Les échangeurs de chaleur

Les échangeurs de chaleur, qu’est ce que c’est?

Les échangeurs de chaleur sont des appareils permettant de transférer de la chaleur entre deux fluides à des températures différentes. Dans la plupart des cas, les deux fluides ne sont pas en contact et le transfert s’effectue à travers une surface d’échange. Au sein de la paroi séparatrice, le mécanisme de transmission de la chaleur est la conduction.

Condenseur en série avec l’échangeur

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L’évaporateur de la PAC refroidit le retour du circuit géothermique. Les calories prélevées sont transférées au niveau du condenseur qui augmente ainsi la température de départ du circuit géothermique.

Dans de nombreux cas, les fluides restent monophasiques, qu’ils soient gazeux ou liquides. Il existe toutefois trois grandes catégories d’échangeurs dans lesquelles surviennent des changements de phase: les vaporiseurs ou évaporateurs où l’on vaporise un liquide, les condenseurs où une vapeur est liquéfiée, et les vapocondenseurs dans lesquels les deux fluides changent de phase.

Les différents modèles d’échangeurs

  • Les échangeurs tubulaires

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Les plus: Résiste aux fortes pressions, pour toutes les puissances, économique, accepte des grands écarts de température, peut être utilisé en condensation partielle.                                                                                                         Les moins: Contraintes sur les tubes, difficulté de nettoyage (multitubes), sensible aux vibrations.                           Utilisation: Eau/eau, vapeur/eau, huile/eau, eau surchauffée/eau.

  • Les échangeurs à tube en U

 L’appareil est constitué d’un faisceau de tubes, disposés à l’intérieur d’une enveloppe dénommée calandre. L’un des fluides circule à l’intérieur des tubes et l’autre à l’intérieur de la calandre, autour des tubes.

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 Les plus: Résiste aux fortes pressions, libre dilatation des tubes et du corps, toutes puissances.                              Les moins: Encombrement, prix de revient élevé, débouchage difficile.                                                                Utilisation: vapeur/eau, eau surchauffée/eau, huile/eau, process.

Il s’agit de l’échangeur le plus commun.

  •  Les échangeurs à faisceau tubulaire vertical

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 Les plus: Faible encombrement, l’échangeur peut être plein de condensat, parfaitement adapté à l’échange vapeur haute pression/eau.                                                                                                                                                                  Les moins: Formation de poche d’air                                                                                                                                 Utilisation: Vapeur HP/eau, eau surchauffée/eau, fluide thermique/eau, fumées/eau, process.

  • Les échangeurs à spirales

Il est composé de 2 plaques de métal enroulées pour former une paire de canaux en spirale.

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Les plus: Grande surface de contact, large passage, encombrement réduit, excellent condenseur, autonettoyant.
Les moins: Non démontable, écarts de T limités.
Utilisation: Eau/eau, vapeur/eau, eau surchauffée/eau.

  • Échangeur à ailettes

Il consiste en un conduit cylindrique ou rectangulaire sur lequel sont fixées des lames métalliques de différentes formes.

Les plus: Bon rendement, peut prendre des formes précises.                                                                                                   Les moins: Craint les chocs                                                                                                                                                       Utilisation : eau/air, huile/air, solide/air.

  • Les échangeurs à plaque.

Les meilleures performances sont obtenues avec des échangeurs à plaques. Ces matériels sont constitués de plaques embouties de faible épaisseur assemblées verticalement les unes à la suite des autres.

Les plus: compact, très bons coefficients de transfert, prix compétitifs, peu de pertes thermiques, modulable.
Les moins: Faible écart de T posible, régulation, perte de charge importante, pression de travail limitée.
Utilisation: Vapeur BP/eau, eau/eau, huile/eau, eau surchauffée/eau.