Les échangeurs de chaleur à plaques et les échangeurs de chaleur à faisceau tubulaire sont les deux types d'échangeurs de chaleur les plus courants, et ils sont tous deux très utiles pour chauffer ou refroidir le moût pendant la transformation. Dans la nouvelle ère du développement durable, il devient de plus en plus urgent d'économiser l'énergie et de réduire l'impact sur l'environnement. L'utilisation d'un échangeur de chaleur à plaques permet de transférer de l'énergie entre deux fluides à des températures différentes. Cela permet d'améliorer l'efficacité grâce au transfert de chaleur.
Qu'est-ce qu'un échangeur de chaleur ?
Un échangeur de chaleur est un élément de circuit électrique qui assure le transfert de chaleur (sans mélange) entre deux fluides (liquide ou gaz) ayant une différence de température sans aucun contact physique.
Les échangeurs de chaleur sont en principe divisés en trois types :
- Échangeur de chaleur tubulaire
- Échangeur de chaleur à plaques
- Echangeurs de chaleur pour applications spéciales
Type d'échangeur de chaleur
Si vous avez déjà été confronté à des produits de refroidissement liquide, vous rencontrerez deux options : l'échangeur de chaleur à calandre et à tubes et l'échangeur de chaleur à plaques. Les échangeurs de chaleur à tubes et à plaques fonctionnent selon le même principe, à savoir l'échange de chaleur entre deux fluides par conduction, mais ils sont construits de manière très différente.
Échangeur de chaleur à calandre et à tube
Constitué d'un faisceau de petits tubes à l'intérieur d'une enveloppe extérieure, l'échangeur de chaleur à faisceau tubulaire est une construction simple mais efficace. Les principes en sont connus depuis longtemps. En raison de leur simplicité et de leur flexibilité, ils peuvent être fabriqués à faible coût, même en petites quantités. Ils sont idéaux pour les applications qui nécessitent un entretien et une maintenance réguliers.
Échangeur de chaleur à plaques
A heat exchanger, a brewery piece of equipment designed to raise or lower the temperature of wort or beer. Heat exchangers in breweries are often referred to as “plate heat exchangers” because they consist of a series of plates. Hot liquid flows along one side of the plate and cold liquid flows along the other side of the plate. Heat exchange occurs between the plates. The most common heat exchangers are located in breweries. The hot wort at approximately 95°C flows through the heat exchanger and is cooled by cold water and refrigerant flowing in the opposite direction along the opposite side of the plates.
Échangeur de chaleur à plaques et échangeur de chaleur à faisceau tubulaire
Par rapport aux échangeurs de chaleur à tubes et à calandre, les échangeurs de chaleur à plaques présentent plusieurs avantages uniques.
- Possibilité d'extension : Les échangeurs de chaleur à plaques disposent généralement d'un espace supplémentaire dans le cadre.
- Entretien plus pratique : l'échangeur de chaleur à plaques peut être ouvert pour l'inspection et l'entretien. Vous pouvez également remplacer les plaques endommagées.
- Efficacité : La profondeur de pressage variable et la grande surface d'échange thermique permettent d'obtenir des performances thermiques efficaces et de contrôler le chauffage et le refroidissement.
Avantages des échangeurs de chaleur à plaques
- Capacité de température plus élevée
- Faible perte de chaleur
- Structure compacte, économie d'espace
- Il est facile de modifier la zone de transfert de chaleur
- Facile à nettoyer et à entretenir
- Large éventail d'applications
- Longue durée de vie
- Idéal pour les petites applications de chauffage urbain, de refroidissement de boissons, de production alimentaire et pharmaceutique, et de refroidissement d'huile à faible charge.
Inconvénients des échangeurs de chaleur à plaques
- basse température de travail
- Coûts d'entretien plus élevés en raison des joints d'étanchéité
- Ne convient pas aux produits ayant une viscosité très élevée ou de très grosses particules.
Avantages des échangeurs de chaleur à calandre
- Une conception plus petite permet de réduire les coûts
- Le service devient plus facile
- Les coûts d'entretien des joints toriques sont faibles
- Meilleure solution pour le liquide de refroidissement de l'eau de mer ou d'autres liquides susceptibles d'obstruer les espaces étroits
- Offrir de meilleures options d'installation
- La solution idéale pour les groupes hydrauliques, les machines d'exploitation minière, les navires de refroidissement de l'eau de mer et le chauffage des piscines.
Inconvénients des échangeurs de chaleur à faisceau tubulaire
- Prend beaucoup de place
- Difficile à nettoyer et à entretenir
Structure de l'échangeur de chaleur à plaques
Dans ces échangeurs, chaque plaque est entourée d'une enveloppe tubulaire concave et confinée. Les plaques sont disposées de manière à former de minces canaux rectangulaires pour dévier la chaleur à travers la pièce.
Le fluide de travail circule entre ces canaux étroits et tordus. Des joints entourent les plaques de l'échangeur pour contrôler la circulation du fluide. Ces joints sont disposés de manière à ce qu'un seul type de fluide soit distribué sur une plaque, tandis que l'autre fluide est distribué sur la plaque suivante.
Le fluide froid et le fluide chaud passent à travers les plaques, ce qui permet l'échange de chaleur. Les plaques ont une plus grande surface, ce qui leur permet d'avoir des taux de transfert de chaleur supérieurs à ceux des échangeurs de chaleur tubulaires.
Avantages importants de l'utilisation d'un échangeur de chaleur
Encombrement réduit
Avec les progrès de la technologie moderne, il semble que plus puissant signifie aussi plus petit. Des appareils personnels plus petits, des équipements de fabrication plus petits et plus polyvalents, etc. Le rétrécissement de l'espace dans les armoires électriques augmente le risque de points chauds et d'endommagement des composants électriques, ce qui accroît le besoin de solutions de refroidissement plus petites et plus efficaces.
Réduire l'impact sur l'environnement
Pour fonctionner, l'échangeur de chaleur doit fonctionner afin d'éviter que le panneau de contrôle à haute puissance ne surchauffe. L'un des principaux avantages des échangeurs de chaleur modernes est qu'ils ne dépendent pas d'autres équipements pour fonctionner. Par conséquent, ils consomment moins d'énergie et produisent peu ou pas de pollution par rapport aux méthodes de refroidissement plus traditionnelles.
Coût d'exploitation le plus bas
Heat exchangers use no complicated external equipment and are designed to cut most contamination. Doesn’t must as much maintenance as an air conditioner.