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Serpentino in vetro all'interno di un condensatore da laboratorio.

Un serpentino (o serpentina) è un componente di uno scambiatore di calore costituito da un tubo di diametro ridotto e lunghezza elevata avvolto su se stesso. Questo dispositivo permette lo scambio di calore tra il fluido (liquido o gas) che scorre all'interno del tubo e il fluido all'interno del quale si trova il serpentino.[1]

Può essere costruito in diversi materiali tra cui materiale metallico, vetro o materiale plastico e in questo caso raccolto in grandi rotoli.

Indice

GeometriaModifica

La geometria del serpentino può essere piuttosto variabile; in particolare il tubo può essere avvolto a spirale cilindrica o più raramente a spirale piana o conica.

La lunghezza del tubo, o meglio l'area della superficie esterna del tubo dipende dalla quantità di calore che è necessario scambiare: a parità di area trasversale, lunghezze più elevate permettono di scambiare un quantitativo di calore maggiore.

Può essere montato in serie per aumentare il quantitativo di calore scambiato o in parallelo per aumentare la portata di fluido elaborata.

ApplicazioniModifica

Le applicazioni del serpentino sono innumerevoli, sia in ambito civile sia in ambito industriale.

Viene usato ad esempio nei compressori alternativi, dove è costituito da un tubo metallico atto a dissipare il calore che si viene a formare a causa della compressione dell'aria.

Serpentino elettricoModifica

 
Esempio di serpentino elettrico di riscaldamento.

Con lo stesso nome si indica inoltre un dispositivo elettrico in cui il calore viene generato per effetto Joule:[1] in tal caso la funzione è identica a quella di un normale serpentino di riscaldamento, ma il tubo non è riscaldato da un fluido a temperatura maggiore che scorre all'interno, bensì dalla resistenza opposta al passaggio della corrente elettrica da una fitta spirale in materiale ad alta resistenza elettrica e capace di sopportare le alte temperature (tipicamente in lega di nichel-cromo). La spirale è contenuta nel tubo e in continuità coi due poli esterni cui viene applicata la tensione di rete; la resistenza è isolata elettricamente rispetto alla parete esterna del serpentino e rispetto al corpo del boiler; la superficie esterna del tubo, spesso in lega di rame, isola dall'acqua la resistenza ed il suo isolante e funge da scambiatore di calore di alta efficienza.

Questo dispositivo è utilizzato ad esempio nel comune scaldabagno elettrico.[1]

Un surriscaldamento del serpentino elettrico, dovuto ad esempio a parziale svuotamento del boiler per perdita d'acqua in assenza di alimentazione idrica, è molto pericoloso perché può portare al danneggiamento del tubo in rame e del materiale isolante, con gravissimo rischio di dispersione di elettricità verso la struttura del boiler e, attraverso le tubazioni di distribuzione, gli utilizzatori. Per questo motivo il tubo di rame è messo elettricamente a terra.

NoteModifica

Voci correlateModifica