Échangeurs de Chaleur

Échangeurs de chaleur

Une unité de refroidissement industrielle qui utilise l'échange de chaleur eau-air.

Figure 1 : Une unité de refroidissement industrielle qui utilise l'échange de chaleur eau-air.

Les échangeurs de chaleur contrôlent les échanges de température entre deux fluides (liquide ou gaz) dans un espace ou un système. Les échangeurs de chaleur fonctionnent en facilitant le transfert de chaleur pour atteindre l'équilibre. Par exemple, pour réchauffer une pièce avec un radiateur, celui-ci se réchauffe et transfère cette chaleur à l'environnement en réchauffant l'air froid. Cet article décrit également les différents types d'échangeurs de chaleur, leurs applications typiques, ainsi que leurs avantages et inconvénients.

Table des matières

Qu'est-ce qu'un échangeur de chaleur ?

Un échangeur de chaleur est un dispositif qui transfère l'énergie thermique. Deux fluides (gaz ou liquide) traversent l'échangeur de chaleur ; l'un est plus chaud que l'autre. L'énergie thermique a une tendance naturelle à l'équilibre, de sorte que l'énergie thermique du fluide le plus chaud se déplace vers le fluide le plus froid. Le fluide le plus chaud se refroidit, et le fluide le plus froid se réchauffe.

Les échangeurs de chaleur transfèrent la chaleur par trois méthodes : la conduction, la convection et le rayonnement :

  • Conduction : Lorsque deux objets de températures différentes se touchent physiquement, l'énergie thermique se déplace du haut vers le bas. Par exemple, une casserole de soupe chaude réchauffera la surface de la table sur laquelle elle se trouve. Dans l'industrie, des appareils tels que les refroidisseurs de processus, les fours et les unités de réfrigération utilisent la conduction.
  • Convection : La convection se produit lorsqu'un fluide entraîne l'énergie thermique d'un autre fluide. Souffler sur une tasse de café chaude pour la refroidir utilise la convection. Les fours industriels à convection utilisent la convection pour faire circuler l'air chaud afin de chauffer, sécher et cuire les matériaux.
  • Les radiations : Le rayonnement se produit lorsqu'un objet émet des ondes électromagnétiques. Les objets plus chauds émettent plus de radiations. L'exemple le plus évident est celui du soleil.

Types d'échangeurs de chaleur

La majorité des échangeurs de chaleur sont conçus comme des serpentins ou des plaques.

  • Bobine : Les tubes droits ou courbes contiennent un fluide. La conduction transfère la température du fluide de l'intérieur du tube à la paroi extérieure du tube. Un deuxième fluide de température opposée transporte alors la chaleur et se réchauffe ou se refroidit dans le processus. Si l'on prend l'exemple de la figure 2, de nombreux échangeurs de chaleur à serpentin sont équipés d'ailettes fixées au serpentin pour augmenter la surface d'échange de chaleur.
  • Plaque : La conception à plaques utilise la conduction à travers des plaques fines pour transférer la chaleur d'un fluide chaud à un fluide plus froid. Les deux fluides se déplacent généralement dans le dispositif dans des directions opposées pour améliorer l'efficacité du transfert. Les échangeurs de chaleur à plaques conviennent pour relier les bâtiments aux centres de chauffage et de refroidissement urbains et pour connecter les éléments d'un système CVC.

Échangeurs de chaleur à serpentin

Échangeur de chaleur à serpentin à tubes ailetés

Un échangeur de chaleur à tubes à ailettes à l'arrière d'un réfrigérateur.

Figure 2 : Un échangeur de chaleur à tubes à ailettes à l'arrière d'un réfrigérateur.

Un échangeur de chaleur à serpentins à ailettes comporte des tubes enroulés reliés par de longues et fines pièces de métal appelées ailettes. La chaleur dans les tubes est conduite dans les ailettes, ce qui augmente la surface avec laquelle un fluide plus froid interagit pour évacuer la chaleur par convection. Comme le montre la figure 2, un exemple courant est le serpentin à ailettes situé à l'arrière d'un réfrigérateur. La chaleur extraite du réfrigérateur pour le maintenir froid est déplacée dans les tubes. L'air derrière le réfrigérateur éloigne la chaleur des tubes et des ailettes.

