore costituiti da una serie di piastre metalliche, di

forma approssimativamente rettangolare, che vengono impaccate a

pressione in un opportuno telaio o saldobrasate. Le piastre, ottenute

per stampaggio in pressa, presentano opportune corrugazioni a

rilievo nella zona centrale, quattro aperture circolari in

corrispondenza agli angoli, e perimetralmente dei solchi per

l’alloggiamento delle guarnizioni. Le corrugazioni, oltre a conferire

maggiore rigidità alle piastre (che hanno spessore metallico di

0.5÷1.2 mm), permettono il formarsi di serie di canali di passaggio

per i fluidi tra le piastre stesse quando queste sono impaccate. La

spaziatura delle piastre nel pacco, per effetto delle corrugazioni e

della presenza delle guarnizioni, è compresa tra 1.5 mm e 5.5 mm.

Le aperture circolari agli angoli delle piastre, quando queste sono

accostate nel pacco, formano i condotti di distribuzione e ripresa dei

fluidi; la presenza delle guarnizioni opportunamente dispostefluidi; la presenza delle guarnizioni opportunamente disposte

permette di far passare alternativamente i due fluidi negli spazi tra

le piastre.

Il loro tipico impiego è quello dello scambio termico tra liquidi

senza cambiamento di fase, con coefficienti di scambio termico

sensibilmente superiori a quelli comunemente riscontrati negli

apparecchi a fascio tubiero.

Batterie alettate:

Scambiatori di calore utilizzati quando si deve realizzare lo scambio

termico tra un liquido ed un gas a pressione moderata. Essi sono

costituiti da una serie di tubi, in cui fluisce il liquido, ed un fascio

compatto di alette, disposte trasversalmente ai tubi stessi, dovecompatto di alette, disposte trasversalmente ai tubi stessi, dove

fluisce il gas. Si realizza quindi uno scambio termico a flussi

incrociati.

Le alette, solitamente in alluminio, sono essenzialmente di tre tipi:

lisce, corrugate e turbolenziate.

Alette lisce Alette corrugate

Alette turbolenziate

Scambiatori compatti:

Scambiatori di calore aventi una superficie di scambio molto

elevata in rapporto al volume occupato. Essi sono formati da una

serie di passaggi con ampia superficie tra i piani metallici separanti

alternativamente le correnti fluide che si scambiano calore. Questi

scambiatori sono usualmente impiegati per realizzare lo scambio

termico tra due correnti gassose.

Scambiatori a minicanali:

Scambiatori in alluminio composti da tubi piatti aventi più ports,

collegati da collettori atti alla distribuzione del refrigerante. I vari

tubi sono divisi da alette piegate e solitamente turbolenziate.

Negli evaporatori si ha il grosso problema del drenaggio della

condensa e dell’eventuale formazione di brina. Modine ha “risolto”

il problema con un disegno particolare delle alette.

Esempio applicativo: utilizzo degli scambiatori a

minicanali nel condizionamento degli autoveicoli (FIAT)

Evaporatore

Condensatore