Il sovradimensionamento dello scambiatore di calore significa semplicemente installare un modello con una capacità superiore a quella richiesta matematicamente dal nostro impianto. Perché si fa questo? È un approccio corretto?
Un dispositivo idraulico correttamente dimensionato deve quasi sempre avere una riserva di potenza aggiuntiva, anche nel caso di uno scambiatore di calore, anche se ovviamente esistono dei limiti di buon senso oltre i quali il sovradimensionamento non ha più senso.
Lo scambiatore di calore è un dispositivo che, come ogni altro, si usura col tempo. Nell’impianto idraulico è soggetto a diverse temperature, pressioni e, soprattutto, a contatto con fluidi che con il tempo provocano la formazione di calcare (il fenomeno della precipitazione del calcare e il suo impatto sui dispositivi idraulici, inclusi gli scambiatori di calore, è descritto in un altro nostro articolo). L’efficienza di uno scambiatore a piastre (o di qualsiasi altro modello con una diversa costruzione) dipende principalmente dalla cosiddetta superficie di scambio termico, che si riduce man mano che viene coperta dal calcare. In poche parole, è semplicemente la superficie totale delle piastre dello scambiatore, o eventualmente la superficie totale che partecipa al trasferimento di calore, nel caso di modelli con altre costruzioni, come gli scambiatori di calore a tubi.
✅ Le parti delle piastre coperte da calcare purtroppo non scambiano più calore tra i fluidi, o lo fanno in misura molto ridotta, il che significa una diminuzione sistematica dell’efficienza dello scambiatore di stagione in stagione. Pertanto, scegliere un dispositivo con una capacità al limite è spesso una scelta valida solo per 1-2 stagioni. Successivamente inizia il problema del calcare, lo scambiatore riduce la sua efficienza effettiva e diventa di fatto un dispositivo incapace di trasferire la piena potenza termica.
La riduzione dell’efficienza dello scambio termico si manifesta con radiatori meno caldi e un ritorno al generatore di calore più caldo rispetto alla prima stagione di riscaldamento. Questo comporta anche un graduale aumento del consumo di combustibile da parte del sistema di riscaldamento, con un conseguente aumento dei costi di riscaldamento. Per evitare una situazione del genere, conviene semplicemente utilizzare uno scambiatore sovradimensionato. La riserva di potenza aggiuntiva farà sì che, anche dopo alcuni anni, non si percepisca una diminuzione dell’efficienza del riscaldamento.
È possibile prevenire la formazione del calcare? In gran parte sì, (ad esempio, con l'installazione di addolcitori d'acqua), ma non completamente. Sul mercato ci sono preparati specifici per la decalcificazione degli impianti e dei relativi dispositivi. La manutenzione dell’impianto e la pulizia degli scambiatori di calore è consigliata e raccomandata da ogni produttore di attrezzature idrauliche, ma ogni scambiatore ha una durata che non può essere infinita.
Tanto più che i depositi che ostacolano lo scambio termico non sono solo costituiti da calcare, ma spesso includono altre impurità organiche provenienti dall’impianto, soprattutto nei sistemi aperti. In generale, per ragioni oggettive, i sistemi chiusi presentano una minore predisposizione a sporcarsi e a formare vari tipi di depositi rispetto ai sistemi in cui l’acqua entra in contatto con l’aria nel serbatoio di espansione a trabocco.
✅ Gli scambiatori sovradimensionati possono durare anche 10-15 stagioni, mentre quelli dimensionati al limite in genere durano 2-4 stagioni.
Disponibile
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La domanda su come scegliere uno scambiatore di calore per avere un corretto sovradimensionamento e garantire una durata di 10-15 stagioni nel nostro impianto di riscaldamento è purtroppo una questione individuale e deve essere posta nel contesto del singolo impianto termico.
Ovviamente, è preferibile orientarsi sulla superficie di scambio termico (superficie delle piastre dello scambiatore) e non sulla potenza nominale dello scambiatore, che viene calcolata per parametri industriali piuttosto rari. Questa è una tendenza generale del mercato.
La ditta Nordic Tec adotta un approccio pratico mettendo a disposizione dei coefficienti, ovvero informazioni su quale dovrebbe essere la superficie delle piastre dello scambiatore per una specifica potenza delle caldaie termiche.
✅ Di solito, tale valore si attesta tra 0,25-0,3 metri quadrati di superficie delle piastre per 10 kW di potenza della caldaia. Questo coefficiente include già un sovradimensionamento desiderato del dispositivo, ma bisogna ricordare che, per natura, non può tenere conto di eventuali aspetti atipici del nostro impianto termico.
Ovviamente, non tutti gli impianti sono uguali e talvolta esistono motivi per un ulteriore sovradimensionamento dello scambiatore a piastre. Queste situazioni includono:
Coefficienti simili a quelli utilizzati per le caldaie a gas vengono applicati anche nella scelta degli scambiatori per camini con scambiatori ad acqua e sono matematicamente simili.
✅☑️ Tuttavia, coefficienti notevolmente superiori vengono utilizzati quando si collega una pompa di calore ai sistemi di riscaldamento. Infatti, gli impianti con pompe di calore richiedono il massimo sovradimensionamento dello scambiatore. Maggiore dovrebbe essere la superficie delle piastre, più bassa è la temperatura di alimentazione della pompa di calore. In sintesi, i più grandi scambiatori, proporzionati per 10 kW di potenza, vengono scelti per le pompe di calore che operano in sistemi di riscaldamento a bassa temperatura, come i sistemi radianti a pavimento.
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