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Scambiatore di calore

Due esempi che fanno capire in maniera semplice cos'è uno scambiatore di calore sono il radiatore della macchina e il classico calorifero da casa, collegato ad un sistema di teleriscaldamento. L'acqua calda, prodotta dalla caldaia centralizzata, scambia il suo calore con l'acqua dell'impianto di riscaldamento domestico. La funzione di questo apparecchio è quella scambiare energia termica tra due fluidi; essi infatti non scambiano altre forme di energia e neppure eseguono un lavoro.
Esistono diverse forme e applicazioni per questi apparecchi, ad esempio lo scambio diretto avviene per contatto tra due fluidi che non possono miscelarsi tra loro, come un liquido e un gas. Lo scambio indiretto avviene quando tra i due fluidi viene posta una superficie che fa da tramite per il passaggio dell'energia termica, ed il passaggio del calore avviene per conduzione. Infine esiste anche lo scambio per irraggiamento diretto.

Per poter scegliere lo scambiatore di calore più adatto, si deve seguire una formula matematica denominata calcolo termico di progetto. Per poter fare il calcolo, è necessario conoscere le temperature di ingresso e uscita e le portate massiche. Questo calcolo permette di stabilire il tipo di scambiatore necessario e l'area di scambio termico. Nonostante questo però, i calcoli non potranno mai essere perfetti, in quanto il logorio e la sporcizia che si può depositare sullo scambiatore nel corso del tempo influiscono sulle prestazioni dello stesso. Inoltre, riuscire a stabilire con esattezza la temperatura in uscita non è facile. Per mantenere costante la temperatura e l'efficienza di uno scambiatore, si utilizzano dei sistemi di regolazione automatica di vario tipo: con valvola a due vie, con una pompa a portata variabile o tramite regolazioni in derivazione.

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