Types d'échangeurs de chaleur pour le chauffage : comment les comprendre et choisir le bon ?

L'échangeur de chaleur est un élément intégral du système de chauffage, dans lequel processus d'échange de chaleur entre plusieurs environnements.

Il existe plusieurs types d’échangeurs de chaleur.

A quoi sert un échangeur de chaleur ECS dans un système de chauffage ?

L'appareil est 2 plaques : une dont statique, et autre - mobile. Les deux Ils comportent des trous entre lesquels sont fixées des plaques scellées avec des joints.

L’essence du principe de fonctionnement d’un tel dispositif est que plaques ondulées forment des canaux dans lesquels circule le liquide. L'augmentation du coefficient de transfert thermique de la partie chauffée vers la partie froide résulte de l'augmentation de la surface de contact.

Dans la couche de paroi de type ondulé, au fil du temps, un processus de turbulence. De différents côtés une assiette Un milieu distinct est déplacé. Ce mode de déplacement empêche leur mélange.

Réchauffer les deux environnements Cela se produit lors du raccordement de l'appareil à la canalisation. Une fois le fluide traversé, il quitte l'échangeur de chaleur.

Cet équipement permet de :

• exploiter si nécessaire reçu du transporteur énergie thermique secondaire pour les besoins du ménage;
• appliquer chaleur résiduelle lorsque l'électricité est fournie ;
• former conditions de température requises pour réaliser des procédés chimiques ;
• maintenir le régime de température du liquide de refroidissement au niveau établi dans les systèmes de chauffage domestique.

Types

Il existe les types d’échangeurs de chaleur suivants.

Mélange d'eau

Ce sont des appareils dans lesquels la chaleur est transférée par contact direct. deux environnements : chaud et froid.

L'essence du fonctionnement d'un tel échangeur de chaleur est que dans une chambre spéciale, le liquide et la vapeur sont combinés, dont la vitesse dépasse valeur supersonique.

La buse calculée l'accélère jusqu'à un tel indicateur. En raison de ce mélange, il se produit chauffage de liquide et condensation de vapeur, et le liquide de refroidissement à la température requise circule dans le système de chauffage.

La caméra de l'appareil permet la présence de vide de condensationLe fonctionnement de ce type d'échangeur de chaleur est possible même dans des conditions de faible pression de vapeur.

Superficiel

La conception de tels dispositifs est présentée sous la forme tubes bimétalliques avec ailettes en aluminium laminé.

Dans ces appareils, l'air circule autour d'une surface solide. Les températures de la surface et du flux d'air diffèrent.

L'échange thermique entre les fluides s'effectue à travers une paroi recouverte d'un matériau thermoconducteur spécial. Les circuits sont totalement isolés les uns des autres.

Les échangeurs de chaleur de surface sont divisés en 2 types :

• régénérateur (la direction du flux du milieu a tendance à changer) ;
• récupérateur (l'échange de chaleur d'un fluide caloporteur à un autre s'effectue à travers les parois lâches du circuit, tandis que le sens d'écoulement du fluide reste constant).

Récupérateur et ses variétés

Ils sont divisés en fonction des caractéristiques de conception et du domaine d'application.

Coquille et tube

Ce sont les dispositifs les plus simples. Ils sont constitués d'un grand nombre de petits tuyaux qui soudés en un seul faisceau et placés dans un boîtier. Ces échangeurs de chaleur sont assez volumineux et prennent beaucoup de place.

Ils sont utilisés dans évaporateurs, réfrigérateurs, radiateurs, condenseurs.

Submergé

Ils représentent serpentines formes plates ou cylindriques, immergées dans un récipient contenant du liquide.

Ces échangeurs de chaleur sont considérés comme inefficaces en raison du fait qu'il y a une fuite à l'extérieur du serpentin. faible transfert de chaleur, et le processus de lavage avec du liquide se produit en quantités extrêmement faibles.

Les unités immergées sont utilisées comme réfrigérateurs et condenseurs, ainsi que pour chauffage de l'eau et solutions technologiques.

Tubulaire

Les appareils de ce type sont 2 tuyaux, imbriqués les uns dans les autres et de diamètres différents. Ainsi, le liquide à chauffer ou à refroidir entre en contact direct avec le liquide de refroidissement.

