lPourquoi a-t-on recours aux échangeurs de chaleur dans l’industrie ? À quoi servent-ils, et pourquoi est-il important de choisir un modèle performant ?
Un échangeur de chaleur est un appareil vital au bon fonctionnement d’une installation industrielle, et surtout à sa performance.
Choisir un modèle adapté et performant est donc indispensable à une bonne gestion des coûts et de l’efficacité énergétique d’une installation.
Qu’est-ce qu’un échangeur de chaleur ?
Un échangeur de chaleur, ou échangeur thermique, est un appareil permettant de transférer de l’énergie thermique (c’est-à-dire de la chaleur) d’un fluide à un autre.
Il existe diverses technologies, mais les échangeurs les plus représentés sont les échangeurs à plaques et les échangeurs tubulaires.
Les échangeurs de chaleur dans l’industrie peuvent assurer de nombreuses fonctions. Voici leurs principaux rôles :
- Préchauffer ou refroidir un liquide ou un gaz, par exemple de l’air.
- Récupérer de l’énergie thermique (de la chaleur). Une fonction très intéressante, si vous vous intéressez comme nous à la performance énergétique de vos installations.
- Réfrigérer, c’est-à-dire dissiper l’énergie produite vers un milieu extérieur. Lorsqu’on refroidit grâce à l’air, on parle d’aéroréfrigérant, qui peut être sec ou humide.
- Capter ou émettre de l’énergie thermique. Dans ce cas, l’échangeur est en charge de capter l’énergie et la transmettre vers l’endroit où elle sera utilisée. Exemple concret : nos radiateurs, qui captent la chaleur du système de chauffage et la transmettent vers l’air ambiant des pièces que nous chauffons.
- Condenseurs. L’échangeur assure la condensation partielle ou totale d’un gaz.
- Évaporateurs. L’échangeur assure tout ou partie de l’évaporation d’un liquide.
Mais un modèle d’échangeur de chaleur est souvent en mesure d’assurer plusieurs de ces rôles sen fonction de l’installation dans laquelle il est utilisé.
Voilà pourquoi il est si difficile de choisir un modèle d’échangeur de chaleur !
Échangeur de chaleur dans l’industrie et performance énergétique
L’échangeur de chaleur est donc un élément indispensable et polyvalent, qu’il convient de choisir avec minutie, surtout si vous songez à remplacer un modèle antérieur. F
ace aux défis que notre société a à relever, elle se doit d’être de plus en plus performante énergétiquement, et il est nécessaire que nous parvenions à une meilleure gestion des moyens énergétiques et financiers.
Or, l’échangeur de chaleur est un élément essentiel lorsqu’on mentionne la performance énergétique.
Si vous pensez que performance énergétique et gestion de l’énergie riment avec gouffre financier, détrompez-vous.
L’optimisation de la récupération de chaleur comme des installations et procédés industriels est souvent source de rentabilité, tant aux niveaux énergétique que financier. Cependant, afin d’atteindre une rentabilité maximale, il faut assurer l’optimisation avec minutie.
Selon le Groupe de Recherche sur les échangeurs thermiques (GRETh), on considère que plus de 90% de l’énergie thermique utilisée dans l’industrie passe, à un moment ou à un autre, par un échangeur de chaleur.
Vous comprenez alors pourquoi il est indispensable de choisir un modèle adapté à l’application, et surtout extrêmement performant !
Choisir son échangeur de chaleur dans l’industrie
Tout d’abord, sachez qu’il existe de nombreux fabricants d’échangeurs de chaleur : pour vous aider, nous avons listé les principaux sur cette page.
Le choix que vous allez effectuer est déterminant pour la performance de votre installation comme pour la gestion de vos coûts (à l’achat, et sur le long terme bien entendu).
Les échangeurs de chaleur peuvent être triés selon plusieurs critères, mais c’est le plus souvent la technologie d’échange thermique utilisée qui sert de point de départ. On distingue donc, globalement, les échangeurs tubulaires des échangeurs à plaques.
Sachez également qu’on trouve souvent d’autres informations sur les échangeurs :
- Le processus d’échange : Conduction (échange à travers les parois) – Convection (échange entre fluides et parois) – Rayonnement (échange radiatif entre les fluides, rarement utilisé sauf pour les applications à haute température).
- Le sens d’écoulement des fluides : à co-courants (les fluides circulent de façon parallèle et dans le même sens) – contre-courants (les fluides circulent de façon parallèle mais dans des directions opposées) – à courant croisés (les fluides circulent de façon perpendiculaire).
Echangeurs de chaleur Alfa Laval AXP, capables de supporter des pressions jusqu’à 167 bars à 90°C
Pour choisir votre échangeur, vous devez considérer de nombreux paramètres :
- Les fluides utilisés dans votre procédé.
- L’état des fluides : sont-ils monophasiques, diphasiques, sales, etc.
- Les conditions d’utilisation de l’échangeur : quelles sont les températures les pressions et la perte de charge maximales ?
- L’encrassement potentiel induit par les fluides que vous utilisez. Cette question est primordiale car elle vous aide à éliminer certains modèles d’échangeurs s’ils sont trop sensibles.
- Les risques de fuites et le taux de sécurité nécessaire dans l’installation.
- L’encombrement : si vous devez choisir un échangeur compact, vous aurez accès à moins de modèles.
- Le prix : vous devez bien évidemment déterminer votre budget.
Pour des applications relativement communes, c’est souvent un problème, car il existe, comme pour tous les produits, plusieurs gammes de prix dans les échangeurs de chaleur.
Si votre installation dépend presque entièrement de la performance de l’échangeur, n’hésitez pas à investir plus.
Choisir un échangeur de chaleur dans l’industrie n’est donc pas chose aisée, parce que le choix d’un modèle parfaitement adapté à votre application permettra à coup sûr de réaliser d’importantes économies sur votre consommation énergétique, et d’optimiser vos process.
Si après cette lecture tout vous semble encore flou, ou si vous n’êtes pas sûr de connaître parfaitement les conditions d’utilisation d’un échangeur dans votre application, n’hésitez pas à faire appel à un expert thermicien.
