Uno scambiatore di calore è un device utilizzato per trasferire il calore fra due o più fluidi. Questi fluidi possono essere bifase o monofase e, a seconda del tipo di scambiatore, possono essere separati o a contatto diretto.
I dispositivi che coinvolgono fonti di energia come i perni del combustibile nucleare o i riscaldatori non sono normalmente considerati scambiatori di calore, sebbene molti dei principi coinvolti nella loro progettazione siano gli stessi.
Al fine di capire cosa sono e come utilizzare gli scambiatori di calore è necessario fornire una qualche forma di categorizzazione. Ci sono due approcci che vengono normalmente utilizzati per distinguerli. La prima considera la configurazione del flusso all’interno dello scambiatore di calore, mentre la seconda si basa sulla classificazione del tipo di apparecchiatura che si è adoperato per costruzione.
Ci sono quattro configurazioni base del flusso:
-Controcorrente
-Concorrente
-A flusso incrociato
-Un ibrido fra flusso incrociato, concorrente e multiflusso
I vari tipi di scambiatore di calore
Quello controcorrente è uno scambiatore in cui i due fluidi scorrono paralleli e in direzioni opposte. Questo tipo di disposizione del flusso consente la massima variazione di temperatura di entrambi i fluidi ed è quindi più efficiente (per efficienza si intende la quantità di calore effettivamente trasferito rispetto alla quantità massima teorica di calore che può essere trasferita).
In quello concorrente i flussi scorrono paralleli e nella stessa direzione. Rispetto al primo è meno efficiente, ma garantisce temperature delle pareti più uniformi.
Gli scambiatori di calore a flusso incrociato sono intermedi in termini di efficienza tra gli scambiatori a flusso controcorrente e gli scambiatori a flusso parallelo. In queste unità, i flussi scorrono perpendicolarmente tra loro.
Negli scambiatori di calore industriali, si trovano spesso ibridi delle tipologie di scambiatori di cui abbiamo elencato le caratteristiche sopra. Esempi di questi sono gli scambiatori di calore a flusso incrociato/controcorrente e gli scambiatori di calore a flusso multiplo.