Scambiatore di calore a piastre: come funziona e come sceglierlo

Guida tecnica FZ INOX · ottobre 2026 · da chi gli scambiatori li costruisce, a Thiene

Come funziona

Il calore va sempre dal corpo più caldo a quello più freddo, finché le temperature non si avvicinano: la differenza di temperatura è il motore di ogni scambiatore. Lo scambiatore a piastre mette i due liquidi uno accanto all’altro, separati solo da una lamiera sottile, e dà al calore la strada più corta possibile.

Il cuore della macchina è il pacco piastre: decine di piastre in acciaio inox stampate con una corrugazione, appese una accanto all’altra e strette fra due piastroni. Fra una piastra e l’altra corre una guarnizione che chiude il canale e decide dove passa il liquido: in un canale il prodotto, in quello dopo il fluido di servizio (acqua calda, vapore, acqua fredda, acqua glicolata), poi di nuovo il prodotto. Così ogni piastra ha da un lato il liquido caldo e dall’altro quello freddo.

I liquidi entrano ed escono dai quattro fori agli angoli delle piastre: allineati, formano i collettori che distribuiscono il liquido in tutti i canali dello stesso tipo. Di solito i due liquidi scorrono in controcorrente, cioè in versi opposti: così il prodotto può uscire più vicino alla temperatura di entrata dell’altro liquido di quanto permetterebbe la corrente parallela.

Le parti di uno scambiatore a piastre

• Piastra fissa (testata): il piastrone che porta gli attacchi di ingresso e uscita.
• Piastra mobile (di pressione): dall’altro lato del pacco, lo stringe contro la piastra fissa.
• Tiranti: le barre filettate che tengono serrato il pacco. Allentandoli lo scambiatore si apre.
• Barre di guida, superiore e inferiore: le piastre ci sono appese e ci scorrono quando il pacco si apre.
• Pacco piastre e guarnizioni: dove avviene lo scambio. Il numero di piastre decide la superficie.
• Attacchi igienici: da noi DIN 11851 di serie, da DN25 a DN100; Tri-Clamp, SMS e flange su richiesta.

I tipi di scambiatore a piastre

• Ispezionabile, con guarnizioni: le piastre sono tenute insieme dai tiranti e si possono smontare, pulire e aggiungere. È il tipo dell’industria alimentare, perché ogni superficie a contatto con il prodotto si può aprire e controllare. È quello che costruiamo noi.
• Saldobrasato: le piastre sono brasate fra loro, senza guarnizioni. È compatto ed economico, ma non si apre: si usa con fluidi puliti, per esempio negli impianti di riscaldamento e refrigerazione.
• Saldato o semisaldato: le piastre, o coppie di piastre, sono saldate per reggere pressioni e temperature più alte o fluidi aggressivi; si apre e si pulisce a mano solo il lato con le guarnizioni, se c’è.

Perché scambia tanto calore in poco spazio

• Superficie: tante piastre sottili danno molta superficie di scambio in un ingombro piccolo.
• Turbolenza: la corrugazione rompe il flusso anche a portate basse; il calore passa meglio e lo sporco si attacca meno.
• Controcorrente: i due liquidi si incontrano in versi opposti e il salto termico resta utile lungo tutta la piastra.
• Lamiera sottile: il calore attraversa pochi decimi di millimetro di acciaio.

Un esempio vero: pastorizzatore per latte da 2.000 l/h

È una macchina che abbiamo costruito noi: un solo telaio con tre pacchi di piastre, cioè tre sezioni. Le temperature e il numero di piastre sono quelli reali.

Il risultato: metà del calore viene dal latte stesso (75 kW), l’altra metà dall’acqua calda (76 kW). Senza la sezione di recupero l’acqua calda dovrebbe dare il doppio, e l’acqua di raffreddamento dovrebbe togliere molto più calore. Lo schema animato è sulla scheda degli scambiatori a piastre.

Come si calcola la potenza termica

La potenza che lo scambiatore deve trasferire si calcola con tre numeri: quanto liquido passa, quanto calore serve per scaldarne un chilo di un grado, e di quanti gradi va scaldato o raffreddato.

Potenza [kW] = portata [l/h] × densità [kg/l] × calore specifico [kJ/kg·K] × salto termico [°C] ÷ 3.600

Esempio, sulla sezione di recupero del pastorizzatore qui sopra: il latte pastorizzato passa da 72 a 38 °C, cioè 34 °C. Con il latte intero (1,02 kg/l e 3,92 kJ/kg·K):

2.000 × 1,02 × 3,92 × 34 ÷ 3.600 ≈ 75 kW

Sono i 75 kW di calore recuperato della macchina vera. Puoi fare lo stesso conto con i tuoi dati nel calcolatore della scheda. Il numero di piastre invece non si ricava da questa formula: dipende dal disegno della piastra, dal fattore di sporcamento e dalla perdita di carico che la tua linea ammette. Quella parte la facciamo noi.

Come sceglierlo: i dati che servono

Per dimensionare uno scambiatore a piastre servono questi dati. Sono le prime domande che ti faremo:

1. Il prodotto: che cos’è, quanto è denso o viscoso, se contiene particelle o fibre.
2. La portata, in litri all’ora.
3. Le temperature del prodotto: in ingresso e in uscita.
4. Il fluido di servizio: acqua calda, vapore, acqua di pozzo o di torre, acqua glicolata, e a che temperatura è disponibile.
5. La perdita di carico ammessa: quanta pressione la linea può perdere attraverso lo scambiatore.
6. La pulizia: se si lava in CIP e quanto spesso.
7. Gli attacchi e lo spazio che hai sulla linea.

Con questi dati decidiamo il numero di piastre, la superficie e quante sezioni servono. Per l’industria alimentare costruiamo piastre e telaio in AISI 316L.

Piastre o tubo in tubo?

Le piastre sono la scelta più efficiente per i liquidi puliti o poco viscosi: latte, siero, vino, birra, bibite, acqua. Con prodotti molto viscosi, con pezzi o con fibre, i canali stretti fra le piastre si sporcano o si intasano: lì serve uno scambiatore tubo in tubo o multitubo, che ha passaggi più larghi.

Pulizia, manutenzione e ampliamento

• Lavaggio in linea (CIP): i nostri scambiatori a piastre sono progettati per lavarsi in linea, senza smontare niente.
• Ispezione: allentando i tiranti la piastra mobile arretra lungo le barre di guida e le piastre si controllano una per una.
• Guarnizioni: sono la parte che si consuma. Si controllano a ogni apertura e si cambiano quando perdono elasticità.
• Ampliamento: per avere più capacità si aggiungono piastre al pacco, fino alla lunghezza del telaio.

Domande frequenti