Les échangeurs de chaleur à serpentins à tubes à ailettes sont également présents sur le marché :

  • Systèmes de conduits
  • Ventilo-convecteurs
  • Unités de traitement de l'air
  • Évaporateurs et condensateurs de climatisation
  • Chauffage de tranchées

Chauffage de tranchée

Une tranchée chauffante dans le sol.

Figure 3 : Une tranchée chauffante dans le sol.

Comme le montre la figure 3, l'installation d'un chauffage en tranchée se fait généralement dans le sol autour du périmètre intérieur d'un bâtiment, en particulier sous les fenêtres. Les chauffages de tranchées utilisent un serpentin à ailettes pour éviter les pertes de chaleur par le sol et la condensation sur les fenêtres. L'eau chaude circule dans le tube du réchauffeur de tranchée. La chaleur du chauffage de la tranchée est transférée à l'air froid près du sol. Cet air chauffé monte et est remplacé par de l'air plus frais, créant ainsi un cycle de convection pour chauffer l'espace.

Chauffage électrique de gaine

Un échangeur de chaleur électrique à gaine utilise des bobines très résistantes qui génèrent de la chaleur. L'air qui circule dans le conduit éloigne l'air chaud des serpentins. Ces échangeurs de chaleur sont également applicables dans les fours et les ventilo-convecteurs. En raison de leur chaleur élevée, les échangeurs de chaleur électriques à gaine ne conviennent qu'aux espaces dans lesquels il est impossible d'accéder accidentellement à l'échangeur de chaleur.

Echangeur de chaleur à microcanaux

Un échangeur de chaleur à microcanaux.

Figure 4 : Un échangeur de chaleur à microcanaux.

Un échangeur de chaleur à microcanaux est une amélioration de la conception du serpentin à tubes à ailettes. Les ailettes d'un échangeur de chaleur à microcanaux sont plus nombreuses et beaucoup plus rapprochées les unes des autres. Certains modèles ont une distance entre les ailettes inférieure à 1 mm. Cette conception augmente considérablement la surface sur laquelle passe un fluide froid, transférant ainsi la chaleur ailleurs.

La plupart des transferts de chaleur par convection proviennent des ailettes de l'échangeur de chaleur, qui reçoivent la chaleur des tubes par conduction. Le transfert de chaleur par les tubes est beaucoup moins efficace que par les ailettes.

Les échangeurs de chaleur à microcanaux utilisent uniquement du réfrigérant et sont applicables dans :

  • Séchoirs à air
  • Groupes de condensation
  • Unités de climatisation résidentielles
  • Refroidisseurs à air

Serpentin de l'évaporateur du four

Un serpentin d'évaporation de four fonctionne avec une unité de climatisation. Il a le même principe de fonctionnement qu'un échangeur de chaleur à serpentin à tubes à ailettes. Un serpentin d'évaporation est le plus approprié pour les grandes maisons ou les petits bâtiments commerciaux pour refroidir l'air dans un espace. Le réfrigérant froid circule dans les tubes du serpentin de l'évaporateur, et l'air chaud de l'unité de climatisation circule sur les tubes. L'air provenant de l'unité se refroidit et retourne dans les conduits du bâtiment. Le réfrigérant du tube se réchauffe suffisamment pour s'évaporer et s'écoule dans un compresseur.

Radiateur

Un radiateur.

Figure 4 : Un radiateur.

Les radiateurs (figure 5) sont courants en Amérique du Nord et en Europe. Les vannes de zone contrôlent le débit d'eau chaude dans la partie supérieure du radiateur par un tube étroit. L'eau s'écoule dans plusieurs tubes verticaux sur toute la largeur du radiateur. Ces tuyaux sont plus larges que le tuyau d'entrée, ce qui ralentit le flux pour augmenter l'efficacité du transfert de chaleur. Par conduction, le radiateur réchauffe l'air environnant. L'air autour du radiateur s'éloigne, laissant la place à l'air plus froid qui s'écoule vers le radiateur. Cela crée un courant de convection qui réchauffe la pièce dans laquelle se trouve le radiateur.

