Vantaggi degli scambiatori di calore a piastre nei sistemi di raffreddamento dei motori navali

Il cuore di qualsiasi imbarcazione marittima è il suo locale motore e il sistema di raffreddamento di tale motore rappresenta la forza vitale che ne mantiene la temperatura operativa ottimale. Per decenni, gli scambiatori di calore a fascio tubiero hanno dominato come soluzione universale per il raffreddamento dei motori marini. Oggi, tuttavia, i progressi nelle prestazioni degli scambiatori di calore a piastre (PHE) moderni hanno modificato il modo in cui armatori e ingegneri affrontano la gestione termica. Gli PHE compatti, efficienti e versatili offrono numerosi vantaggi operativi ed economici fondamentali per l’economia del carburante, i costi operativi e la durata dell’equipaggiamento. SME Group, con oltre 20 anni di esperienza nell’ingegneria marina e un’offerta completa — che spazia dai sistemi ICCP e MGPS fino alle soluzioni SED e PHE — illustra perché gli PHE sono oggi la scelta preferita per molti sistemi di raffreddamento motori.

1. Efficienza termica superiore ed economia di carburante

L'argomento singolarmente più convincente a favore degli scambiatori di calore a piastre (PHE) è la loro eccezionale capacità di trasferimento termico. La turbolenza si genera anche a basse velocità grazie al design delle piastre corrugate, determinando un coefficiente di trasferimento termico notevolmente aumentato, da 3 a 5 volte superiore rispetto a quello degli scambiatori a fascio tubiero equivalenti. Di conseguenza, per assolvere il compito di raffreddamento richiesto è necessaria una superficie minore delle piastre e una portata d'acqua di mare ridotta.

Per il raffreddamento sia dell’acqua della giacca del motore principale sia dell’aria di sovralimentazione, questa efficienza si traduce in risparmi di carburante. La ridotta portata d’acqua di raffreddamento diminuisce la capacità richiesta delle pompe di acqua di mare, un fattore significativo nel carico ausiliario della nave. Inoltre, gli scarti termici più contenuti (2–3 °C al di sopra della temperatura di ingresso dell’acqua di raffreddamento) garantiscono che le temperature del motore siano sempre adeguatamente mantenute. Le condizioni termiche stabili limitano le sollecitazioni termiche sul rivestimento del cilindro, sul pistone e sulla testata del cilindro, aumentando così gli intervalli tra le revisioni complete. Il design innovativo PHE di SME offre angoli a zigzag e schemi di flusso ottimali per un recupero termico efficace, assicurando così la massima efficienza.

2. Design compatto che risparmia spazio e flessibilità di installazione

Lo spazio in un locale motore è oggi molto limitato. Gli scambiatori a piastre offrono notevoli risparmi di spazio rispetto ai tradizionali scambiatori a fascio tubiero: fino al 50–70% in meno di superficie occupata per lo stesso servizio termico. Questo spazio risparmiato può essere utilizzato per altri componenti del locale motore oppure consentire un impianto di tubazioni più semplice e un peso totale ridotto.

Progettazione modulare. Un altro importante vantaggio dei PHE è la loro costruzione modulare. L’aggiunta o la rimozione di piastre consente di aumentare o ridurre le dimensioni del pacchetto di piastre, garantendo che i vostri PHE si adattino alle condizioni in evoluzione, ad esempio nel caso di un potenziamento del motore o di variazioni dei carichi di raffreddamento. Ciò li rende ideali per installazioni di retrofit, dove lo spazio disponibile e le tubazioni preesistenti possono limitare notevolmente le scelte progettuali per una soluzione di raffreddamento ottimale. Il team ingegneristico esperto di SME collabora strettamente con i cantieri navali e con i sovrintendenti tecnici per selezionare le dimensioni ottimali del telaio, l’orientamento dei raccordi e la posizione di montaggio, al fine di integrare senza soluzione di continuità i vostri PHE sia su navi di nuova costruzione sia su navi già esistenti. Operando da un laboratorio completamente attrezzato di 5.000 m2 situato nella città di Nantong, realizziamo e assembliamo i vostri PHE secondo precise dimensioni e specifiche di prestazione, assicurando un inserimento immediato e perfetto.

3. Manutenzione semplificata e tempi di fermo ridotti

La facilità di manutenzione è uno dei grandi vantaggi dei PHE nel settore marittimo. Mentre gli scambiatori a fascio tubiero richiedono gru e smontaggio dei fasci tubieri, un’unità PHE può essere aperta per la pulizia o l’ispezione in poche ore con semplici attrezzi. Le piastre possono essere separate scorrendo sulle barre guida e la superficie di scambio termico può essere controllata facilmente, poiché è possibile sostituire singole piastre anziché scartare l’intera unità.

Gli scambiatori di calore a piastre marini SME utilizzano guarnizioni di tipo «easy clip-on» e «snap-in», che non richiedono incollaggio né saldatura per il montaggio. Ciò riduce drasticamente il tempo necessario per sostituire gli elementi guarnizione. Sono disponibili documenti tecnici per la manutenzione e corsi di formazione in loco a bordo nave per gli ingegneri di macchina, al fine di consentire all’equipaggio di eseguire autonomamente la manutenzione delle proprie imbarcazioni mediante pulizie e ispezioni periodiche. Una rete globale di ingegneri specializzati nel servizio assistenza e un sistema qualità certificato ISO garantiscono una fornitura costante di piastre e guarnizioni di ricambio originali SME presso la maggior parte dei cantieri navali in tutto il mondo, in particolare in Cina e sull’intero territorio continentale.

4. Integrazione con sistemi digitali di monitoraggio e protezione dalla corrosione

Con gli standard odierni nell’ingegneria marittima, ogni componente deve far parte di un ecosistema digitale, nemmeno uno scambiatore di calore a piastre (PHE). SME include nella propria offerta scambiatori di calore a piastre con punti di presa per sensori di temperatura e pressione, nonché trasmettitori di portata, installati direttamente in fabbrica, per consentire una piena integrazione nei sistemi di automazione e di allarme delle navi. Gli strumenti PHE di SME forniscono letture in tempo reale continue delle prestazioni termiche, permettendo agli ingegneri di misurare i fattori di intasamento ed emettere tempestivi promemoria per la pulizia.

La digitalizzazione integrata integra la gamma esistente di sistemi di protezione dell’azienda SME per tutelare i vostri asset. I nostri sistemi MGPS proteggono lo scambiatore di calore a piastre (PHE) dall’incrostazione biologica, ad esempio dall’insediamento di cirripedi e cozze nelle tubazioni di aspirazione dell’acqua di mare. Questi sistemi sono abbinati ai nostri sistemi ICCP, che proteggono tutte le tubazioni e la struttura dello scafo dalla corrosione galvanica e dai dispositivi di messa a terra dell’albero (SED), prevenendo perdite di corrente che potrebbero danneggiare l’integrità del PHE. Integrando tali soluzioni di protezione con i dati sulle prestazioni del PHE, i tecnici responsabili possono monitorare, tramite la dashboard della flotta, l’andamento delle prestazioni del proprio PHE rispetto a quelle degli equipaggi gemelli, ottimizzando così i programmi di pulizia e assicurando decisioni consapevoli riguardo alla manutenzione o alla sostituzione dell’asset. Con un’esperienza consolidata in oltre 500 progetti annui di retrofit e manutenzione, realizzati da un team qualificato e competente di oltre 100 tecnici e ingegneri, SME Group è un fornitore privilegiato di tecnologie efficienti e affidabili per PHE, impegnato a superare le vostre aspettative.