Un échangeur thermique, ou échangeur de chaleur, est un procédé qui vise à transférer la chaleur d’un fluide vers un autre fluide sans jamais les mélanger. La proximité des deux canaux et une surface de contact permettent le transfert de chaleur. Le principal type d’échangeur thermique est l’échangeur à plaques. Voyons plus en détail son fonctionnement.
Principe de base d’un échangeur à plaques
Un échangeur à plaque est constitué de plusieurs plaques. Elles peuvent être en acier inoxydable, mais aussi dans des matériaux plus spécifiques comme le titane. Leur constitution est due aux différents fluides que l’échangeur va devoir gérer. On retrouve cela principalement dans le domaine industriel.
Les plaques forment des canaux dans lesquels les fluides circulent, souvent à contresens. La forme ondulée des plaques va venir perturber l’écoulement des fluides, ce qui augmente l’efficacité du transfert de chaleur, tout en offrant une surface de contact plus importante. Les fluides vont dans le sens inverse l’un de l’autre, de façon à augmenter l’efficacité du transfert de température.
Néanmoins, en fonction des besoins, les fluides peuvent aller à co-courant, c’est-à-dire tous les deux dans le même sens. Les plaques servent alors toujours à transférer la chaleur, mais le transfert sera moins important, car la surface de contact est plus réduite lorsque les deux liquides vont dans le même sens.
Les différents types d’échangeur à plaque
Échangeurs à plaques brasées
Le brasage est une technique de soudure particulière. Elle permet d’obtenir un échangeur de chaleur pouvant fonctionner à de hautes températures et avec un niveau de pression élevé en raison de sa résistance.
Échangeurs à plaques soudées
On parle de plaques soudées pour des techniques de soudure plus traditionnelles. Le résultat est un échangeur thermique lui aussi solide, mais moins que celui à plaques brasées. On utilise l’un ou l’autre en fonction des contraintes techniques de l’échangeur de chaleur.
Échangeurs à plaques avec joints
Ces échangeurs sont idéaux pour les applications qui nécessitent une maintenance fréquente, car les joints peuvent être facilement remplacés. Ce sont ces joints qui forment les canaux entre les différentes plaques.
Échangeurs à plaques à double paroi
L’échangeur à double paroi est un procédé très efficace, mais plus coûteux à mettre en œuvre, car techniquement plus complexe à réaliser qu’un échangeur plus traditionnel. Sa conception en fait un échangeur où la contamination des fluides est impossible.
Échangeurs à plaques semi-soudées
L’échangeur à plaques semi-soudées est une solution hybride qui mélange plaques soudées et plaques jointes. Cela permet une grande efficacité tout en permettant une maintenance facilitée. On apprécie ce système dans les installations industrielles où les produits sont corrosifs et où la maintenance est régulière.
Chaque type d’échangeur thermique se divise en de nombreuses variétés. Il existe finalement autant d’échangeurs thermiques qu’il y a de besoins industriels, les procédés s’adaptant au besoin et aux contraintes de chaque situation.
