Lo scambiatore di calore serve per realizzare uno scambio di energia termica tra due fluidi che hanno temperature diverse. Lo scambiatore di calore a piastre è costituito da un gruppo di piastre metalliche che vengono corrugate per aumentare la resistenza e lo scambio convettivo.

Questo strumento è indispensabile nell’industria galvanica, che si occupa del rivestimento delle superfici metalliche con metalli come nichel, cromo e titanio.

Come è fatto uno scambiatore a piastre

Le piastre dello scambiatore sono dotate di fori per il passaggio dei due fluidi tra i quali avviene il trasferimento di calore.
Ogni piastra dello scambiatore è a contatto da un lato con il fluido caldo e dall’altro lato con il fluido freddo, in maniera alternata; una guarnizione garantisce la tenuta dei canali tra le piastre e permette di distribuire i fluidi all’interno dei canali tra le piastre, alternativamente.

Lo scambiatore a piastre trova impiego in tutti quei casi in cui è fondamenta e che i componenti abbiano ingombro ridotto e quando a causa di particolari caratteristiche del liquido o di basse velocità i coefficienti di scambio sono bassi e devono essere incrementati.

Applicazioni galvaniche con scambiatore a piastre

Nell’industria galvanica un prodotto viene ricoperto con un metallo, in modo tale che conserva le proprietà meccaniche della base, e acquista in più le caratteristiche del rivestimento, come la resistenza alla corrosione e all’usura, la saldabilità, la conducibilità.

Gli impianti di galvanica sono costituiti da una vasca riempita con una soluzione elettrolitica contenente il sale del metallo da depositare. In questa vasca vengono immersi il pezzo da trattare, che si comporta da catodo, e l’anodo, che può essere costituito dal metallo che deve essere depositato, da un altro metallo inerte o da grafite. La dissoluzione dell’anodo e la deposizione del metallo sul catodo è possibile grazie all’applicazione di una tensione tra i due elettrodi. La conducibilità elettrica tra essi è garantita dalla soluzione elettrolitica.
Il controllo della temperatura è di fondamentale importanza per ottenere un rivestimento senza difetti, ed è qui che entrano in gioco gli scambiatori a piastre.
Gli scambiatori a piastre vengono usati sia per raffreddare che per riscaldare i bagni galvanici. I vantaggi che offrono sono l’ingombro ridotto, che permette l’installazione in spazi ristretti e la flessibilità, data dalla possibilità di aggiungere facilmente nuove piastre. Anche l’elevato coefficiente di scambio termico del scambiatore piastre e la possibilità di lavorare con ΔT tra i fluidi minori di un 1°C costituiscono dei punti in favore.

Un altro aspetto da considerare è la compatibilità tra la soluzione elettrolitica e il materiale dello scambiatore a piastre. Spesso, infatti, le soluzioni elettrolitiche sono aggressive e corrosive. Basti pensare che i bagni per il rivestimento con nichel sono costituiti da solvato di nichel, cloruro di nichel e acido bromico. Quelli per la cromatura hanno come componenti acido cromico e solvato mentre per i rivestimenti in lega di stagno e nichel vengono utilizzati bagni contenenti cloruro di nichel e di stagno, cloruro di ammonio, floruro alogenuro e acido cloridrico.