Recupero del calore affidabile

La direttiva in materia di progettazione ecocompatibile 2009/125/CE impone indici di recupero del calore minori, i quali incidono direttamente sulla scelta e sull'esecuzione del recupero di calore. Per lo scambiatore di calore a piastre, dal 2018 viene richiesto un indice di recupero del calore di 0,73. Inoltre, mediante la potenza specifica del ventilatore la perdita di pressione viene indirettamente limitata: convertita corrisponde a circa 280 Pa massimo.

Questi valori non sono raggiungibili con sistemi a flusso incrociato all'interno di apparecchi di ventilazione piccoli fino a ca. 3500 m³/h. Per contro, i sistemi a controcorrente sono in grado di mantenere l'indice di recupero del calore all'interno di questo intervallo di portata. Al momento l'impiego di sistemi a controcorrente più grandi per portate superiori a 5000 m3/h non è opportuno per ragioni di produzione.

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Ernst Wachsmann, gestione prodotto recupero dell'energia

Decisiva è la forma di flusso.

Per riuscire a determinare l'efficacia della forma di flusso nello scambiatore di calore a piastre (flusso incrociato o controcorrente) il calcolo si presenta secondo il metodo NTU. In termini semplificati, si evince che il sistema a flusso incrociato puro per lo stesso indice di recupero del calore di 0,73 deve avere dimensioni 1,57 volte il sistema a controcorrente. Ciò conferma il vecchio pensiero, per cui il sistema di flusso incrociato necessita di lunghezze dei bordi massime e distanze ridotte tra le piastre per indici di recupero del calore elevati. A livello pratico, ciò significa che un sistema a flusso incrociato, con distanza minima consentita tra le piastre, solitamente richiede una lunghezza dei bordi di almeno 0,8 m per raggiungere l'indice necessario di 0,73. In caso di larghezze comuni per gli apparecchi di ventilazione e perdite di pressione consentite, ciò risulta in una portata d'aria di circa 3500 m³/h. Al di sotto di tale valore non è possibile alcuna soluzione conveniente con un sistema a flusso incrociato puro. Al contrario, per portate d'aria fino a 100 000 m3/h, lo scambiatore di calore a piastre a flusso incrociato fornisce importanti vantaggi.

I criteri indice di recupero del calore ed efficienza dominano.

Se il sistema a controcorrente è così potente, ci si domanda perché non viene impiegato in generale. Il motivo è la difficile alimentazione di flusso di ingresso e di uscita che rende complicata la fabbricazione e la produzione.

L'aria entra in oppure esce da due zone di miscelatura. Tra queste due zone o al centro lavora il vero e proprio sistema a controcorrente. Nelle aree di miscelatura il flusso corrisponde praticamente al flusso incrociato, mentre nella sezione centrale si genera una controcorrente pura. Con la lunghezza della sezione centrale viene definita in primo luogo la portata. In questo modo l'indice necessario di recupero del calore di 0,73 è sempre raggiungibile, però ha un costo. Viene quindi fornito un impiego economico del sistema a controcorrente soltanto fin quando non sia possibile utilizzare anche un sistema a flusso incrociato con la stessa portata.