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L’entretien, le rendement, le dimensionnement d’un échangeur thermique

L’entretien d’un échangeur thermique

Les besoins et la difficulté de la maintenance d’un échangeur varient en fonction de la technologie. Cependant l’entretien est primordial pour maintenir le niveau de performance attendue. 
Très souvent, celle-ci devra être assurée par un professionnel sur un intervalle de temps plus ou moins régulier. Nous vous recommandons de suivre par conséquent les recommandations du fabriquant et ou de votre installateur. 

Le dimensionnement d’un échangeur de chaleur

Par souci de concision, les explications ci-dessous ne sont pas exhaustives.

Pour réaliser le dimensionnement d’un échangeur thermique, plusieurs phénomènes thermiques sont à prendre en considération. 

La convection forcée de chacun des 2 fluides : C’est la transmission calorifique entre une paroi et un fluide en déplacement. Les deux fluides ayant des températures différentes. On évoque donc le phénomène de convection forcée dans la mesure où celle-ci est provoquée par une circulation artificielle car assurée par des ventilateurs, pompes, turbines…

Le rayonnement thermique : Attention Phénomène négligeable

La conduction : C’est le transfert calorifique qui s’effectue naturellement à travers les parois, les plaques, les tubes. Par contre ce phénomène repose sur le principe d’agitation thermique sans qu’il y ait un déplacement de matière.  

Lors du calcul d’un échangeur, il sera nécessaire de prendre en considération en autre les éléments suivants (listes non exhaustives)

Le Choix de technologie

Cette sélection est liée au programme thermique (températures recherchées, rendement…), au type de fluide, à l’application du client et aux contraintes d’encombrement et de maintenance. 

Le dimensionnement thermique

Une fois le choix technologique, il est à présent le moment de procéder à la définition de sa puissance thermique, de sa surface d’échange, de sa géométrie. 
Un grand nombre de formules de calculs seront donc nécessaires. 
Entre autres, il y a la détermination de la DTLM: différence de température logarithmique moyenne par exemple. 
Le coefficient d’échange de l’échange (épaisseur de la paroi, conductivité thermique, encrassement)


Le calcul de la perte de charges 

Un fluide en mouvement subit des pertes d’énergie dues aux frottements sur les parois ou à des accidents de parcours comme des chicanes, par exemple. Cette perte d’énergie, exprimée en différence de pression, doit être compensée afin de permettre au fluide de se déplacer.