Qu’est-ce qu’un échangeur de chaleur à plaques ?
Un échangeur de chaleur à plaques est un dispositif qui utilise plusieurs plaques pour transférer la chaleur entre deux fluides.
Des plaques minces aux formes complexes sont utilisées pour obtenir des performances élevées en matière de transfert de chaleur. Les caractéristiques de l’échangeur de chaleur à plaques sont son extrême légèreté et sa taille compacte. De plus, la conception peut être facilement modifiée en remplaçant les plaques. Cela permet de construire des systèmes d’échange de chaleur flexibles.
En utilisation continue, l’efficacité thermique se détériore en raison de la saleté et d’autres facteurs. Les échangeurs de chaleur à plaques sont compacts et transportables, ce qui permet de les démonter et de les nettoyer facilement pour rétablir l’efficacité thermique. De nombreux utilisateurs préparent et installent une unité de rechange pour qu’elle puisse fonctionner pendant le nettoyage.
Utilisations des échangeurs de chaleur à plaques
Les échangeurs de chaleur à plaques sont utilisés dans de nombreux secteurs industriels en raison de leurs caractéristiques.
1. Industrie de l’énergie
Dans l’industrie de l’énergie, les échangeurs de chaleur à plaques sont utilisés dans les refroidisseurs d’huile et le traitement des gaz. L’huile de moteur et l’huile d’engrenage s’échauffent pendant le fonctionnement et sont donc refroidies par des échangeurs de chaleur à plaques. De plus, les tours de refroidissement pour le traitement des gaz d’échappement sont refroidies par des échangeurs de chaleur à plaques en raison de l’échauffement du liquide résiduel.
2. Usines chimiques
Cet équipement est également utilisé dans de nombreuses usines chimiques. Le contrôle de la température est très important pour contrôler les réactions chimiques. Les taux de réaction peuvent être ralentis ou accélérés en augmentant ou en diminuant la température des réactifs à l’aide d’échangeurs de chaleur à plaques.
Les échangeurs de chaleur à plaques sont également utilisés dans l’industrie maritime et dans les systèmes de climatisation. Dans l’industrie marine, ils sont utilisés dans les usines de dessalement, tandis que dans les systèmes de climatisation, ils sont utilisés pour refroidir l’eau circulant dans les tours de refroidissement.
Principe des échangeurs de chaleur à plaques
Dans un échangeur de chaleur à plaques, plusieurs plaques métalliques plates, appelées plaques, sont empilées les unes sur les autres. Deux fluides circulent entre elles. Les surfaces des plaques présentent de fines protubérances qui augmentent la surface des plaques et donc le coefficient de transfert de chaleur.
Un fluide est versé sur un côté de la plaque et l’autre fluide est versé sur l’autre côté de la plaque. Lorsque le fluide passe entre les plaques, il touche les surfaces des plaques et échange de la chaleur. Le fluide réfrigérant absorbe la chaleur et le fluide caloporteur la libère.
Types d’échangeurs de chaleur à plaques
Il existe deux principaux types d’échangeurs de chaleur à plaques.
1. Échangeurs de chaleur à plaques à contreventement
Il s’agit d’un échangeur de chaleur à plaques dans lequel des fluides de températures différentes circulent entre des plaques laminées. La chaleur peut être échangée même si les différences de température ne sont pas très élevées. Le principal avantage de cette méthode est sa petite taille par rapport à d’autres échangeurs de chaleur.
Cependant, l’inconvénient est le manque d’entretien dû à la difficulté de démontage. Le coefficient de transfert de chaleur est plus élevé parce qu’il est possible d’obtenir des performances de turbulence élevées dans les plaques. Les turbulences peuvent également être utilisées pour nettoyer automatiquement l’intérieur.
2. Échangeurs de chaleur à plaques avec joints
Il s’agit d’un échangeur de chaleur à plaques dans lequel les plaques sont séparées par des joints en caoutchouc. La principale caractéristique est que l’ensemble de l’unité est démontable. Il possède une structure dans laquelle les plaques sont boulonnées les unes aux autres.
Comme la structure est constituée de plaques de transfert de chaleur empilées, la zone de transfert de chaleur peut être modifiée à volonté en augmentant ou en diminuant le nombre de plaques de transfert de chaleur. Ils sont très faciles à entretenir, relativement compacts et se caractérisent par une grande efficacité d’échange de chaleur.
Autres informations sur les échangeurs de chaleur à plaques
Entretien des échangeurs de chaleur à plaques
L’entretien des échangeurs de chaleur à plaques se déroule souvent dans l’ordre suivant :
- Inspection visuelle pour détecter les fissures.
- Démontage et retrait des joints.
- Rinçage à l’eau suivi d’un nettoyage chimique et d’un nouveau rinçage à l’eau.
- Assemblage après pose des joints.
- Essai d’écoulement du fluide.
Le processus de rinçage comprend un nettoyage au jet et un nettoyage physique à la brosse. Le nettoyage chimique utilise généralement de l’acide nitrique pour éliminer le tartre adhérent, suivi d’un nettoyage neutralisant à la soude caustique. Enfin, la solution chimique est rincée à l’eau.
Comme le nettoyage chimique utilise de l’acide nitrique concentré et de la soude caustique, il existe un risque élevé d’inhalation de gaz d’acide nitreux toxique et de lésions chimiques causées par les produits chimiques. Le nettoyage chimique est donc effectué par des techniciens connaissant les produits chimiques.
Les eaux usées sont également difficiles à traiter, c’est pourquoi, dans la plupart des cas, l’entretien est confié à des entrepreneurs ou à des fabricants spécialisés. Les principaux fabricants proposent également des services d’entretien en tant que produit.