Un échangeur de chaleur pour le chauffage est un appareil technique qui transfère la chaleur entre les environnements chauds et froids. Les appareils de ce type utilisés pour les systèmes de chauffage sont divisés en plusieurs catégories en fonction du principe de fonctionnement, de l'interaction des fluides, de la méthode de transfert de chaleur, ainsi que du sens de déplacement du support et du consommateur de chaleur. Lors du choix d'un échangeur de chaleur pour une maison ou une salle de bain, les caractéristiques d'un système de chauffage particulier, les avantages et les inconvénients de l'appareil, sa conception et ses fonctionnalités supplémentaires sont pris en compte.
Le dispositif et le principe de fonctionnement de l'échangeur de chaleur
La conception de l'échangeur de chaleur dépend directement de son type. Les appareils de chauffage modernes se composent de deux plaques de pression percées de trous, auxquelles sont connectés des éléments de canalisation supplémentaires. Le porteur et le consommateur de chaleur pénètrent également à l'intérieur de l'appareil en raison de la présence de trous. Le principe de fonctionnement d'un échangeur de chaleur est assez simple, il peut être considéré sur l'exemple d'un ensemble à plaques. Le flux de chaleur dans un tel dispositif affecte la couche ondulée qu'il contient, qui prend progressivement de la vitesse pendant le fonctionnement.
Après le démarrage de la première étape, les supports commencent à se rapprocher les uns des autres des deux côtés pour éviter de se mélanger. Des canaux de travail sont formés sur les plaques situées en parallèle; lors du déplacement le long de celles-ci, un échange de chaleur a lieu dans chaque milieu, à la suite duquel la chaleur quitte l'unité. Dans les unités à domicile ou à plateau de bain, les flux internes peuvent aller selon un type unidirectionnel ou multidirectionnel, en tenant compte des caractéristiques techniques et des conditions spécifiques.
Avant de choisir un appareil, il est utile de lire des informations sur l'utilité d'un échangeur de chaleur, de se renseigner sur les types d'unité, les règles d'installation et de fonctionnement.
Types par principe de travail
Selon le mode d'interaction des médias, les échangeurs de chaleur peuvent être de surface et de mélange. Le schéma de connexion de l'échangeur de chaleur à mélange est considéré comme plus complexe.
Mélange
Le fonctionnement des unités de mélange est basé sur le contact de deux substances et le mélange du consommateur et du caloporteur. L'échangeur de chaleur mixte pour le chauffage est divisé en plusieurs catégories, notamment les tours de refroidissement à cheminée, les barboteurs à vapeur, ainsi que les condenseurs barométriques et les réchauffeurs de buses.
Surface
Un échangeur de chaleur surfacique fonctionne dans une chaufferie en transférant de la chaleur à travers la surface de contact. Il peut s'agir de plaques ou de tuyaux, selon le type d'appareil. Les médias à l'intérieur de ces unités ne se mélangent pas, ce qui constitue leur principale différence par rapport au mélange d'analogues.
Selon le principe du transfert de chaleur, les échangeurs de chaleur de surface sont divisés en deux types : régénératifs et récupérateurs.
- Le principe de fonctionnement de l'échangeur de chaleur à récupération est basé sur le transfert continu de chaleur à travers la surface de contact. C'est ainsi que fonctionnent de nombreux appareils de type plaque.
- L'unité de régénération standard ou secondaire est conçue pour refroidir et chauffer l'air. Dans ces dispositifs, le mouvement du porteur et du consommateur de chaleur se produit selon un mode périodique. De telles installations sont souvent utilisées dans des immeubles de bureaux à plusieurs étages.
Les appareils de récupération sont divisés en deux catégories selon la surface. Il peut être constitué de tuyaux, cette option est conçue pour fonctionner dans des conditions de pertes de charge élevées. Les appareils avec une surface en tôle sont plus compacts et légers, de sorte que l'installation de ce type d'échangeur de chaleur ne pose presque aucun problème.
