Choisir son échangeur de chaleur industriel, les critères à retenir

Toute industrie nécessite un échangeur thermique pour le bon fonctionnement de ses installations. Cet élément est même crucial pour leur performance. Il assure le transfert de l’énergie entre deux fluides, ce qui est indispensable pour mener vers une efficacité énergétique. Pour cette raison, il est essentiel de bien sélectionner votre échangeur de chaleur industriel. D’ailleurs, il en existe différentes catégories, accessibles en différentes dimensions. Alors, pour le choix de l’échangeur thermique adéquat, considérez certains critères.

Quelle est sa fonction ?

Le critère à prendre en compte lors de la sélection de votre échangeur de chaleur industriel est avant tout sa fonction. En général, cet appareil peut assumer plusieurs activités :

  • Un refroidisseur ou un réchauffeur de fluide ;
  • Un capteur d’énergie ou encore un émetteur d’énergie. L’échangeur se charge donc de prendre ou d’envoyer l’énergie calorifique obtenue lors d’un processus industriel.

  • Pour réfrigérer : son rôle consiste à faire dissiper l’énergie créée vers un milieu extérieur ;

  • Un condensateur pour assurer la condensation d’un gaz : qu’elle soit totale ou partielle ;

  • Pour l’évaporation totale ou partielle d’un liquide.

Le différents types d’échangeur de chaleur.

Les échangeurs thermiques dans les industries peuvent être classés en plusieurs catégories. Pour ce faire, d’une part, vous pouvez considérer le mode de circulation des fluides contenus. D’autre part, vous pouvez prendre en compte la forme de l’échangeur de chaleur industriel.

Pour faire votre choix, vous devez déterminer le type d’échangeur recherché. Il en existe de différentes formes :

  • L’échangeur thermique tubulaire permettant aux fluides de circuler dans des tubes et dans une calandre. Les tubes, quant à eux, se trouvent dans une enveloppe. Ce modèle d’échangeur de chaleur existe également en différentes variétés. Il y a l’échangeur tubulaire monotube, coaxial ou multitubulaire ;

  • L’échangeur de chaleur industriel à joints et plaques, les fluides passent à travers des plaques métalliques. Il est moins encombrant et évite également le mélange des deux fluides. Ici, vous pouvez aussi distinguer l’échangeur à plaques soudées et celui à plaques brasées. Ce dernier s’utilise surtout dans le domaine du génie climatique.

Pour chaque forme, vous pouvez également choisir entre différents modes de circulation :

  • Celle à courants parallèles : les deux fluides entreprennent la même direction et entrent et partent par les mêmes extrémités ;

  • La circulation de fluides à courants opposés où ils prennent tous les deux des sens opposés. Elle crée un écart de température assez grand au niveau de la surface ;

  • Le déplacement à courants croisés qui représente l’intermédiaire entre les deux premiers modes. En d’autres termes, la circulation se fait de manière perpendiculaire.

Son mode de fonctionnement

échangeur de chaleur industrielPour trouver l’échangeur de chaleur industriel adéquat, il convient de considérer son fonctionnement. Pour ce faire, pensez à regarder les points suivants :

  • Sa conduction ou le mode d’échange au niveau des parois. Il s’agit du transfert calorifique qui se produit sur les parois et les tubes. Il s’appuie sur le phénomène d’agitation thermique ;

  • Le rayonnement thermique de l’appareil indiquant les échanges radiatifs produits au niveau des parois et des fluides. Il peut s’agir du rayon infrarouge produit ;

  • La convection ou la transmission calorifique au niveau du fluide et de la paroi ;
  • La perte de charge ou de pression au niveau de l’échangeur. Si celui-ci se trouve en bas de colonne, souvenez-vous, il doit alors avoir une haute pression ;

  • Le niveau de pression entrant et sortant de l’échangeur ;
  • Les températures de sorties ou d’entrées des fluides.

Quel type de fluide circule dedans ?

Pour déterminer votre choix, il est impératif de penser au type d’échange effectué. Celui-ci dépend de votre application :

  • L’échange de chaleur industriel air/air, avec la référence AA. Les fluides sont tous les deux de l’air, celui-ci peut être refroidi ou réchauffé en fonction de l’appareil choisi ;

  • L’échange liquide /air ou LA ;
  • L’échange liquide / liquide ou LL, qui nécessite deux systèmes assurant l’évacuation des calories et le maintien de la température ;

  • L’échange direct/air ou DA. Ici, l’échange s’effectue par un contact direct qui est la plaque ou la source de chaleur.

  • L’échange direct / liquide ou DL : dans ce cas, le système de dissipation chaud et le contact direct assurent la conversion.

La performance de l’échangeur

Un point non négligeable dans votre choix est la performance de l’échangeur de chaleur industriel. Pour l’évaluer, pensez à tenir compte de certains critères :

  • L’écart de température qui démontre l’efficacité et la rapidité du transfert d’énergie au niveau des fluides. Pour ce faire, plus l’écart s’agrandit, plus le transfert demeure efficace. Ce critère est essentiel et varie en fonction de l’utilisation souhaitée ;

  • Le coefficient thermique qui se base sur les matériaux employés et sur la surface de contact ;

  • La capacité thermique pour l’absorption ou le transfert de l’énergie, effectué par le fluide via l’échange. Elle se note en joule par kilogramme kelvin.

Outre la performance de l’échangeur de chaleur industriel, considérez aussi son mode d’entretien. En cas de dysfonctionnement ou d’encrassement, cet appareil n’est plus optimal. Vous risquez donc de faire face à une surchauffe, à une réduction de performance ou à un bruit. C’est pourquoi, son mode d’entretien représente un critère déterminant dans votre choix. Pour ce faire, il peut se nettoyer de différentes manières en fonction du type sélectionné : air ou eau.

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