Élément de chauffage de l'eau

Un vieil élément de chauffage de l'eau d'une machine à laver qui doit être remplacé en raison de l'accumulation de calcium.

Figure 6 : Un vieil élément de chauffage de l'eau d'une machine à laver qui doit être remplacé en raison de l'accumulation de calcium.

Un élément de chauffage de l'eau utilise l'électricité ou le gaz pour générer de la chaleur et chauffer l'eau dans un réservoir. L'eau entourant l'élément se réchauffe par conduction et monte. L'eau plus froide remplace l'eau plus chaude, ce qui crée un courant de convection dans le réservoir. Les éléments de chauffage de l'eau s'appliquent à des dispositifs tels que les machines à laver (figure 6), les chauffe-eau et les bassins ouverts des tours de refroidissement.

Chaudière

Une chaudière à gaz

Figure 7 : Une chaudière à gaz

Une chaudière utilise du gaz, du pétrole ou du charbon pour chauffer l'eau ou la transformer en vapeur. L'eau circule dans des radiateurs (voir section radiateurs) reliés à la chaudière. Lorsque l'eau du système se refroidit, elle retourne à la chaudière pour relancer le processus.

Poutre froide

Un échangeur de chaleur à poutre froide est conçu comme un serpentin à tubes à ailettes et est suspendu à un plafond. De l'eau froide circulant dans les tubes de la poutre froide. L'air chauffé près de la poutre froide transfère de l'énergie aux tubes, qui refroidissent l'air et créent un courant de convection pour refroidir un espace. Il en existe deux types : la poutre froide passive et la poutre froide active.

  • Passif : Une poutre froide passive n'utilise pas de ventilateur pour faire circuler l'air.
  • Actif : Une poutre à froid actif est dotée de buses qui canalisent l'air à travers les tubes froids. Les poutres froides actives refroidissent plus efficacement les espaces.

Chauffage de la chaudière

Un fourneau fonctionne de la même manière qu'une chaudière. Cependant, il diffuse de l'air chauffé dans un espace plutôt que d'envoyer de l'eau chaude ou de la vapeur dans les radiateurs. Une chaudière typique possède une flamme alimentée au gaz qui chauffe un échangeur de chaleur, lequel chauffe l'air à l'intérieur de la chaudière. Le ventilateur qui fait passer l'air froid du système de conduits de l'immeuble au générateur de chaleur fait également passer l'air chaud du générateur de chaleur dans le système de conduits. Au fur et à mesure que l'air chaud remplit un espace, l'air plus froid se déplace dans un conduit de retour, qui va vers la chaudière pour être chauffé.

Échangeur de chaleur à coquille et à tube

Un échangeur de chaleur à tubes et à coquilles est constitué d'une grande coquille cylindrique (figure 8, repérée A) avec des tubes (figure 8, repérée B), ou des nids de tubes, à l'intérieur. Le fluide qui s'écoule à travers la coque est le fluide côté coque, et le fluide dans les tubes est le fluide côté tubes. Comme on peut le voir sur la figure 8, les tubes vont tout droit de l'entrée à la sortie. D'autres conceptions de coquilles et de tubes ont des tubes pliés en forme de U une ou plusieurs fois. Les tubes courbés permettent au fluide contenu dans les tubes d'effectuer plusieurs passages dans la coquille. Les chicanes (Figure 8 étiquetée E) à l'intérieur de la coquille forcent le fluide côté coquille à s'écouler à travers la totalité de la coquille pour une efficacité maximale du transfert de chaleur. Les plaques tubulaires (Figure 8 étiquetée G) soutiennent les tubes dans la coque.

Le fluide dans les tubes réchauffe ou refroidit le fluide dans la coquille, ou vice-versa, selon l'application. Un exemple courant dans l'industrie pétrolière est celui de l'huile chaude dans la coque et du fluide froid dans les tubes. Le fluide froid qui s'écoule de l'entrée du tube (figure 8 étiquetée C) à la sortie du tube (figure 8 étiquetée F) refroidit l'huile chaude qui s'écoule de l'entrée de la coquille (figure 8 étiquetée H) à la sortie de la coquille (figure 8 étiquetée D).