Les tuyaux d'échange de chaleur sont fixes l'un à côté de l'autre. Du fait de la différence entre leurs diamètres, le liquide de refroidissement ne rencontre aucun obstacle lors de sa circulation.

Ces échangeurs de chaleur sont principalement utilisés dans industrie alimentaire, notamment dans la vinification et la production laitière.

L’utilisation de tels dispositifs est également répandue dans les industries pétrolière, gazière et chimique.

Irrigation

Les échangeurs de chaleur de ce type sont tuyaux droits situés les uns au-dessus des autres et irriguées par l'eau extérieure. Elles sont fixées par soudure ou par des « rouleaux » sur les brides. Le liquide d'irrigation circule dans la goulotte supérieure, dont les bords ont la forme d'un clous de girofleUne partie du liquide fourni pour l’irrigation des canalisations s’évapore.

L'utilisation d'unités telles que condenseurs dans les réfrigérateurs.

Le graphite : qu'est-ce que c'est ?

Échangeurs de chaleur bloc structures. Tous les composants rectangulaires ou cylindriques sont solidement fixés avec des joints et des couvercles spéciaux en caoutchouc ou en Téflon.

À l'intérieur de cette structure, il se passe quelque chose écoulement transversal de fluide.

Dans un premier temps, pour éliminer la porosité du graphite, celui-ci est traité avec des résines spéciales à base de formaldéhyde. L'un ou les deux environnements sont corrosifs.

En raison de l’impact stable de ces dispositifs, leur utilisation est très populaire. dans l'industrie chimique.

Plaque d'air avec ventilateur

Selon leur conception, ils sont divisés en détachables et soudés. Le premier sont largement utilisés car ils peuvent être démonter et remonter, et, si nécessaire, nettoyer et augmenter leur efficacité en ajoutant des plaques supplémentaires.

L'appareil est constitué de plaques avec des joints en caoutchouc entre elles, 2 chambres d'extrémité, serrage des boulons et du cadre.

Les plaques d'acier ont épaisseur 0,7 mm, leur côté écoulement est ondulé ou nervuré.

Afin de sceller le processus d'échange de chaleur, les plaques sont fixées joints en caoutchouc.

Le liquide de refroidissement dans ces échangeurs de chaleur peut se déplacer dans les directions avant, arrière ou mixtes.

De tels dispositifs sont utilisés dans systèmes de chauffage, de ventilation, de climatisation et de réfrigération. En outre, il est utilisé dans les industries du textile, du pétrole, de la pâte à papier et du papier, ainsi que dans d’autres industries.

Plaque nervurée : principe de fonctionnement

L'essence de la conception d'un tel échangeur de chaleur est qu'il y a système unique de plaques séparées, entre lesquels se trouvent des attaches nervurées.

Leurs variétés sont présentées dans une large gamme.

Pour une sélection compétente de formes de canaux pour passage de liquide, nécessite l'utilisation de divers accessoires.

Ces échangeurs de chaleur sont utilisés dans diverses installations de transport.

Plaque nervurée

Ils diffèrent des types mentionnés ci-dessus en ce que la base de la structure utilise des panneaux nervurés à parois minces, formés par soudage à haute fréquence.

Tous sont fixés à leur tour avec la possibilité Rotation à 90°C.

L'utilisation de tels échangeurs de chaleur se retrouve souvent aussi bien dans l'industrie (dans les processus technologiques thermiques) que dans la vie quotidienne (systèmes de ventilation avec récupération de chaleur).

Spirale

Ils sont horizontaux et verticaux. Leur conception consiste en 2 feuilles fines Fabriquées en métal, fixées au noyau et pliées en spirales. Pour une rigidité accrue, des entretoises sont soudées de chaque côté.

Les canaux en spirale ont des limites sous la forme de emboutsL'étanchéité de ces passages est réalisée par soudage. D'un côté et assure l'étanchéité avec un joint de l'autre côté. À mesure qu'il s'use, une soudure se produit également de l'autre côté.

Cela élimine la possibilité démontage caloporteurs.

Cet appareil est utilisé dans alimentation, métallurgie, pâtes et papiers, exploitation minière, pétrole, gaz et d’autres secteurs de l’industrie.

