Dans l’industrie, l’échange thermique est partout.
Il est donc tout naturel que l’échangeur de chaleur prenne une place importante dans les installations industrielles, et il est par conséquent logique de choisir un modèle ou une technologie d’échangeur optimisée pour l’application.
Aujourd’hui, nous faisons le tour des échangeurs tubulaires dans l’industrie.
Il s’agit encore aujourd’hui du type d’échangeur le plus utilisé (près de 60% de part de marché).
Échangeurs tubulaires dans l’industrie : les avantages
Les échangeurs tubulaires ne sont souvent pas les plus performants.
Les échangeurs de chaleur tubulaires sont des échangeurs extrêmement robustes.
C’est là un des principaux avantages de la technologie, car ils sont virtuellement utilisables dans toutes les applications, et capables de résister à des températures et pressions extrêmes tout en acceptant des écarts de température importants.
Corollaire de la robustesse, il s’agit également d’échangeurs très fiables, qui ne sont pas près de manquer à leur propriétaire.
Les inconvénients des échangeurs de chaleur tubulaires
Échangeurs de chaleur à plaques brasées Alfa Laval
Cependant, c’est bien là tout ce que l’on peut leur trouver.
En effet, les échangeurs de chaleur à plaques, leurs principaux concurrents.
Cela est dû à plusieurs facteurs.
Tout d’abord, les échangeurs tubulaires sont extrêmement encombrants.
Ils peuvent mesurer jusqu’à 40 mètres de long et 5 mètres de large, et prennent donc beaucoup de place.
Une place précieuse qui pourrait être réutilisée pour installer un nouveau procédé, un système de récupération d’énergie par stockage, etc.
C’est un des inconvénients majeurs des échangeurs tubulaires.
Autre inconvénient : dans un échangeur tubulaire, la turbulence du fluide est relativement faible, ce qui signifie qu’il est très sujet à l’encrassement.
C’est un réel problème car, dans l’industrie, les fluides utilisés sont souvent sales et déposent donc à l’intérieur des tubes.
La maintenance d’un échangeur tubulaire, du fait de sa taille, n’est pas des plus aisées, et c’est encore un paramètre à prendre en compte lors du choix d’un échangeur.
Les échangeurs thermiques tubulaires ont un troisième inconvénient majeur.
Ils ne sont pas très performants.
Du fait de la faible turbulence et de la surface d’échange moindre (par rapport à un échangeur à plaques), la performance d’un échangeur tubulaire est plutôt faible.
À l’heure où récupération de chaleur, performance et optimisation sont dans toutes les bouches, cela n’ajoute pas à la réputation des tubes.
Les alternatives aux échangeurs tubulaires
La technologie concurrentes des tubes est celle des échangeurs à plaques.
Ceux-ci sont beaucoup plus compacts (seulement 10 à 20% de la place occupée par un tubulaire) beaucoup plus performants, plus faciles à maintenir et beaucoup moins sujets à l’encrassement.
Seul problème : ils sont nettement moins résistants.
Il existe plusieurs technologies dans les échangeurs à plaques.
Les échangeurs à plaques et joints sont les moins résistants, puis viennent les échangeurs à plaques brasées et les échangeurs à plaques soudées.
Malgré tout, ces échangeurs ne supportent pas des températures supérieures à 500°C ni des pressions supérieures à 30 bars.
Ils ne conviennent donc pas à toutes les applications, mais excellent dans la récupération d’énergie.
Un autre inconvénient des échangeurs à plaques est que la perte de charge est importante, du fait de la turbulence élevée, qui améliore l’échange thermique.
Que choisir ?
Il n’est jamais facile de savoir comment choisir un échangeur de chaleur.
Si les caractéristiques de votre application le permettent, il est toujours préférable de profiter de la performance élevée d’un échangeur à plaques.
Ces derniers sont souvent plus chers, mais le retour sur investissement est plus qu’intéressant.
Les fabricants font tout pour que le matériel soit amorti en 1 an, à travers les économies d’énergie, le gain de performance et la réduction de la facture énergétique.
Ils permettent même parfois de gagner tellement d’énergie que les changer tous les deux ans reste intéressant financièrement.
Le plus simple pour choisir reste de vous faire accompagner par un expert thermicien, qui a les connaissances nécessaires pour vous orienter vers la solution la plus adaptée à vos besoins.
