IMPIANTI DI CONDIZIONAMENTO E TRATTAMENTO DELL' ARIA - SCAMBIATORI DI CALORE
Il costante incremento dei costi energetici, ha comportato la ricerca della limitazione dei consumi mediante l’utilizzo di apparecchiature e macchinari sempre più efficienti e la limitazione degli sprechi.
L’impiego di un sistema che recuperi una grande parte di energia (calore) contenuto nella corrente d’aria espulsa in atmosfera tramite l’impianto di aspirazione e lo trasferisca alla corrente di rinnovo è sicuramente un primo passo verso una riduzione
dei consumi e delle spese per il riscaldamento invernale dei siti produttivi.
Principio di funzionamento dello scambiatore di calore:
Con il nome di scambiatori di calore sono indicate le apparecchiature nelle quali il calore è trasferito da un fluido "caldo", ovvero a temperatura più alta, ad un fluido "freddo", ovvero a temperatura più bassa. I due fluidi sono separati da sottili
pareti metalliche e non vengono mai in contatto tra loro, impedendo l’eventuale trasferimento di inquinanti da un flusso all’altro.
L’aria “calda” prelevata dall’impianto di aspirazione all’interno dello stabilimento, viene fatta transitare all’interno dello scambiatore di calore, il quale riscalderà le pareti delle piastre che delimitano il suo passaggio, prima di venire espulsa
in atmosfera; l’aria di “ripresa” prelevata dall’ambiente esterno, transitando all’interno dello scambiatore, verrà a contatto con la parte esterna delle pareti riscaldate dal flusso di aria “calda”, aumentando la sua temperatura.
L’immissione di aria dall’ambiente esterno, preriscaldata, comporta una minore quantità di energia da impiegare per portare in temperatura i locali lavorativi, determinando quindi un risparmio energetico.
Un effetto “collaterale” indiretto dello scambiatore di calore è la riduzione della rumorosità dell’impianto di aspirazione. Le vibrazioni sonore che si propagano all’interno della tubazione di scarico, vengono assorbite dalle piastre dello scambiatore
stesso determinando quindi una riduzione della rumorosità emessa.
Caratteristiche costruttive dello scambiatore di calore:
Lo scambiatore di calore a flussi incrociati è disponibile con piastre in alluminio naturale. Le piastre sono corrugate, per incrementare la turbolenza dell'aria e di conseguenza il trasferimento di calore. Tuttavia la corrugazione non produce variazioni
importanti di velocità nella sezione di passaggio, né tantomeno provoca punti morti dove potrebbero annidarsi sporcizia e batteri. In tal modo l’intera superficie dello scambiatore partecipa allo scambio termico.
La separazione tra i due flussi d'aria è affidata a sigillanti polimerici (per temperature fino a 90 °C) o siliconici (fino a 200 °C).
Qual'è il rendimento dello scambiatore di calore e come calcolarlo ?
Il rendimento, o efficienza di scambio, può essere espresso in vari modi. I nostri scambiatori adottano il seguente:
rendimento = dTA/dTT
dove dTA è la differenza di temperatura ottenuta sull'aria di rinnovo, e dTT è la differenza tra la temperatura dell'aria di rinnovo e quella dell'aria di espulsione in atmosfera.
Uno scambiatore di calore può raggiungere rendimenti dell’ordine del 70%-75%.
Esempio di funzionamento e caldolo rendimento dello scambiatore di calore:
Si abbiano le seguenti condizioni all’entrata del recuperatore:
• temperatura dell’aria di espulsione in atmosfera 20,0 °C,
• temperatura dell’aria esterna -5,0 °C
La differenza di temperatura totale dTT sarà:
dTT= 20,0 – (-5,0) = 25°C
Considerato il rendimento dello scambiatore pari al 70%, l’aumento della temperatura dell’aria prelevata dall’ambiente esterno sarà:
dTA= 25 x 70% = 17,5°C