Comment choisir un échangeur de chaleur pour un système de chauffage central

Lors du choix, il est important de prêter attention aux principales caractéristiques techniques de l'équipement :

Épaisseur et matériau des plaques

Plus la masse de l'appareil est faible, plus le coefficient de transfert thermique est élevé. Il est important de prêter attention à l'épaisseur recommandée des plaques. Celle-ci varie principalement. de 0,4 mm à 0,7 mm, le matériau approprié est l'acier inoxydable.

Pression

Plus cet indicateur est bas, plus le coût de l'unité est faible. Il n'est donc pas observé. échecs dans le système de chauffage, il faut savoir cela signification et l'indiquer au vendeur lors de l'achat.

Coefficient de transfert de chaleur

Il s'agit de l'un des principaux critères de sélection. Il indique l'unité de chaleur que l'appareil est capable de transférer en un temps donné d'un environnement chaud à un environnement froid. à travers une surface de 1 m² et une différence de température de 1 K.

Pour augmenter le transfert de chaleur, il faut moins de plaques. Le coût d'un tel échangeur de chaleur sera moindre. Pour les équipements coûteux,

Coefficient de transfert de chaleur recommandé et optimal - 7000 W/m²*K.

Poids

Le poids de l'échangeur de chaleur dépend directement de sa composition matériel Il est fabriqué. Avant d'acheter l'appareil, il est important de déterminer l'espace disponible. Dans les petits espaces, il est préférable de s'abstenir. de grande taille équipement.

Surface de réserve pour l'échange thermique

Pour une unité de qualité, ce chiffre est 10-15%, sinon son fonctionnement ne sera pas efficace, car le moindre sous-chauffage à la température réglée ou contamination entraînera l'arrêt du processus de travail.

En plus des paramètres ci-dessus, il convient également de prendre en compte quantité de perte de chaleur, principales propriétés du liquide de refroidissement, caractéristiques des tuyaux pour l'échange de chaleur.

Types et matériaux

Le type d’échangeur de chaleur est sélectionné en fonction de son objectif et du liquide de refroidissement utilisé.

Les appareils les plus fiables et les plus durables sont considérés comme ceux fabriqués en fonteIls ne craignent pas la corrosion et ont une capacité thermique élevée.

Inconvénients : taille importante et adaptation lente aux variations de température. Ils prennent beaucoup de place.

Tu acier Le prix des unités est sensiblement inférieur, mais le niveau d’efficacité est également inférieur.

Les échangeurs de chaleur les plus courants sont constitués de cuivreIls ont un coefficient de conductivité thermique élevé et sont technologiquement avancés.

Pour augmenter la durée de vie, ces appareils sont recouverts d'une couche protectrice spéciale à l'extérieur.

Les échangeurs de chaleur en acier sont les moins chers, sont sujets à la corrosion et sont lourds.

Fabricants populaires : photo

Tous les fabricants d'unités offrent une garantie sur leurs produits. de 6 mois à 1 an.

Les produits des entreprises suivantes sont très demandés :

• Sondex;

  

  Photo 1. Échangeur de chaleur à plaques, raccord fileté, épaisseur de plaque 0,5 mm, fabricant - Sondex, Danemark.

• Ridan;
• Alfa Laval;

  

  Photo 2. Échangeur de chaleur à plaques modèle AQ2S, surface à plaques ondulées, fabricant - Alfa Laval.

• Gea Mashimpeks;
• Danfoss;

  

  Photo 3. Échangeur de chaleur à plaques brasées modèle XB 04-1-8, en acier inoxydable résistant aux acides, fabricant - "Danfoss".

• Funke;
• Etra.

Vidéo utile

Regardez cette vidéo pour voir comment fonctionnent les échangeurs de chaleur à calandre et à tubes.

Faible pression d'eau chaude et autres signes de blocage

Signes d'obstruction

• basse pression eau chaude;
• s'accumule et s'effrite sous le boîtier suie;
• après la mise sous tension se produit arrêt rapide du brûleur ;
• mauvais échauffement eau;

  Important! Avant de commencer le processus nettoyage de l'échangeur de chaleur Il est nécessaire de s’assurer que les autres éléments du système de chauffage sont en bon état de fonctionnement.

• déclenchement constant protection thermique.