La serpentina, chiamata anche “scambiatore di calore”, è un tubo dal diametro ridotto e dalla lunghezza elevata avvolto su se stesso a spirale. Può essere composto da vari materiali, tra cui metalli, vetro o plastica. 

Gli usi dei tubi a serpentina sono tantissimi, sia in ambito civile che industriale. La loro geometria può essere variabile. La più frequente è quella in cui il tubo è avvolto a spirale cilindrica. Più raramente è possibile incontrare la versione a spirale piana o conica.

La lunghezza del tubo o, per meglio dire, l’area della superficie esterna del tubo, dipende dalla quantità di calore che deve essere scambiata: a parità di area trasversale, le lunghezze più elevate permettono di scambiare una maggiore quantità di calore. 

I tubi a serpentina possono essere montati in serie, per aumentare il quantitativo di calore scambiato, o in parallelo, per aumentare la portata di fluido elaborata.

Scegliere i tubi a serpentina presenta numerosi vantaggi, tra cui:

ridotti ingombri assiali, in quanto un tubo avvolto su se stesso occupa meno spazio dello stesso tubo dritto;

semplicità di realizzazione che comporta una spesa minore, a parità di area;

minore sporcamento, in quanto la serpentina impedisce alle impurità presenti nel fluido di depositarsi, permettendo anche un’evacuazione più rapida. In questo modo si riduce il numero di manutenzioni, con i relativi costi, e lo scambio termico mantiene la sua efficienza più a lungo;

facilità di pulizia, per i motivi sopra elencati;

possibilità di avere più uscite a diverse temperature.

Le serpentine possono essere usate anche come refrigeranti, facendo passare all’interno del tubo un liquido molto freddo, in grado di attrarre il calore a un secondo fluido esterno alla tubazione.

A livello industriale, i tubi a serpentina trovano largo utilizzo come elaboratori. In questo caso viene fatto scorrere nel tubo un liquido caldo che fa evaporare un secondo liquido esterno, che ha una temperatura più fredda.
Infine, le serpentine vengono spesso utilizzate come surriscaldatori, facendo scorrere all’interno del tubo un vapore che all’inizio risulta essere saturo ma, una volta riscaldato a una temperatura molto più elevata da un fluido esterno, si ottiene la trasformazione in materiale surriscaldato.