Le fonctionnement des échangeurs de chaleur à calandre et à tubes dépend de leur type d'écoulement :

  • Compteur : La figure 8 est un exemple de contre-courant. Les fluides se déplaçant dans des directions opposées du côté de la coquille et du côté du tube sont les plus efficaces pour le transfert de chaleur.
  • Parallèle : Dans un échangeur de chaleur à tubes et coquilles à flux parallèles, les fluides côté coquille et côté tube entrent du même côté et se déplacent dans la même direction. Le changement de chaleur pour chaque fluide est proportionnel.
  • Croix : Les deux fluides circulent perpendiculairement l'un à l'autre dans un échangeur de chaleur tubulaire à flux croisés. En général, les deux fluides sont dans des états différents. Un condenseur de vapeur en est un exemple. La vapeur chaude de l'enveloppe transforme l'eau plus froide en vapeur, qui est ensuite absorbée dans l'alimentation initiale en vapeur.
Un échangeur de chaleur typique à calandre et à tubes : calandre (A), tubes (B), entrée du fluide côté tube (C), sortie du fluide côté calandre (D), chicanes (E), sortie du fluide côté tube (F), plaque tubulaire (G) et entrée du fluide côté calandre (H).

Figure 8 : Un échangeur de chaleur typique à calandre et à tubes : calandre (A), tubes (B), entrée du fluide côté tube (C), sortie du fluide côté calandre (D), chicanes (E), sortie du fluide côté tube (F), plaque tubulaire (G) et entrée du fluide côté calandre (H).

Échangeurs de chaleur à plaques

Les échangeurs de chaleur à plaques relient les bâtiments aux réseaux de chauffage et de refroidissement urbains. Ces échangeurs de chaleur nécessitent moins d'espace que les autres échangeurs de chaleur (par exemple, les échangeurs de chaleur à calandre) qui produisent des échanges thermiques similaires. L'échangeur de chaleur à plaques utilise plusieurs plaques pressées en une pile de plaques par des boulons de serrage. Comme on peut le voir sur la Figure 9, les échangeurs de chaleur à plaques avec joints sont équipés de joints en caoutchouc qui contrôlent le flux de fluide sur la plaque (voir la section sur les échangeurs de chaleur à plaques avec joints ci-dessous). Les plaques reposent sur une barre de guidage pour garantir leur bon alignement. Enfin, la pile de plaques comporte un couvercle fixe et un couvercle mobile. Les ports d'entrée et de sortie se trouvent sur le couvercle fixe. Le couvercle mobile permet de retirer, d'ajouter ou d'entretenir facilement les plaques.

Deux plaques avec des joints en caoutchouc qui entourent leur orifice gauche. Le fluide ne peut pas s'écouler au-delà de ces joints. Des plaques consécutives ont ces joints sur des orifices alternés.

Figure 9 : Deux plaques avec des joints en caoutchouc qui entourent leur orifice gauche. Le fluide ne peut pas passer par ces joints. Les plaques consécutives ont ces joints sur des ports alternés.

Une autre caractéristique importante de la conception de l'échangeur de chaleur à plaques est la présence de rainures sur la surface de chaque plaque. Les rainures jouent trois rôles essentiels :

  • Surface : Les ondulations augmentent la surface de chaque plaque, ce qui accroît le taux de transfert de chaleur.
  • Rigidité : Les ondulations augmentent la rigidité de chaque plaque, ce qui permet d'obtenir des plaques plus fines, dont le taux de transfert de chaleur est plus élevé.
  • Turbulence : Les ondulations créent un flux turbulent, ce qui augmente le taux de transfert de chaleur et empêche le fluide de coller aux plaques.

Il existe des échangeurs de chaleur à plaques à passage unique et à passage multiple. En cas de passage unique, les fluides chauds et froids ne traversent la pile de plaques qu'une seule fois. Avec le multi-pass, les fluides passent plusieurs fois. Si le passage multiple permet un contrôle plus fin de la température, il exige également que les entrées et les sorties soient situées sur des côtés opposés de la pile de plaques. Les échangeurs de chaleur à plaques à passage unique sont donc plus courants car ils sont plus faciles à monter et à démonter.

