Knowledge base
Un motore trasforma solo una parte del carburante in energia elettrica; il resto viene disperso sotto forma di calore nell’acqua di raffreddamento, nell’olio, nell’aria di sovralimentazione e nei gas di scarico. Un impianto di cogenerazione raccoglie quel calore e lo commercializza sotto forma di acqua calda, e lo scambiatore di calore a piastre è il componente che lo trasferisce dal motore al circuito di riscaldamento. Questa guida spiega dove si colloca lo scambiatore nella catena di recupero del calore, perché in quel punto viene utilizzato uno scambiatore a piastre e quali sono le sollecitazioni a cui deve far fronte.
Il punto di consegna
I circuiti di raffreddamento del motore sono chiusi e fanno parte del motore stesso: una miscela trattata, una pressione prestabilita, una portata richiesta dal costruttore del motore. Il circuito di riscaldamento appartiene al cliente: una rete di teleriscaldamento, un edificio, una serra o un processo, con la propria acqua, la propria pressione e le proprie pompe. Tra i due circuiti si interpone uno scambiatore di calore a piastre. Il calore del motore attraversa le piastre e l’acqua di riscaldamento lo porta via, ma i due fluidi non entrano mai in contatto, quindi un problema nella rete non può raggiungere il motore e il circuito del motore non può perdere nella rete.
Recupero del calore lungo la catena
Il recupero di calore è solitamente organizzato a catena. L’acqua di riscaldamento passa prima attraverso gli scambiatori che raccolgono il calore di basso grado, come quello dell’olio e dell’aria di sovralimentazione, da cui viene recuperato, poi attraverso lo scambiatore del circuito dell’acqua di camicia e infine attraverso lo scambiatore di calore dei gas di scarico, che ne aumenta ulteriormente la temperatura. Lo scambiatore di calore dei gas di scarico è un’unità separata progettata per i gas caldi, poiché uno scambiatore a piastre non è adatto per i gas di scarico; le unità a piastre svolgono il lavoro di scambio liquido-liquido a monte di esso. L’ordine è importante ed è impostato in modo che ciascuna fonte ceda quanto più calore possibile.
Perché si utilizza uno scambiatore a piastre
Gli impianti per motori sono spesso realizzati sotto forma di contenitori compatti o skid, e uno scambiatore a piastre svolge la sua funzione in uno spazio ridotto. È in grado di portare l’acqua di riscaldamento a una temperatura vicina a quella del circuito del motore, il che significa una maggiore quantità di calore ceduta dallo stesso motore. Reagisce rapidamente quando il carico del motore o la richiesta di calore variano. Il modello con guarnizioni può essere aperto e pulito quando il lato di riscaldamento, che spesso è il meno pulito dei due, presenta depositi; il modello brasato è adatto a impianti più piccoli con circuiti chiusi e puliti.
Quando nessuno vuole il calore
Il fabbisogno termico raramente corrisponde esattamente a quello del motore: una giornata calda, un guasto alla rete o un processo interrotto possono impedire al sistema di riscaldamento di assorbire il calore. Il motore deve comunque essere raffreddato, pertanto l’impianto necessita di una seconda via di scarico, solitamente un raffreddatore di emergenza o un radiatore di scarico, e di una valvola di controllo che convogli il calore del motore verso lo scambiatore o verso il radiatore a seconda delle necessità. Lo scambiatore a piastre e il radiatore sono progettati in modo integrato affinché il motore rimanga entro i propri limiti in entrambi i casi. TECS Engineering progetta e fornisce soluzioni con scambiatori di calore a piastre per circuiti di raffreddamento di motori, centrali elettriche e impianti industriali, e realizza i radiatori e i raffreddatori di emergenza che le accompagnano; inviateci i dati del motore, la domanda di calore e le condizioni del sito e il team di ingegneri vi fornirà una risposta.
In sintesi
- Trasferisce il calore del motore al circuito di riscaldamento, mantenendo separati i fluidi
- Protegge il circuito del motore dalla rete di riscaldamento e la rete dal motore
- Parte di un circuito: olio e aria di sovralimentazione, poi acqua di raffreddamento della camicia, infine gas di scarico
- Lo scambiatore di calore di scarico è un'unità separata progettata per i gas caldi
- Compatto, con una temperatura stabile e una risposta rapida
- Un refrigeratore di emergenza interviene quando il sistema di riscaldamento non è in grado di farlo
Cosa inviare con una richiesta
- Scheda tecnica del motore con il calore di ciascun circuito
- Il circuito di riscaldamento: l'acqua, le temperature e la portata
- Quali fonti di calore devono essere recuperate?
- Pressione su ciascun lato e caduta di pressione ammessa
- Come varia il fabbisogno di calore e cosa succede quando cessa
- Spazio disponibile, condizioni del sito ed eventuali specifiche relative ai materiali
Domande frequenti
Qual è la funzione di uno scambiatore di calore a piastre in un impianto di cogenerazione?
Trasferisce il calore dei circuiti di raffreddamento del motore al circuito dell'acqua calda che lo convoglia all'utente, mantenendo separati i due fluidi.
Uno scambiatore di calore a piastre può recuperare il calore di scarico?
Non direttamente. Il calore di scarico viene recuperato da uno scambiatore separato progettato per i gas caldi; gli scambiatori a piastre gestiscono i circuiti dei liquidi a monte di esso.
Perché non collegare il motore direttamente alla rete di teleriscaldamento?
L'acqua, la pressione e il grado di pulizia della rete non sono adeguati alle esigenze del motore, e un guasto su un lato si ripercuoterebbe sull'altro. Lo scambiatore le mantiene separate.
Cosa succede quando il riscaldamento non serve?
Una valvola di controllo convoglia il calore del motore verso un radiatore di emergenza o un radiatore di scarico, in modo che il motore rimanga raffreddato indipendentemente dal funzionamento del sistema di riscaldamento.
Quale tipo di scambiatore a piastre viene utilizzato?
Un'unità con guarnizioni in cui il lato di riscaldamento può sporcarsi ed è necessario poter accedere per la pulizia; un'unità brasata in impianti di dimensioni più ridotte con circuiti chiusi e puliti.
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Ci invii la potenza termica, le temperature e le portate dei fluidi, le condizioni ambientali e i vincoli di installazione. Le risponderemo con una proposta di progetto, oppure ci scriva su WhatsApp.
