Scambiatori di calore aria-aria a piastre

Da alcune decine d’anni, Heatex di Malmö (Svezia) è tra i leader mondiali nella produzione di scambiatori di calore aria-aria a piastre. La denominazione corrente di questi apparecchi è “recuperatori di calore”, perché questo è l’uso prevalente che ne viene fatto: utilizzare il calore contenuto nell’aria espulsa (perché inquinata) dagli impianti di condizionamento ad aria, e trasferirlo all’aria (pulita) che la sostituisce.

Perché scegliere uno scambiatore a piastre? Perché uno scambiatore a piastre è molto più efficiente di uno scambiatore a tubi (fascio tubiero), è anche molto più compatto ed incomparabilmente più economico.

Allora, perché scegliere a volte un fascio tubiero? Perché uno scambiatore a fascio tubiero presenta limiti di impiego più alti in termini di temperatura, pressione e possibilità di manutenzione.

Il confronto non è certo esaustivo: esistono ad esempio scambiatori a fascio tubiero in alluminio, e scambiatori a piastre in materia plastica. Ma, in sostanza, i tecnici sanno che in genere  “i recuperatori a piastre si usano nel condizionamento, i fasci tubieri nell’industria”. Ma non è sempre così.

Gli scambiatori di calore aria-aria a piastre nell’industria

Il motivo principale del costo elevato di uno scambiatore a fascio tubiero risiede nel fatto che i suoi elementi sono assemblati tramite saldatura. Ciò è necessario, per resistere alle temperature e pressioni elevate, spesso connesse con l’uso di questi apparecchi. La saldatura a sua volta, richiede spessori adeguati, che è un altro importante elemento di costo.

Tuttavia esistono aree grigie in diversi settori dell’industria, che consentono l’uso degli scambiatori di calore aria-aria a piastre, realizzando così risparmi di 10 volte ed oltre rispetto alla soluzione a fascio tubiero. Infatti lo scambiatore a piastre non presenta saldature (è assemblato tramite mastici sigillanti che ne assicurano la tenuta) e viene prodotto in impianti altamente automatizzati. Lo spessore delle piastre è quello necessario e sufficiente a resistere alla pressione di un ventilatore.

Dove possiamo impiegare gli scambiatori a piastre nell’industria?

In tutte quelle lavorazioni  dove l’aria interna contiene contaminanti che, se accumulati, diventano nocivi al processo e va pertanto sostituita con aria di rinnovo:

• Impianti di essiccazione vernici
• Impianti di recupero solventi
• Impianti di spalmatura
• Essiccazione cereali
• Agricoltura indoor
• Lavaggio metalli
• Essiccazione del legno
• Deumidificazione industriale

“Nocivo” non significa necessariamente velenoso, ma solo dannoso per il processo. Così, in un impianto di asciugatura vernici vogliamo ridurre la quantità di solventi o di umidità; in un impianto di agricoltura indoor vogliamo mantenere sotto controllo la quantità di CO2. Potremmo ottenere lo stesso risultato semplicemente aspirando l’aria di processo e immettendo aria pulita? Certo, ma dovremmo ripristinare le condizioni termiche, il che diventa oneroso dal punto di vista energetico.

Lo scambiatore a piastre permette la sostituzione dell’aria interna, per definizione “inquinata”, con aria esterna pulita, accollandosi almeno al 70% l’onere del ripristino della temperatura richiesta dal processo. E, visti gli eccezionali valori del rapporto costo/prestazioni, si ripagherà in tempi brevissimi, spesso in pochi mesi.

Solo buone notizie allora? Non proprio: oltre ai limiti di temperatura e pressione indicati più sopra, bisogna considerare che, diversamente da un fascio tubiero, lo scambiatore a piastre non si può pulire con mezzi meccanici (es. scovolatura). Nei processi che producono aria “sporca”, allora, l’uso dello scambiatore a piastre va considerato con prudenza, prevedendo fin dall’inizio metodi e tempi di manutenzione.

Tuttavia, il periodo di pay-back di questi scambiatori, nell’uso industriale, è talmente breve che, invece di programmare onerosi cicli di manutenzione, non è raro che si consideri la sostituzione con uno scambiatore nuovo.