Joint de plaque d'échangeur de chaleur

Les échangeurs de chaleur à plaques utilisent généralement le contre-courant en raison de son efficacité. Les joints d'étanchéité de chaque plaque alternent leur position. Par exemple, si le fluide froid entrant dans l'échangeur de chaleur traverse la première plaque, la prochaine plaque qu'il traversera sera la troisième. Le fluide chaud traversera la deuxième et la quatrième plaque, et ainsi de suite.

Échangeur de chaleur à plaques brasées

Les échangeurs de chaleur à plaques brasées fonctionnent de la même manière que les échangeurs de chaleur à plaques avec joints. Les plaques brasées sont assemblées à l'aide d'un métal d'apport, par exemple une fine feuille de cuivre entre chaque plaque. Pendant la fabrication, l'échangeur de chaleur à plaques brasées est chauffé à une température suffisamment élevée pour faire fondre le cuivre mais pas les plaques, qui sont en acier inoxydable. Les avantages d'une plaque brasée par rapport à une plaque d'étanchéité sont qu'elle est moins susceptible de fuir, qu'elle est plus compacte et qu'elle est légèrement plus efficace. Cependant, l'unité entière doit être remplacée si un échangeur de chaleur à plaques brasées est endommagé.

Échangeur de chaleur à plaques soudées

Un échangeur de chaleur à plaques soudées comporte des plaques qui sont soudées entre elles. L'avantage de cet échangeur de chaleur à plaques par rapport aux autres est qu'il peut fonctionner à des températures et des pressions plus élevées. Par conséquent, les échangeurs de chaleur à plaques soudées sont les plus adaptés aux applications industrielles.

Echangeur de chaleur à microplaques

Les échangeurs de chaleur à microplaques sont soit à joints, soit à brasage. Le principal avantage d'un échangeur de chaleur à microplaques est la conception ondulée de chaque plaque. Les échangeurs de chaleur à plaques traditionnels utilisent un design en arête de poisson ou en chevron, tandis que les échangeurs de chaleur à microplaques utilisent de nombreuses petites fossettes. Les fossettes permettent au fluide de se déplacer plus uniformément sur la plaque et augmentent la turbulence, ce qui permet un transfert de chaleur plus efficace.

Échangeur de chaleur à plaques caréné

Un échangeur de chaleur à plaques canalisé fait partie d'une unité de traitement de l'air qui alimente une climatisation centrale. La conception de cet échangeur de chaleur à plaques utilise la chaleur de l'air évacué pour faire en sorte que l'air frais entrant dans l'espace soit chaud plutôt que froid. L'air chaud évacué traverse des plaques orientées en diagonale par rapport à d'autres plaques traversées par de l'air froid frais.

Échangeur de chaleur à coquille et à plaques

Un échangeur de chaleur à coquille et à plaques combine les principes de fonctionnement d'un échangeur de chaleur à coquille et à tubes avec un échangeur de chaleur à plaques. Les plaques à l'intérieur de la coque sont circulaires et comportent un orifice supérieur et inférieur. Les plaques sont soudées ensemble pour former une pile de plaques. L'échangeur de chaleur fonctionne avec un flux à contre-courant. Le fluide chaud entre du côté de la coquille et s'écoule sur et vers le bas des plaques sans s'infiltrer dans celles-ci. Le fluide froid pénètre du côté de la plaque et circule entre les plaques.

Autres types d'échangeurs de chaleur

Échangeur de chaleur à roue rotative

Un échangeur de chaleur à roue rotative avec de l'air d'échappement chaud (en haut) et de l'air frais froid (en bas).

Figure 10 : Un échangeur de chaleur à roue rotative avec de l'air d'échappement chaud (en haut) et de l'air frais froid (en bas).

