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In che modo gli scambiatori di calore a piastre con guarnizioni differiscono da quelli brasati?
I sistemi marittimi, industriali e HVAC fanno affidamento su scambiatori di calore a piastre (PHE) per uno scambio termico ottimale, anche se le prestazioni e l'applicabilità dipendono dal tipo. È utile comprendere le loro differenze fondamentali al fine di selezionare, ad esempio in applicazioni marine come il raffreddamento del motore o la refrigerazione, quale PHE possa essere più adatto o efficiente in un determinato processo di produzione di acqua dolce. Qui spieghiamo la differenza principale tra questi due design, una differenza radicata nella specializzazione di SME in soluzioni termiche personalizzate.
1. Costruzione: guarnizioni contro brasatura per la separazione dei fluidi
Quello che fanno in modo diverso è il modo in cui separano i due fluidi di scambio termico. Gli scambiatori di calore a piastre per aziende medio-piccole sono del tipo con guarnizioni, in cui guarnizioni resistenti e altamente resistenti dal punto di vista chimico sono montate tra ciascuna piastra metallica ondulata. Queste guarnizioni definiscono una zona chiusa lungo i lati delle piastre e dei canali del fluido, impedendo così la contaminazione incrociata e facilitando allo stesso tempo lo smontaggio delle piastre. Le guarnizioni sono realizzate per resistere agli ambienti marini e alla corrosione dell'acqua salata, ai cicli termici e al contatto con lubrificanti e liquidi refrigeranti.
D'altra parte, le unità brasate SME sono scambiatori di calore a piastre completamente privi di guarnizioni. Le piastre ondulate non sono unite mediante sinterizzazione, ma sono brasate insieme attraverso un processo di brasatura ad alta temperatura. Questo crea un collegamento permanente (e senza perdite) tra le lamiere, rendendo il componente compatto e facilmente maneggiabile con una sola mano. Inoltre, si evita di perdere la guarnizione, come può accadere nelle costruzioni con flange, specialmente quando è difficile accedere per la manutenzione.
2. Manutenzione e Riparabilità: Modularità vs. Permanenza
A causa della loro costruzione, le esigenze di manutenzione variano notevolmente. Lo scambiatore a piastre avvitato dell'SME può essere facilmente smontato svitando i bulloni terminali, consentendo ai tecnici di manutenzione di ispezionare, pulire o sostituire singole piastre o guarnizioni. Questo è importante per i sistemi marini che inevitabilmente si intasano, poiché la pulizia regolare migliora l'efficacia del trasferimento termico. Le guarnizioni possono essere sostituite senza dover cambiare l'intero dispositivo, il che a lungo andare risulta più costoso.
Gli scambiatori a piastre brasati (BPHE) sono realizzati in un design fisso e non sono manutenzionabili. Quando una piastra si danneggia o si intasa, l'intero componente viene generalmente smaltito. Per ridurre al minimo questo problema, SME sviluppa BPHE con superficie delle piastre liscia che non provoca contaminazione e fornisce indicazioni riguardo alla filtrazione del fluido per aiutare a limitare l'accumulo. Gli scambiatori BPHE sono quindi particolarmente adatti per applicazioni a bassa manutenzione, come il raffreddamento con acqua dolce su scala compatta, dove l'accesso è difficoltoso o il potenziale di intasamento è ridotto.
3. Limiti operativi: pressione, temperatura e compatibilità dei fluidi.
SME produce diversi GPHE e BPHE con resistenza variabile alle condizioni estreme. I GPHE sono adatti per applicazioni come il raffreddamento di motori marini, il raffreddamento di lubrificanti o acqua di camicia e impianti HVAC. Le guarnizioni fungono da tamponi contro i picchi di pressione, la cui compatibilità chimica con il fluido è definita dall'utente.
BPHE è saldato in modo stretto per essere utilizzato ad alta pressione e temperatura. Per questo motivo funziona perfettamente in applicazioni marine ad alta pressione, come sistemi di refrigerante ad alta pressione offshore o unità di recupero del calore nei motori ausiliari, dove le guarnizioni GPHE non avrebbero potuto essere utilizzate. Inoltre, la resistenza agli attacchi chimici della saldatura contribuisce ulteriormente a rendere i BPHE adatti per fluidi che potrebbero strappare le guarnizioni, come alcuni refrigeranti industriali o oli ad alta temperatura.
Hanno anche un design molto compatto in termini di ingombro e peso, caratteristica fondamentale in ambienti marini ristretti. Il peso e le dimensioni dei BPHE prodotti da SME sono ovviamente molto ridotti rispetto a quelli dei GPHE con uguale capacità di scambio termico. La costruzione brasata elimina la necessità di grandi bulloni di serraggio o dello spessore delle guarnizioni, vantaggio cruciale quando lo spazio a bordo nave è limitato.
4. Dimensioni, Peso e Idoneità per Applicazioni Marine
Gli scambiatori a piastre sono più grandi ma offrono una capacità più ampia: il numero di piastre disposte in configurazione sovrapposta può essere aumentato o ridotto secondo necessità, per fornire un maggiore trasferimento di calore in base alle esigenze del sistema fluido. Questa modularità significa anche che gli scambiatori a piastre sono la scelta naturale per sistemi su larga scala con acqua di mare.
Gli scambiatori di calore a piastre con guarnizioni e brasati del gruppo Sealong Marine Engineering offrono una soluzione specifica per problemi marini particolari, in termini di servizio e ambiente operativo gravoso. Ciò è possibile abbinando il tipo di scambiatore a piastre alle esigenze dell'applicazione: gli operatori possono così ottenere un'efficienza ottimale nel trasferimento di calore e una maggiore durata del sistema.