Un échangeur de chaleur est un dispositif qui transfère une partie de la chaleur d'un fluide chaud à un fluide froid, également connu sous le nom d'échangeur de chaleur. Les échangeurs de chaleur jouent un rôle important dans la production chimique, pétrolière, énergétique, alimentaire et dans de nombreuses autres productions industrielles. Dans la production chimique, les échangeurs de chaleur peuvent être utilisés comme réchauffeurs, refroidisseurs, condenseurs, évaporateurs et rebouilleurs, et sont largement utilisés.

Convient aux échangeurs de chaleur avec différents fluides, conditions de travail, températures et pressions, et avec différents types de structure. La classification spécifique des échangeurs de chaleur est la suivante :
Classification basée sur les principes de transfert de chaleur
1. L'échangeur de chaleur entre parois est un type d'échangeur de chaleur dans lequel deux fluides de températures différentes circulent dans un espace séparé par la paroi, en conduisant la chaleur sur la paroi et la convection sur la surface de la paroi. La chaleur est transférée entre les deux fluides. Les échangeurs de chaleur à paroi comprennent les échangeurs à tubes et à calandre, les échangeurs à manchon et d'autres types d'échangeurs de chaleur. Les échangeurs de chaleur à paroi sont les types d'échangeurs de chaleur les plus utilisés.
2. Un échangeur de chaleur à accumulation de chaleur est un corps de stockage de chaleur composé de matériaux solides, qui transfère la chaleur d'un fluide à haute température à un fluide à basse température. Le fluide chaud atteint d'abord une certaine température en chauffant le matériau solide, puis le fluide froid est chauffé par le matériau solide pour réaliser le transfert de chaleur. Les échangeurs de chaleur régénératifs comprennent des types rotatifs et des types à commutation de vannes.
3. Échangeur de chaleur indirect à connexion fluidique L'échangeur de chaleur indirect à connexion fluidique est un échangeur de chaleur qui relie deux échangeurs de chaleur à surface avec un caloporteur en circulation. Le caloporteur circule entre l'échangeur de chaleur à fluide à haute température et le fluide à basse température, recevant la chaleur du fluide à haute température et cédant la chaleur au fluide à basse température dans l'échangeur de chaleur à fluide à basse température.
4. L'échangeur de chaleur à contact direct, également connu sous le nom d'échangeur de chaleur hybride, est un équipement où deux fluides entrent en contact direct et se mélangent pour l'échange de chaleur, tel qu'une tour d'eau froide, un condenseur de gaz, etc.
5. Un échangeur de chaleur composé est un équipement qui combine deux types de méthodes de transfert de chaleur : le transfert de chaleur indirect à la surface de la vapeur et le transfert de chaleur direct du flux d'eau mélangée. Par rapport au transfert de chaleur indirect à la surface de la vapeur, il a une efficacité de transfert de chaleur plus élevée ; Par rapport au mélange direct de vapeur et d'eau pour l'échange de chaleur, il a une plus grande stabilité et un bruit unitaire plus faible.
Classés par objectif
1. Un appareil de chauffage chauffe le fluide à la température nécessaire, mais le fluide chauffant ne subit aucun changement de phase.
2. Le préchauffeur préchauffe le fluide à l'avance, fournissant des paramètres de processus standard pour les opérations de traitement.
3. Un surchauffeur est utilisé pour chauffer un fluide (gaz de traitement ou vapeur) jusqu'à ce qu'il soit surchauffé. 4. L'évaporateur est utilisé pour chauffer le fluide à une température supérieure au point d'ébullition, ce qui provoque l'évaporation du fluide, généralement avec des changements de phase.
Classés par structure
Ils peuvent être divisés en : échangeurs de chaleur à tête flottante, échangeurs de chaleur à plaques tubulaires fixes, échangeurs de chaleur à plaques tubulaires en forme de U, échangeurs de chaleur à plaques, etc.

Les échangeurs de chaleur peuvent être divisés en trois types en fonction des différentes méthodes de transfert de chaleur : hybride, stockage thermique et interparois.

Un échangeur de chaleur hybride est un échangeur de chaleur qui échange de la chaleur par contact direct et mélange de fluides froids et chauds, également connu sous le nom d'échangeur de chaleur de contact. Étant donné qu'une séparation rapide est nécessaire après le mélange et l'échange de chaleur entre deux fluides, ce type d'échangeur de chaleur convient à l'échange de chaleur entre des fluides gazeux et liquides. Par exemple, dans les tours de refroidissement utilisées dans les usines chimiques et les centrales électriques, l'eau chaude est pulvérisée de haut en bas, tandis que l'air froid est aspiré de bas en haut. À la surface du film d'eau ou des gouttelettes du matériau de remplissage, l'eau chaude et l'air froid entrent en contact pour échanger de la chaleur. L'eau chaude est refroidie, l'air froid est chauffé, puis séparé en temps voulu en fonction de la différence de densité entre les deux fluides.

