Les échangeurs de chaleur sont des dispositifs conçus pour transférer de la chaleur entre deux ou plusieurs fluides (c'est-à-dire des liquides, des vapeurs ou des gaz) de températures différentes. Selon le type d'échangeur de chaleur utilisé, le processus de transfert de chaleur peut être gaz à gaz, liquide à gaz ou liquide à liquide et se dérouler à travers un séparateur solide, qui empêche le mélange des fluides, ou à travers un fluide direct. contact.
Types d'échangeurs de chaleur
Sur la base des caractéristiques de conception indiquées ci-dessus, plusieurs variantes d'échangeurs de chaleur sont disponibles. Certaines des variantes les plus courantes utilisées dans l’industrie comprennent :
Échangeur de chaleur en spirale
Les échangeurs de chaleur en spirale sont des unités circulaires contenant deux canaux d'écoulement en spirale concentriques, un pour chaque fluide. Les différents fluides comptent actuellement : un fluide entre au centre de l'unité et s'écoule vers la périphérie, l'autre entre dans l'unité par la périphérie et se déplace vers le centre. Les canaux sont courbés et ont une section transversale uniforme. Il n'y a aucun risque de mélange.
Le canal de produit est normalement ouvert d'un côté et fermé de l'autre. Le canal pour le fluide caloporteur/refroidissant peut parfois être fermé des deux côtés, en fonction de la propreté du fluide caloporteur/refroidissant. Chaque canal possède une connexion au centre et une à la périphérie de l'échangeur thermique.
Pourquoi utilisons-nous un échangeur de chaleur en spirale ?
- Gérer les conditions de température de croisement dans une seule spirale
Le système entièrement à contre-courant (KSH-1) est capable d'échanger de la chaleur même si la différence de température est extrêmement proche.
- Un fonctionnement de longue durée est possible
L'échangeur de chaleur en spirale est très efficace pour être utilisé avec des fluides qui ont tendance à provoquer un encrassement. La géométrie à canal unique réduit l'encrassement et est appelée « autonettoyante ». L'autonettoyage signifie que lorsqu'un encrassement se produit dans le canal en spirale, il est retiré. Parce que tout le flux doit passer par une section d'encrassement. Cela signifie que la vitesse d'encrassement de la section augmente. Un effet de gommage se produira donc.
- Coefficient de transfert de chaleur global élevé
Le passage du flux de l'échangeur de chaleur en spirale crée facilement un flux turbulent. Une vitesse d'écoulement optimale peut être obtenue en sélectionnant le canal en spirale le plus approprié. Un coefficient de transfert de chaleur global élevé peut être obtenu.
- Moins d'entretien
Généralement, lors de l'installation du type en spirale, pour réduire les coûts de maintenance. Comparez cela avec n’importe quel autre échangeur de chaleur
- Gain de place
Le volume de l'équipement SHE est bien compact par rapport à l'échangeur de chaleur Tubeler. L'espace de l'usine peut être économisé et le coût initial de l'usine peut être économisé.
Échangeur de chaleur tubulaire
Un échangeur de chaleur tubulaire (THE) est utilisé pour réchauffer ou refroidir un produit en échangeant de la chaleur entre le fluide de traitement et un fluide de service, qui est généralement de l'eau, de l'eau glacée, du glycol ou de la vapeur. Le fluide de service chaud ou froid circule autour des tubes à l'intérieur du THE et la chaleur est transférée entre le produit et le fluide.
Le taux de transfert de chaleur dépend de la configuration de l'échangeur de chaleur tubulaire, de la différence de température, de la taille des tubes, des turbulences dans l'écoulement et de la vitesse d'écoulement. Différentes configurations sont disponibles et la sélection de la meilleure solution est basée sur les propriétés du fluide de procédé et les objectifs de production. Notre expérience et notre expertise vous aideront à recevoir la meilleure solution pour vos besoins spécifiques en termes d’objectifs de production, de coûts, d’efficacité et de qualité des produits.
Où sont utilisés les échangeurs de chaleur tubulaires ?
L'échangeur de chaleur tubulaire est un équipement de procédé utilisé dans différentes industries, et ses applications sont très diverses et variées. Les avantages des échangeurs de chaleur tubulaires en font des équipements très robustes, fiables et nécessitant peu d’entretien, du fait de l’absence de joints.
- Applications sanitaires : Applications destinées à l'industrie alimentaire avec des conceptions optimisées pour favoriser un bon nettoyage CIP (Clean in Place) du canal de produit, garantissant les meilleures finitions et la vidabilité.
- Applications pharmaceutiques : Applications destinées à l'industrie pharmaceutique, dans lesquelles la certification de rugosité joue un rôle clé, et dont la conception est spécialement étudiée pour éviter la contamination croisée.
