Il peut être difficile de ne pas se perdre dans le marché très peuplé des échangeurs de chaleur.

Pourtant, l’échangeur de chaleur se retrouve dans toutes les installations industrielles, et il est une pièce maîtresse de leur efficacité et de leur performance.

Voici quelques conseils pour choisir son échangeur à plaques dans l’industrie.

A plaques ou pas à plaques ?

échangeur à plaques dans l'industrie

Usine de Port Talbot, Écosse.

Il faut avant toute chose préciser qu’il existe deux technologies principales au sein des échangeurs de chaleur.

Il s’agit des échangeurs tubulaires et des échangeurs à plaques.

La plupart des fournisseurs proposent les deux types.

Les échangeurs de chaleur tubulaires ont pour principal avantage leur robustesse.

Il s’agit d’appareils capables de résister à des pressions et à des températures extrêmes, mais qui sont très imposants (plusieurs dizaines de mètres de long et de large) et peu performants.

Cela signifie que s’ils sont adaptés à la plupart des applications, ils ne constituent pas forcément la meilleure solution dans tous les cas.

D’un autre côté, les échangeurs à plaques sont beaucoup plus compacts, plus performants, mais moins résistants.

Tout dépend donc de l’application dans laquelle l’échangeur sera utilisé.

Il faut toutefois garder en tête que la performance énergétique permet très souvent de réaliser beaucoup d’économies d’énergie, et qu’il peut être plus intéressant de choisir un modèle performant et moins résistant, quitte à le remplacer plus souvent.

Les échangeurs de chaleur à plaques sont constituées de beaucoup de plaques parallèles les unes aux autres (« en mille-feuille »).

Elles possèdent une surface ondulée, afin d’améliorer la turbulence du fluide qui y circule, et donc l’échange thermique.

Du fait de la technologie utilisée, ce type d’échangeur est très adaptable, parce qu’il est très facile d’ajouter ou de retirer des plaques en fonction des besoins du moment.

Échangeurs à plaques dans l’industrie : quelles technologies ?

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échangeur à plaques dans l'industrie

Échangeurs à plaques assemblées par fusion Alfa Laval AlfaNova

 

Il existe plusieurs modèles d’échangeurs de chaleur à plaques.

Plaques et joints

La technologie la plus courante est celle des « plaques et joints » : les plaques sont maintenues entre elles par des joints qui assurent l’étanchéité.

Il s’agit d’une technologie très courante, pour laquelle l’offre est abondante.

Cependant, ces appareils résistent mal à de hautes températures et pressions, car les joints sont fait de polymères.

Pour des applications plus exigeantes, les fabricants proposent donc des modèles « à plaques brasées ».

Plaques brasées

Dans les échangeurs de chaleur à plaques brasées, les joints sont remplacés par une brasure au cuivre.

Ces modèles supportent donc des conditions d’utilisation plus dures, mais ne sont pas aussi résistants que les modèles soudés, dont les plaques sont, comme leur nom l’indique, soudées entre elles.

Plaques soudées

Les échangeurs de chaleur à plaques soudées sont le plus souvent fabriqués en acier inoxydable, mais peuvent aussi, en fonction du fluide qui y circulera, être conçus en graphite, en titane, ou en d’autres alliages.

Seul problème de cette technologie : les appareils ne sont pas démontables.

La maintenance est donc rendue beaucoup plus difficile.

Dernière technologie de pointe, Alfa Laval, un des leaders de l’échange thermique, a mis au point des échangeurs de chaleur à plaques assemblées par fusion, qui sont encore plus résistants que les modèles soudés (voir image).

Si l’application dans laquelle l’échangeur doit être utilisé est extrême en terme de pression et/ou de température, la technologie des plaques ne sera malheureusement plus adaptée : il faudra se diriger vers un modèle tubulaire.

Choisir un échangeur à plaques

Il n’est pas évident de choisir un modèle d’échangeur, tant l’offre est abondante.

Cela dit, avant même de vous adresser à un expert, tâchez de réunir ces quelques informations afin de faciliter l’analyse de votre situation :

  1. Le type de fluides.
    Il faut connaître les caractéristiques des fluides qui circuleront dans l’échangeur. Sont-ils visqueux ? Sales ? Vont-ils encrasser l’échangeur facilement ?
  2. Les températures d’entrée et de sortie.
    Il faut également savoir à quelles températures les fluides doivent entrer et sortir, de façon à dimensionner l’échangeur correctement.
  3. Les pressions d’entrée et de sortie.
  4. La place de l’échangeur.
    Quel rôle aura l’échangeur dans l’installation ? S’agira-t-il d’un évaporateur ? D’un condenseur ? Viendra-t-il rendre un fluide plus visqueux ?
  5. La perte de charge.
    Les échangeurs à plaques sont conçus pour donner au fluide une forte turbulence, ce qui permet de réduire l’encrassement jusqu’à 25%.
    Mais si le fluide est turbulent, il perd nécessairement en pression.
    La perte de charge désigne la « quantité » de pression que l’on peut « perdre » dans l’échangeur, en fonction de l’application.

En transmettant toutes ces informations à un expert, il sera capable de dimensionner votre échangeur et de vous diriger vers un modèle adapté à vos besoins.