Un échangeur de chaleur à roue rotative est similaire à un échangeur de chaleur à plaques car il utilise l'air chaud évacué pour refroidir l'air frais. L'air d'échappement chaud (figure 10, en haut) chauffe une partie de la surface de la roue. Cette surface chauffée tourne vers le canal d'admission (figure 10, en bas) pour chauffer l'air frais. Un moteur et une courroie entraînent la rotation de la roue par deux canaux.

Caloduc

Un chauffe-eau solaire (Figure 11) est une application courante des caloducs. Un caloduc individuel est constitué d'un tube en verre qui renferme un tube en cuivre. Le tube de cuivre se réchauffe sous le soleil, et le tube de verre empêche la chaleur de s'échapper. Un joint sur le caloduc maintient le mélange d'eau à l'intérieur du tuyau à basse pression. Cela permet au mélange de se vaporiser en vapeur à des températures plus basses. La vapeur se déplace vers le haut du caloduc, qui se connecte au tuyau principal qui contient tous les caloducs du système. La chaleur au sommet du caloduc est transférée à l'eau froide qui circule dans le tuyau principal, chauffant ainsi l'eau.

Un chauffe-eau solaire.

Figure 11 : Un chauffe-eau solaire.

Dissipateur thermique

Un dissipateur thermique est composé d'ailettes longues et étroites montées sur une base qui se trouve à proximité d'une source de chaleur. La chaleur de la source est conduite dans la base du dissipateur thermique et se dissipe ensuite à travers les ailettes. L'air ou le liquide se déplace sur les ailettes du dissipateur thermique pour évacuer la chaleur par convection. Comme le montre la figure 12, un exemple courant est le dissipateur thermique d'un processeur d'ordinateur.

Un dissipateur thermique refroidit un processeur d'ordinateur.

Figure 12 : Un dissipateur thermique refroidit un processeur d'ordinateur.

Tableau récapitulatif des échangeurs de chaleur

Heat Exchanger Type Fonctionnement de base Exemple(s) d'application(s) Avantages et inconvénients
Bobine à tubes à ailettes

Bobine

L'air pousse la chaleur des tubes chauds reliés par de fines plaques métalliques. Dos du réfrigérateur

Systèmes de conduits

Pompe à chaleur

Efficace pour transférer la chaleur à l'air. Pas idéal pour le transfert de chaleur entre liquides.
Chauffage de tranchée La chaleur du tube et des ailettes maintient le plancher chaud et la condensation hors des fenêtres. Plancher intérieur du bâtiment sous les fenêtres Utilisable avec n'importe quel matériau de finition du sol.
Chauffage électrique de gaine L'air repousse la chaleur des serpentins chauffés électriquement. Chauffage des locaux

Chauffer les flux de gaz en mouvement

Fournissent un chauffage uniforme sur un flux d'air provenant d'un conduit, mais ne sont pas facilement accessibles.
Microchannel Similaire au serpentin à tubes à ailettes, mais les plaques métalliques fines sont plus rapprochées, ce qui améliore l'efficacité du transfert de chaleur. Pompe à chaleur

Turbine à gaz d'avion

Plus efficace que le tube à ailettes standard, mais les fluides qui le traversent subissent une chute de pression plus importante.
Serpentin de l'évaporateur du four Le réfrigérant contenu dans les tubes refroidit l'air chaud provenant d'une unité de climatisation. Climatisation Augmentent le refroidissement de l'air mais nécessitent un entretien minutieux
Radiateur L'eau chaude ou la vapeur circule dans des tubes pour chauffer l'air autour du radiateur et créer un courant de convection dans l'espace. Chauffage des locaux Plus propre et plus sûr que le chauffage par conduits. Aussi efficace que le chauffage par conduits.

Cependant, une chaudière coûte plus cher à remplacer qu'un four.