Coque et tube
Le dispositif à coque et tube est composé de tubes à ailettes qui augmentent la surface de transfert de chaleur. Il peut avoir une structure qui comprend des plaques tubulaires, avec un couplage rigide de toutes les pièces et éléments. Les treillis d'un tel dispositif sont soudés aux parois du corps, des tuyaux y sont fixés sur le raccord. La conception de la tête flottante est considérée comme plus avancée, les appareils de ce type sont plus chers, mais sont considérés comme plus pratiques.
Submersible
Les appareils de ce type sont souvent installés dans des immeubles de grande hauteur. Ils ont une bobine en forme de cylindre placée dans un récipient avec du liquide. En raison de la conception simple, le temps de dégagement de chaleur est sensiblement réduit.
Spirale
La tuyauterie d'un tel échangeur de chaleur est constituée de tôles torsadées en spirale et fixées sur un rouleau. Les agrégats de ce type nécessitent une bonne étanchéité. Vous devez également tenir compte du fait que l'installation d'un échangeur de chaleur en spirale nécessite des compétences particulières. Les dispositifs en spirale ne sont pas utilisés dans les systèmes avec une pression supérieure à 10 kgf / cm2.
Lamellaire
Les appareils à plaques sont à juste titre considérés comme les plus avancés et sont idéaux pour les maisons privées et les locaux industriels. Ils ne posent pas de problèmes lors du montage et du nettoyage et présentent un degré de résistance minimum à l'hydraulique. Le schéma pour leur fournir le fluide de travail peut être réalisé de trois manières: à flux direct, mixte et à contre-courant.
Avantages et inconvénients
Les unités modernes sont faciles à entretenir et ne posent pas de problèmes lors du démontage et du rinçage de l'appareil. Les échangeurs de chaleur à plaques, qui sont le plus souvent installés, s'encrassent plus lentement en raison de la turbulence accrue et du polissage de haute qualité.
Les appareils de chauffage des principaux fabricants durent plus longtemps que les chaudières à eau chaude, les chaudières à eau chaude et les poêles pour maisons et garages. La durée de vie moyenne de l'unité est d'environ 10 à 20 ans. La plupart des appareils n'ont pratiquement aucun défaut, à l'exception de la nécessité de nettoyer l'appareil lorsqu'il se salit. Pour réduire l'accumulation de saleté à l'intérieur de l'appareil, vous devez toujours utiliser un fluide caloporteur de bonne qualité.
Règles de sélection
La liste des principaux critères auxquels vous devez faire attention lors du choix comprend:
- le type et la qualité du caloporteur utilisé ;
- facilité de démontage et de montage;
- type de transfert de chaleur;
- la possibilité d'augmenter la quantité d'énergie pendant le fonctionnement.
Les échangeurs à plaques sont plus souvent utilisés pour les systèmes de refroidissement et de chauffage des réfrigérateurs et des piscines, les échangeurs en spirale sont utilisés dans diverses industries, les échangeurs horizontaux sont mieux adaptés comme appareils de chauffage.
Fonctionnement et entretien
L'inspection, la prévention et le remplacement des pièces en temps opportun permettront d'économiser sur les réparations et l'achat d'un nouvel appareil. Le fonctionnement de l'unité est affecté par les processus de corrosion et d'érosion des pièces, l'usure par friction lors de vibrations accrues, ainsi que par l'exposition à des températures élevées.
Si les problèmes ne sont pas corrigés à temps, la structure peut échouer. Vous pouvez nettoyer l'appareil vous-même ou le confier à un spécialiste.
Fabricants populaires
Les échangeurs de chaleur démontables et brasés des marques RIDAN et ASTERA, qui se distinguent par un haut niveau de qualité et la disponibilité des pièces de rechange nécessaires, ont fait leurs preuves sur le marché russe.
Parmi les marques étrangères, les acheteurs choisissent souvent des appareils diesel et standard d'ALFA LAVAL, DANFOSS et SONDEX.
Lors du choix d'une unité, il est nécessaire de prendre en compte les caractéristiques du système dans son ensemble, l'estimation, s'il s'agit d'un projet, les exigences en nombre de kW, ainsi que d'autres paramètres nécessaires.
