Les différents types d’échangeur thermique et leur fonctionnalité

L’échangeur de chaleur est un appareil qui permet le transfert de la chaleur d’un fluide chaud vers un autre fluide froid.

Ces deux fluides n’échangent rien à part la chaleur. Qu’est-ce qu’un échangeur thermique ? Quels sont les différents types d’échangeur de chaleur ? Comment se fait le transfert de chaleur ?

Echangeur thermique – qu’est-ce que c’est ?

Un échangeur thermique ou échangeur de chaleur désigne un équipement qui permet le transfert d’un flux de chaleur entre deux fluides (chaud et froid). L’échange se fait à travers une paroi pour éviter le contact direct. Afin que les deux fluides ne se mêlent pas, il faut s’assurer que la paroi soit bien solide et dotée d’une conductivité thermique élevée. Dans une chaudière par exemple, c’est grâce à l’échangeur thermique que l’énergie calorifique peut se transférer. Le fluide chauffant ou fluide primaire viendra chauffer l’eau. Castel CT est un fabricant d’échangeur en métaux spéciaux et autres équipements industriels depuis 2005. Cette société est en mesure de fournir des échangeurs thermiques pour toutes les applications industrielles.

Les différentes applications des échangeurs thermiques

Les échangeurs de chaleur ont des applications très diverses dans le domaine industriel. Ces équipements sont généralement fabriqués sur-mesure pour offrir une solution thermique adaptée à chaque utilisation. Voici quelques domaines d’applications des échangeurs de chaleur :

• Chauffage ou refroidissement d’un liquide ou d’un gaz,
• Refroidissement d’un gaz ou d’un liquide dans le but de dissiper l’énergie thermique,
• Restitution de chaleur qui se fait soit par captation soit par émission thermique,
• Système d’humidification qui permet de faire passer un corps à l’état gazeux à l’état liquide,
• Evaporation de certains liquides,
• Etc.

Il faut noter que de nombreux paramètres contribuent à l’efficacité des transferts de chaleur entre les deux fluides. Les principaux facteurs sont la circulation des fluides, le type de fluide, les matériaux utilisés pour la fabrication de la paroi de l’équipement, la vitesse de circulation du fluide et enfin la différence de température entre les deux fluides.

Quels sont les différents types d’échangeurs de chaleur ?

Il existe plusieurs types d’échangeur thermique, mais le plus commun, c’est l’échangeur à plaques. Celui-ci se compose d’un empilement de plaques rainurées entre lesquelles un liquide circule. Cet équipement offre des coefficients de transfert élevés et des vitesses de liquide faibles. Outre l’échangeur à plaque, il y a aussi l’échangeur coaxial, l’échangeur à faisceau tubulaire horizontal et l’échangeur à faisceau tubulaire vertical.

Dans un échangeur coaxial, un fluide chaud circule dans le tube intérieur en inox et un autre liquide froid circule entre ce même tube et une enveloppe en verre. En ce qui concerne l’échangeur à faisceau tubulaire horizontal, il est constitué d’un faisceau de tubes à l’intérieur desquels circule l’un des fluides. Ces tubes sont placés à l’intérieur d’une calandre autour desquels circule l’autre fluide. Le dernier type, c’est l’échangeur à faisceau tubulaire vertical. Celui-ci fonctionne de la même manière que l’échangeur de chaleur à faisceau tubulaire horizontal. Ce qui fait la différence, c’est qu’il occupe moins de place au sol.

Quel que soit le type d’échangeur, le principe de fonctionnement reste plus ou moins le même. Dans un échangeur de chaleur, la présence de deux fluides, de même nature ou non, est indispensable. Ces deux fluides doivent être séparés par une paroi en aluminium, en acier, en inox, en cuivre ou en métaux spéciaux. Afin de permettre le transfert de chaleur, il faut qu’il existe une différence de température entre les deux éléments. Il faut préciser que la chaleur circule toujours du plus chaud vers le plus froid. Pour y parvenir, le fluide primaire doit être chauffé (par combustion de gaz, de fioul, par des résistances électriques ou encore par la récupération de l’énergie solaire. Lorsque le liquide primaire est chauffé, il transmet sa chaleur au liquide secondaire. Ce dernier va ensuite alimenter le circuit de chauffage.