Élément de chauffage de l'eau Un tube chauffé électriquement chauffe l'eau d'un réservoir. Lave-linge Coûts initiaux faibles et sécurité. Coûts d'exploitation élevés et temps de chauffage lent.
Chaudière Le gaz, le pétrole ou le charbon chauffe l'eau qui alimente les radiateurs. Chauffage des habitations et des petits locaux commerciaux Efficacité énergétique et économique, mais coûts initiaux élevés
Poutre froide L'eau froide dans un tube refroidit l'air chaud au sommet d'un espace. Rafraîchir les grands ou petits espaces

Écoles

Hôpitaux

Réduire l'espace au sol nécessaire mais avoir des coûts de fonctionnement plus élevés à cause du pompage.
Fourneau Une flamme à gaz chauffe des tubes qui chauffent ensuite l'air ambiant qui sera acheminé dans les conduits d'un bâtiment. Chauffage domestique Un chauffage fiable et un entretien réduit. Les fours électriques sont coûteux à faire fonctionner et les fours à gaz présentent des risques dangereux.
Coquille et tube Les tubes dans un récipient cylindrique chauffent ou refroidissent le fluide dans le récipient. Huile fraîche Ils peuvent fonctionner à des températures et des pressions plus élevées que les échangeurs de chaleur à plaques et ont une perte de charge plus faible. Cependant, ils ne sont pas aussi efficaces que les échangeurs de chaleur à plaques.
Joint d'étanchéité

Plaque

Les joints en caoutchouc contrôlent l'écoulement des fluides chauds et froids pour échanger de la chaleur entre les fines plaques métalliques. Chauffe-eau

Isolation de la pompe à chaleur

Plus facile à monter, à démonter et à nettoyer que les autres types de plaques. Pas aussi efficace que les autres types de plaques.
Brasé Similaire au joint d'étanchéité mais les plaques sont brasées ensemble. Condenseur

Évaporateur

Refroidisseur d'huile ou de gaz

Plus efficace que les types de joints, mais la pile de plaques entière doit être remplacée.
Soudé Similaire au joint d'étanchéité mais les plaques sont soudées ensemble Haute pression et température Échange thermique industriel Peut fonctionner à des températures et des pressions plus élevées que les autres types de plaques, mais l'ensemble de la pile de plaques doit être remplacé.
Micro Les plaques ont une plus grande surface et le fluide est distribué plus uniformément sur les plaques. Identique au joint et au brasage Plus efficace que le joint et le brasage.
Conduite d'air L'air chaud évacué et l'air froid soufflé circulent dans des canaux en diagonale l'un par rapport à l'autre. Unités de traitement de l'air L'humidité ne se transfère pas entre les flux de fluides.
Coquille et plaque Un fluide dans une coquille cylindrique s'écoule sur une pile de plaques circulaires soudées entre elles, qu'un autre fluide peut traverser. Températures et pressions plus élevées que celles des tubes et tuyaux Plus efficace que le tube et la coque, mais l'ensemble de la pile de plaques doit être remplacé.
Roue rotative

Autre

Les gaz d'échappement chauds chauffent une partie d'une roue rotative, qui se déplace ensuite dans un canal pour réchauffer l'air froid soufflé. Récupération de la chaleur de l'air dans le système de ventilation Peut traiter des volumes d'air plus importants mais l'humidité se déplace entre les deux flux de fluide.
Caloduc Un mélange d'eau à basse pression se vaporise et se déplace dans un tube pour chauffer un canal d'eau froide. Chauffe-eau solaire Fonctionnement rentable mais coûts initiaux élevés
Dissipateur thermique La chaleur est transférée dans la base du dissipateur et se dissipe par les ailettes fixées à la base. Composants électriques Les dissipateurs thermiques en cuivre conduisent mieux la chaleur que les dissipateurs thermiques en aluminium. Cependant, ils sont également plus coûteux et plus lourds.

FAQs

Quel type d'échangeur de chaleur est le plus efficace ?

En général, les échangeurs de chaleur à plaques sont plus efficaces que les échangeurs de chaleur à serpentins. Cependant, l'échangeur de chaleur le plus efficace pour une application dépend de cette dernière.

A quoi sert un échangeur de chaleur ?

Un échangeur de chaleur utilise un fluide chaud ou froid pour chauffer ou refroidir un autre fluide. Dans de nombreuses applications, cela permet de contrôler la température sans mélange indésirable des fluides.

Quels sont les avantages d'un échangeur de chaleur ?

La plupart des échangeurs de chaleur n'ont pas besoin de dispositifs supplémentaires pour fonctionner, comme un compresseur d'air.