L’échangeur thermique est un composant essentiel de nombreuses installations thermiques. Son domaine d’utilisation est vaste, que ce soit en milieu domestique ou dans le monde industriel. Mais en quoi ça consiste ?
Echangeur thermique : définition et présentation du principe
De l’avis de nombreux étymologistes, le terme « échangeur thermique » est une bavure de langue du fait que le dispositif ne produit pas vraiment un échange, mais plutôt un transfert. Effectivement, le principe de cet appareil est de transmettre l’énergie thermique d’un fluide vers un autre, sans que les deux matières ne se mélangent. Dans un terme plus technique, on parle de convection, ou plus précisément le transfert de chaleur à la fois par advection (transfert par mouvement des fluides) et par diffusion.
La typologie des échangeurs distingue ainsi 3 types de systèmes :
- Echangeur à co-courant où les deux fluides circulent dans le même sens ;
- Echangeur à contre-courant où les deux fluides circulent en sens opposés ;
- Echangeur à courants croisés où les axes de circulation des deux fluides sont perpendiculaires.
En ce qui concerne les caractéristiques des fluides, le marché propose un plus large choix de modèles : à eau, à air, à huile, à vapeur, à liquide caloporteur… A noter que le transfert de chaleur est optimal à mesure du niveau de conductibilité du matériau de l’échangeur. Cet aspect détermine aussi le niveau de déperdition thermique lors du transfert. On distingue aussi plusieurs types d’échangeurs de chaleur, en fonction du matériau et de la nature du conducteur :
- Les échangeurs tubulaires composés de longs tubes accueillant le premier fluide, disposés dans une calandre à l’intérieur de laquelle circule le second fluide
- Les échangeurs à plaques : ces modèles sont constitués de plaques en alu, acier ou dans un matériau synthétique, disposées en plusieurs couches avec espacement de quelques millimètres de façon à créer de la convection.
Echangeur thermique : utilisations
L’échangeur thermique s’utilise dans un large éventail d’activités utilisant de l’énergie thermique.
- Le chauffage et la production d’eau chaude sanitaire : chaudières, radiateurs,
- Les systèmes frigorifiques : réfrigérateur, climatiseur, refroidisseur
- Le confinement d’un compartiment sensible, comme dans le cadre d’une centrale nucléaire…
De manière générale, les échangeurs de chaleur sont mis à contribution dans les installations thermiques au sein des foyers, dans les cuisines de restaurants, dans les unités d’industrie alimentaire ou agroalimentaire, dans l’industrie chimique, ainsi de suite.
Dans tous les cas, il s’agit d’un élément de dispositif thermique avantageux, du fait qu’il peut être utilisé pour récupérer les calories émises et perdues à l’utilisation d’autres appareils (compresseurs, etc), puis les réutiliser pour d’autres utilisations. Encore faut-il choisir le bon échangeur.
Echangeur thermique : comment en choisir ?
La catégorie des échangeurs thermiques est donc large et diversifiée. Pour choisir, il faut déjà définir ses besoins en puissance et en différentiel de chaleur, grandement fonction du principe des échangeurs en lice et de leur technologie respective. Il faut également considérer le matériau du conducteur, la dimension, etc, dont dépend l’efficacité du dispositif. Pour éviter de perdre du temps dans l’étude des offres, on peut aussi se confier à un spécialiste des matériels thermiques et de l’ échangeur thermique, comme Airflux qui est également spécialiste confirmé des fluides industriels.