Un échangeur de chaleur à stockage thermique est un type d'échangeur de chaleur qui utilise un flux alternatif de fluides froids et chauds à travers la surface du matériau de stockage thermique (garniture) dans une chambre de stockage thermique, afin d'échanger de la chaleur, comme une chambre de stockage thermique pour préchauffer l'air en dessous d'un four à coke. Ce type d'échangeur de chaleur est principalement utilisé pour récupérer et utiliser la chaleur des gaz d'échappement à haute température. Un équipement similaire destiné à récupérer l'énergie froide est appelé dispositif de stockage du froid, qui est souvent utilisé dans les dispositifs de séparation de l'air.

Un échangeur de chaleur à paroi est un type d'échangeur de chaleur dans lequel les fluides froid et chaud sont séparés par des parois solides et l'échange de chaleur se fait à travers les parois. C'est pourquoi il est également connu sous le nom d'échangeur de chaleur à surface, et ce type d'échangeur de chaleur est le plus largement utilisé.

Les échangeurs de chaleur à paroi peuvent être divisés en types de tubes, de plaques et autres types en fonction de la structure de la surface de transfert de chaleur. Les échangeurs de chaleur à tubes utilisent la surface du tube comme surface de transfert de chaleur, y compris les échangeurs de chaleur à tubes serpentins, les échangeurs de chaleur tubulaires et les échangeurs de chaleur à faisceau tubulaire ; les échangeurs de chaleur à plaques utilisent la surface de la plaque comme surface de transfert de chaleur, y compris les échangeurs de chaleur à plaques, les échangeurs de chaleur à plaques en spirale, les échangeurs de chaleur à ailettes, les échangeurs de chaleur à faisceau tubulaire et les échangeurs de chaleur à plaques parapluie, etc ; d'autres types d'échangeurs de chaleur sont conçus pour répondre à certaines exigences particulières, telles que les échangeurs de chaleur à surface raclée, les échangeurs de chaleur à plaques rotatives et les refroidisseurs d'air.

Il existe généralement deux types de sens d'écoulement relatif pour les fluides dans les échangeurs de chaleur : l'écoulement vers l'avant et l'écoulement vers l'arrière. Lors de l'écoulement vers l'aval, la différence de température entre les deux fluides à l'entrée est maximale et diminue progressivement le long de la surface de transfert de chaleur, jusqu'à ce que la différence de température à la sortie soit minimale. En cas d'écoulement inverse, la distribution de la différence de température entre les deux fluides le long de la surface de transfert de chaleur est relativement uniforme. En partant du principe que les températures d'entrée et de sortie des fluides froid et chaud sont constantes, lorsque les deux fluides n'ont pas de transition de phase, la différence de température uniforme maximale et minimale dans un écoulement à contre-courant est la même.

Si la zone de transfert de chaleur reste inchangée, l'utilisation du contre-courant peut réduire la consommation de fluides de chauffage ou de refroidissement. Si la zone de transfert de chaleur reste inchangée, l'utilisation du contre-courant peut réduire la consommation de fluides de chauffage ou de refroidissement. Le premier permet d'économiser des coûts d'équipement, tandis que le second permet d'économiser des coûts d'exploitation.

Lorsqu'il y a un changement de phase (ébullition ou condensation) entre un fluide froid et un fluide chaud, et que seule la chaleur latente de vaporisation est libérée ou absorbée pendant le changement de phase, la température du fluide lui-même ne change pas. Par conséquent, les températures d'entrée et de sortie du fluide sont égales. À ce moment, la différence de température entre les deux fluides est indépendante du choix du sens de circulation du fluide. Outre les flux en amont et en aval, il existe également des directions d'écoulement telles que l'écoulement transversal et la turbulence.

La réduction de la résistance thermique dans les échangeurs de chaleur à parois intermédiaires afin d'améliorer le coefficient de transfert de chaleur est une question importante au cours du processus de transfert de chaleur. La résistance thermique provient principalement de la fine couche de fluide (appelée couche limite) qui adhère à la surface de transfert de chaleur de part et d'autre de la paroi intermédiaire, et de la couche d'encrassement qui se forme de part et d'autre de la paroi au cours de l'utilisation de l'échangeur de chaleur. La résistance thermique de la paroi métallique est relativement faible.

