{{{sourceTextContent.title}}}

In che modo la geometria delle piastre riduce le incrostazioni negli scambiatori di calore per acque reflue

{{{sourceTextContent.subTitle}}}

Perché il design delle piastre è più importante di quanto si pensi

{{{sourceTextContent.description}}}

Il recupero di calore è diventato una strategia fondamentale per migliorare l’efficienza energetica degli impianti di trattamento delle acque reflue, degli impianti di biogas e dei processi industriali. Il recupero dell’energia termica dalle acque reflue può ridurre significativamente i costi operativi, contribuendo al contempo al raggiungimento degli obiettivi di sostenibilità. Tuttavia, queste applicazioni presentano anche una delle maggiori sfide per gli scambiatori di calore a piastre: l’incrostazione.

Le acque reflue, i fanghi e altri fluidi di processo contengono spesso solidi in sospensione, fibre, grassi e contaminanti biologici che si accumulano gradualmente all’interno dello scambiatore di calore. Man mano che i depositi si accumulano, le prestazioni termiche diminuiscono, le perdite di carico aumentano e gli intervalli di manutenzione diventano più frequenti.

Sebbene le condizioni operative influenzino l’incrostazione, uno dei fattori più determinanti viene spesso trascurato: la geometria delle piastre.

Perché gli scambiatori di calore a piastre convenzionali incontrano difficoltà

Gli scambiatori di calore a piastre tradizionali sono progettati per massimizzare il trasferimento di calore creando un flusso altamente turbolento attraverso canali stretti. Questo approccio garantisce un’eccellente efficienza termica quando si trattano liquidi puliti.

Nelle applicazioni relative alle acque reflue, tuttavia, gli stessi passaggi stretti possono rivelarsi uno svantaggio.

Fibre, particelle organiche e solidi in sospensione tendono a rimanere intrappolati all’interno dei canali. Nel tempo ciò comporta:

riduzione dell’efficienza di trasferimento termico
aumento della caduta di pressione
maggiore consumo energetico di pompaggio
pulizie più frequenti
fermi di produzione non programmati

Il risultato è un costo totale di proprietà più elevato, anche quando l’investimento iniziale è relativamente basso.

L’importanza della geometria delle piastre

La scelta della giusta geometria delle piastre è spesso più importante del semplice aumento della superficie di trasferimento termico.

Nel caso di fluidi contaminati o carichi di particelle, canali di flusso più ampi consentono ai solidi di passare più liberamente attraverso lo scambiatore, mantenendo al contempo un trasferimento di calore efficiente. Anche una disposizione delle piastre correttamente progettata contribuisce a distribuire il flusso in modo uniforme sulla superficie delle piastre, riducendo al minimo le zone morte dove solitamente iniziano ad accumularsi i depositi.

Questa combinazione riduce significativamente il rischio di ostruzione senza compromettere l’affidabilità del processo.

Progettato per applicazioni esigenti nel settore delle acque reflue

Per affrontare queste sfide, Hexonic ha sviluppato la tecnologia a piastre REEFLOW, disponibile in alcuni scambiatori di calore a piastre con guarnizioni.

A differenza dei modelli a piastre convenzionali, REEFLOW presenta canali di flusso ampi e ottimizzati, specificamente pensati per fluidi industriali difficili, tra cui:

acque reflue urbane
acque reflue industriali
fanghi
digestato
processi di produzione di biogas
liquidi contenenti fibre
fluidi di processo viscosi

La geometria ottimizzata dei canali consente alle particelle di passare più facilmente, riducendo la tendenza all’intasamento e mantenendo al contempo prestazioni termiche stabili.

Anziché puntare esclusivamente alla massimizzazione della turbolenza, il progetto si concentra sul bilanciamento tra l’efficienza del trasferimento termico e l’affidabilità operativa a lungo termine.

Vantaggi operativi

La scelta della geometria corretta delle piastre può offrire vantaggi operativi misurabili:

ridotta tendenza all’intasamento
intervalli operativi più lunghi tra una pulizia e l’altra
minori requisiti di manutenzione
prestazioni termiche più stabili
riduzione delle perdite di carico
maggiore disponibilità delle apparecchiature
costi del ciclo di vita inferiori

Per molti impianti di trattamento delle acque reflue, questi vantaggi superano le piccole differenze nell’efficienza termica di picco che potrebbero essere ottenute utilizzando piastre dal design più stretto.

Applicazioni tipiche

La tecnologia delle piastre a canale largo è particolarmente indicata per:

impianti di trattamento delle acque reflue urbane
recupero delle acque reflue industriali
sistemi di digestione anaerobica
produzione di biogas
industria della cellulosa e della carta
trasformazione alimentare
produzione di bevande
processi chimici contenenti solidi in sospensione

In questi ambienti, l’affidabilità operativa è spesso più importante del raggiungimento del coefficiente di trasferimento termico massimo assoluto.

Scelta dello scambiatore di calore adeguato

Non esiste una geometria delle piastre universale adatta a ogni applicazione.

I fluidi puliti traggono generalmente vantaggio dai modelli convenzionali di piastre ad alta efficienza, mentre i fluidi contaminati richiedono un approccio ingegneristico diverso.

Nella scelta di uno scambiatore di calore per applicazioni relative alle acque reflue, gli ingegneri dovrebbero valutare:

concentrazione di particelle solide
contenuto di fibre
viscosità del fluido
potenziale di incrostazione
frequenza di pulizia
caduta di pressione ammissibile
accessibilità per la manutenzione

Considerare questi fattori in fase di progettazione contribuisce a garantire un funzionamento affidabile a lungo termine, riducendo al minimo i costi di manutenzione.

Guardare oltre le prestazioni termiche

La scelta dello scambiatore di calore non dovrebbe mai basarsi esclusivamente sui calcoli di trasferimento termico.

Per le applicazioni esigenti nel settore delle acque reflue, l’affidabilità operativa, la facilità di manutenzione e la resistenza all’incrostazione sono criteri di progettazione altrettanto importanti.

Una geometria ottimizzata delle piastre, come la tecnologia REEFLOW di Hexonic, dimostra come una progettazione accurata possa migliorare significativamente la disponibilità del sistema, riducendo al contempo i costi operativi per tutta la durata di vita dell’apparecchiatura.

Informazioni su Hexonic

Hexonic progetta e produce scambiatori di calore avanzati per applicazioni nei settori HVAC, dei processi industriali, dell’energia, della refrigerazione e del trattamento delle acque reflue. Il suo portafoglio comprende scambiatori di calore a guarnizione, brasati, a fascio tubiero e a piastre, progettati per garantire elevata efficienza, affidabilità e lunga durata in condizioni operative impegnative.