Un generatore di vortici per scambiatori di calore compatti
Gli scambiatori di calore vengono considerati ormai da tempo uno dei componenti chiave per un consumo più razionale dell'energia. L'introduzione di scambiatori di calore compatti in numerosi processi industriali ha permesso di ridurre al minimo i costi energetici direttamente connessi al miglioramento del rendimento energetico. Per questo motivo, le continue attività di ricerca e sviluppo condotte su tale tecnologia potrebbero tradursi in una più proficua applicazione industriale di questi sistemi. Per migliorare ulteriormente la tecnologia, nell'ambito di questo progetto, sono state elaborate e collaudate tre alternative di progettazione di generatori di vortici a rilievo (embossed) per scambiatori di calore compatti (VEHE). Nello specifico, sono stati sviluppati degli scambiatori a piastre alettate (plate-fin) e a tubi alettati (tube-fin), utilizzando metodi affidabili per la valutazione e la previsione della prestazione dei sistemi, per una progettazione e produzione vantaggiosa sotto il profilo economico. Nell'ambito del progetto, inoltre, è stato sviluppato un software (database e codice di macchina) per ottimizzare l'impiego dei VEHE da parte delle industrie. Fra le tre progettazioni di scambiatori con generatori di vortici, due sono apparse molto promettenti. Per queste due alternative, si stima che i risparmi netti derivanti dalla riduzione della superficie di trasmissione, del volume e del peso, nonché dai tagli ai costi di produzione, si aggirino intorno al 15-25 per cento. La terza progettazione, invece, costituita da uno scambiatore a piastra con alette secondarie sulle quali sono sistemati i generatori a vortice perforati, ha fatto registrare elevate perdite di flusso e costi di produzione di gran lunga superiori. Lo scambiatore di calore a tubi alettati con generatori di vortici perforati è pronto per essere prodotto. Anzi, è già oggetto di un vero e proprio programma di produzione e si presta particolarmente alle applicazioni mobili. Il modello di scambiatore a piastra con generatori di vortici in rilievo, al contrario, ha comportato particolari problemi di assemblaggio delle piastre, i quali, tuttavia, possono essere facilmente superati con un minimo sforzo. Il software sviluppato specifica le condizioni necessarie per minimizzare i costi operativi di una configurazione di scambiatore di calore convenzionale o con generatori di vortici. Di conseguenza, consente di stimare le dimensioni di uno scambiatore di calore vantaggioso sotto il profilo economico. Si tratta, pertanto, di uno strumento flessibile progettato per l'attività di previsione industriale e la progettazione di scambiatori di calore.