L'augmentation de la vitesse d'écoulement et des perturbations du fluide permet d'amincir la couche limite, de réduire la résistance thermique et d'améliorer le coefficient de transfert de chaleur. Toutefois, l'augmentation du débit du fluide accroît la consommation d'énergie, de sorte qu'il convient de coordonner équitablement la réduction de la résistance thermique et la réduction de la consommation d'énergie lors de la conception. Pour réduire la résistance thermique de la saleté, il est possible de retarder la formation de la saleté et de nettoyer la surface de transfert de chaleur à temps.

En général, les échangeurs de chaleur sont fabriqués à partir de matériaux métalliques, parmi lesquels l'acier au carbone et l'acier faiblement allié sont principalement utilisés pour fabriquer des échangeurs de chaleur à moyenne et basse pression ; l'acier inoxydable austénitique, outre qu'il est principalement utilisé pour différentes conditions de résistance à la corrosion, peut également être utilisé comme matériau résistant aux hautes et basses températures ; Le cuivre, l'aluminium et leurs alliages sont couramment utilisés dans la fabrication d'échangeurs de chaleur à basse température ; l'alliage de nickel est utilisé dans des conditions de haute température ; outre la fabrication de pièces d'étanchéité, certains matériaux non métalliques ont été utilisés pour fabriquer des échangeurs de chaleur résistants à la corrosion, tels que les échangeurs de chaleur en graphite, les échangeurs de chaleur en plastique fluoré et les échangeurs de chaleur en verre.

Les principaux domaines d'application des échangeurs de chaleur
1、 Industrie chimique
Les échangeurs de chaleur sont largement utilisés dans l'industrie chimique et peuvent être utilisés dans de nombreux processus tels que la condensation, l'évaporation, la cristallisation, le séchage et la pyrolyse. Les applications courantes comprennent le chauffage de la vapeur, la récupération du liquide de refroidissement, la concentration, le chauffage et le refroidissement, etc. Le transfert de chaleur peut se faire par l'intermédiaire d'échangeurs de chaleur, ce qui permet de réduire les émissions de gaz nocifs et d'améliorer l'efficacité de la production.
2、 Industrie de l'énergie
Dans l'industrie de l'énergie, les applications des échangeurs de chaleur comprennent principalement le pétrole, le gaz naturel, l'énergie nucléaire, l'énergie éolienne, l'énergie solaire, etc. Les échangeurs de chaleur peuvent être utilisés pour le chauffage, le refroidissement et la distillation du pétrole et du gaz naturel. Ils peuvent récupérer la chaleur perdue et fournir de l'énergie thermique à d'autres équipements, ce qui permet une utilisation efficace de l'énergie.
3、 Industrie de la protection de l'environnement
Les échangeurs de chaleur ont également des applications importantes dans l'industrie de la protection de l'environnement, qui peuvent être utilisées dans divers domaines tels que le traitement des eaux usées, la purification des gaz et le séchage des boues. L'utilisation d'échangeurs de chaleur permet de réduire les rejets de gaz résiduaires, d'eaux usées et de scories, de réduire la pollution et d'améliorer l'efficacité de la protection de l'environnement.
4、 Industries alimentaires et pharmaceutiques
Dans les industries telles que l'alimentation et la médecine, les échangeurs de chaleur sont principalement utilisés pour le chauffage, le refroidissement, l'évaporation, la concentration et d'autres processus. Au cours de la transformation des aliments, les échangeurs de chaleur peuvent être utilisés pour désinfecter et stériliser, améliorant ainsi la qualité et la sécurité des aliments. Dans l'industrie pharmaceutique, les échangeurs de chaleur permettent de contrôler la température de réaction, de fabriquer des médicaments avec précision et d'améliorer la qualité des produits.
5、 Industrie de la construction
Dans l'industrie de la construction, les échangeurs de chaleur sont principalement utilisés dans des domaines tels que le chauffage, la ventilation et la climatisation. L'utilisation d'un échangeur de chaleur permet de chauffer, de refroidir, de déshumidifier l'air et de remplir d'autres fonctions dans les situations où il existe une grande différence de température entre l'intérieur et l'extérieur, améliorant ainsi l'environnement intérieur et le confort.

Coordonnées pour les demandes concernant les échangeurs de chaleur à calandre et à tubes

Pour plus d'informations sur les échangeurs de chaleur à calandre ou pour obtenir des solutions personnalisées, veuillez nous contacter :

  • Personne de contact : Frank
  • Tél : 86-510-82305188-8060
  • Mobile : 86-18605101203
  • Courrier : [email protected]
  • Adresse : 15-16F, Building A10, No : 15-16F, Building A10, No. 777, JianZhu West Road, Binhu District, Wuxi, Jiangsu, 214072. R.P. de Chine

Nous nous réjouissons de collaborer avec vous et de vous fournir un soutien et des services solides pour votre entreprise.