Quando si deve scegliere uno scambiatore di calore per un'applicazione industriale o commerciale, una delle decisioni più comuni che gli ingegneri devono affrontare è la scelta tra gli scambiatori di calore a piastre saldate (BPHE) e gli scambiatori di calore a piastre e telaio (con guarnizioni).
Entrambe le configurazioni offrono vantaggi significativi rispetto alla tradizionale tecnologia a fascio tubiero in termini di compattezza ed efficienza termica, ma sono destinate a scopi diversi e la scelta del tipo sbagliato può comportare costi più elevati, problemi di manutenzione o prestazioni insufficienti. Questa guida illustra le differenze principali per aiutarvi a effettuare la scelta giusta per la vostra applicazione.
Come funziona ogni tipo
Scambiatori di calore a piastre brasate
Uno scambiatore di calore a piastre brasate è costituito da una serie di piastre metalliche sottili e ondulate — in genere in acciaio inossidabile — unite in modo permanente tramite brasatura sotto vuoto utilizzando un materiale di apporto in rame o nichel. Le piastre creano canali di flusso alternati per i due fluidi e la brasatura crea un assemblaggio completamente a tenuta stagna e privo di guarnizioni.
Poiché non hanno guarnizioni, bulloni né telaio, gli scambiatori di calore a piastre brasate (BPHE) sono eccezionalmente compatti e leggeri. Un’unità della serie HEXONIC L, ad esempio, può fornire la stessa potenza termica di un’unità a fascio tubiero molto più grande, occupando solo una frazione dello spazio di installazione.
Scambiatori di calore a piastre e telaio
Anche uno scambiatore di calore a piastre e telaio (con guarnizioni) utilizza piastre ondulate, ma queste sono tenute insieme meccanicamente da un telaio in acciaio e serrate con bulloni. Le guarnizioni tra ogni piastra garantiscono la tenuta tra i due flussi di fluido. Il vantaggio principale è che l’unità può essere smontata: le piastre possono essere aggiunte, rimosse o sostituite senza attrezzature specializzate o saldature.
Panoramica delle differenze principali
| Fattore | A piastre brasate (BPHE) | A piastre e telaio (con guarnizioni) |
| Manutenzione | Nessuna richiesta — nessuna guarnizione da sostituire | Ispezione e sostituzione periodica delle guarnizioni |
| Pressione massima | Fino a 45 bar (140 bar per i modelli L ULTRA CO2) | In genere fino a 25 bar |
| Temperatura massima | Fino a 225 °C | Fino a 180 °C (a seconda della guarnizione) |
| Pulizia | Solo pulizia CIP chimica | Può essere completamente smontato e pulito meccanicamente |
| Capacità Flessibilità | Fissa — non modificabile dopo la produzione | Flessibile — è possibile aggiungere o rimuovere piastre |
| Dimensioni e peso | Molto compatto e leggero | Ingombro maggiore a causa del telaio e dei bulloni |
| Costo iniziale | Inferiore | Più elevato (telaio, guarnizioni, bulloni) |
| Costo a lungo termine | Basso (nessuna parte da sostituire) | Più elevato (sostituzione delle guarnizioni nel tempo) |
| Ideale per | HVAC, refrigerazione, acqua calda sanitaria, installazioni compatte | Settore industriale, industria alimentare, applicazioni con portate elevate |
Quando scegliere uno scambiatore di calore a piastre brasate
Gli scambiatori di calore a piastre brasate (BPHE) sono la scelta preferita quando:
- Lo spazio è limitato — installazioni compatte, sistemi a parete o pacchetti su skid
- L’applicazione prevede l’uso di refrigeranti — gli scambiatori di calore a piastre brasate sono progettati appositamente per evaporatori e condensatori in pompe di calore e sistemi di refrigerazione
- È richiesto il funzionamento ad alta pressione — gli scambiatori di calore a piastre saldate standard gestiscono fino a 45 bar, mentre i modelli ad alta pressione come l’HEXONIC L ULTRA arrivano fino a 140 bar per i sistemi a CO2
- È fondamentale una manutenzione ridotta — in locali tecnici non presidiati o in installazioni remote dove l’accesso è difficile
- La compatibilità dei fluidi è semplice: entrambi i fluidi sono puliti e non causano incrostazioni
Le applicazioni tipiche dei BPHE includono sottostazioni di teleriscaldamento, condensatori di pompe di calore, produzione di acqua calda sanitaria, economizzatori di refrigeratori ed evaporatori di refrigerante.
Quando scegliere uno scambiatore di calore a piastre e telaio
Gli scambiatori a piastre e telaio sono la scelta migliore quando:
- I requisiti di funzionamento sono soggetti a variazioni: la possibilità di aggiungere piastre li rende ideali per i sistemi espandibili
- È necessaria una pulizia regolare: gli impianti di trasformazione alimentare, lattiero-caseari e farmaceutici necessitano di scambiatori che possano essere ispezionati e puliti tra una piastra e l’altra
- Le portate sono elevate: le unità a piastre e telaio possono essere costruite con capacità molto elevate
- Uno o entrambi i fluidi sono viscosi, in sospensione o soggetti a incrostazioni: i canali più ampi in alcuni modelli di piastre consentono di trattare fluidi più difficili da gestire
Le applicazioni comuni degli scambiatori a piastre e telaio includono reti di teleriscaldamento, raffreddamento di grandi processi industriali, pastorizzazione degli alimenti, recupero di calore nei birrifici e applicazioni con acqua di mare.
E le applicazioni miste?
Alcuni impianti utilizzano entrambi i tipi: BPHE nel circuito di refrigerazione per la loro compattezza e la pressione nominale elevata, e unità a piastre e telaio nel lato di processo dove l’accesso per la manutenzione e la pulizia sono prioritari. HEXONIC fornisce entrambi i tipi e può consigliarvi sulla configurazione ottimale per il vostro sistema specifico.
Scoprite la gamma HEXONIC di scambiatori di calore a piastre saldate e a piastre e telaio, oppure contattate il nostro team di ingegneri per discutere le vostre esigenze applicative.
Frequently Asked Questions
Can a brazed plate heat exchanger be repaired?
Unlike gasketed plate exchangers, BPHEs cannot be disassembled or repaired if internally damaged. However, with correct fluid selection and CIP cleaning procedures, they are extremely durable. Fouling or corrosion issues are typically a result of incompatible fluid chemistry rather than product failure.
Are brazed plate heat exchangers suitable for drinking water?
Yes, with the right model selection. The HEXONIC SafePLATE double-wall design prevents cross-contamination between circuits and is approved for potable water applications. The LUNA all-stainless model is also suitable for direct contact with drinking water.
Can I replace a brazed plate exchanger with a plate and frame unit?
In most cases, yes — the thermal duty and pressure drop characteristics are similar enough for substitution with appropriate resizing. Contact the HEXONIC engineering team for assistance with replacement specifications.