- Applications industrielles : applications destinées à l'industrie chimique et pétrochimique (pétrole et gaz), où une haute priorité a été accordée à garantir une longue durée de vie et une haute fiabilité.
Avantages des échangeurs de chaleur tubulaires
Parmi les différentes géométries d'échangeurs de chaleur présentes sur le marché comme les échangeurs à plaques et joints, les plaques soudées, les échangeurs de chaleur en spirale ou à surface raclée, entre autres, la géométrie tubulaire est l'une des plus traditionnellement utilisées.
Les principaux avantages des échangeurs de chaleur tubulaires sont les suivants :
- Faible coût d'entretien
- Pression de travail élevée
- Température de travail élevée
- Traitement de produits particulaires ou fibreux
- Inspection et démontage faciles
- Haute sécurité dans les processus aseptiques
- Facile à agrandir
Échangeur de chaleur à double tube
Un échangeur de chaleur à double tuyau est constitué d'un ou plusieurs tuyaux placés concentriquement à l'intérieur d'un autre tuyau de plus grand diamètre avec des raccords appropriés pour diriger le flux d'une section à l'autre. Un fluide s'écoule à travers le tuyau intérieur (côté tube) et l'autre à travers l'espace annulaire (anneau). Le tuyau intérieur est relié par des coudes de retour en forme de U enfermés dans un boîtier de coude de retour. Un échangeur de chaleur à double tube typique est illustré à la figure 1. Les échangeurs de chaleur à double tube peuvent être disposés en diverses dispositions en série et en parallèle pour répondre à la chute de pression. L'utilisation principale de l'échangeur de chaleur à double tube est le processus sensible de chauffage ou de refroidissement de fluides où de petites surfaces de transfert de chaleur (jusqu'à 50 m2) sont nécessaires. Cette configuration est également très adaptée à l'un ou aux deux fluides à haute pression en raison du plus petit diamètre des canalisations. L’inconvénient majeur est qu’ils sont encombrants et coûteux par unité de surface de transfert thermique.
Où utilisons-nous l’échangeur de chaleur à double tube ?
Il est difficile d’englober toutes les applications des échangeurs de chaleur à double tube. Pour n'en citer que quelques-unes, ils sont populaires dans les applications à haute pression et température telles que les chaudières et les compresseurs, ainsi que dans le chauffage et le refroidissement intelligents dans les systèmes d'ingénierie des procédés. On les trouve dans des domaines allant du raffinage du pétrole à la réfrigération en passant par le traitement des eaux usées et le chauffage des locaux. Il est donc clair que les possibilités sont infinies avec un design aussi utile et élégant. Si l’espace est limité et que la simplicité est primordiale, envisagez un échangeur de chaleur à double tube pour le travail.
Quels sont les avantages de l’échangeur de chaleur à double tube ?
L'échangeur de chaleur à double tube est l'une des conceptions les plus faciles à fabriquer, à ajouter et à réparer grâce à sa conception simple. Ils présentent des avantages uniques par rapport à certaines des conceptions d'échangeurs de chaleur les plus complexes, ainsi que des inconvénients importants. Cet article montrera donc aux acheteurs quand ils devraient – et ne devraient pas – envisager d'utiliser l'un de ces systèmes :
Vous trouverez ci-dessous une liste des principaux avantages de l'utilisation d'un échangeur de chaleur à double tube :
- Ils peuvent bien gérer les pressions élevées et les températures élevées.
- Leurs pièces ont été standardisées en raison de leur popularité, permettant un approvisionnement et une réparation faciles
- Ils constituent l'une des conceptions les plus flexibles, permettant un ajout/retrait facile de pièces.
- Ils ont un faible encombrement qui nécessite peu ou pas d'espace de maintenance tout en ayant un bon transfert de chaleur.
Il est toutefois important de comprendre les inconvénients d’une telle conception, notamment :
- Ils sont limités à des tâches thermiques inférieures à celles d'autres modèles plus grands.
- Même s’ils peuvent être utilisés en flux parallèle, ils ne sont le plus souvent utilisés qu’en régime à contre-courant, ce qui restreint certaines applications.
- Des fuites peuvent se produire, surtout lorsqu’elles sont associées à plusieurs unités
- Les tubes sont facilement encrassés et difficiles à nettoyer sans démonter tout l'échangeur de chaleur
- Si le budget et l'espace existent pour un échangeur à calandre et à tubes, alors une conception à double tube est souvent une méthode de transfert de chaleur moins efficace.
Pour plus d'informations sur les échangeurs de chaleur, contactez Vanne Zeco. Envoyez-les par email à commercial@zecovalve.com ou visitez https://www.zecovalve.com.
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