Il est intéressant de comprendre précisément ce qu’est un échangeur de chaleur. En effet, ce terme se retrouve dans de très nombreux domaines d’application dont les points de similitude ne sont pourtant pas nombreux, de votre cafetière à votre voiture en passant par des installations industrielles. Faisons le point sur l’échangeur de chaleur.
Echangeur de chaleur, le principe de fonctionnement
Un échangeur de chaleur est un système qui permet de réchauffer un fluide par le biais d’un autre sans créer de contact entre les deux. La proximité des deux, et la présence d’une surface d’échange qui permet le transfert de la chaleur permet la modification de température d’un des deux fluides par la présence de l’autre.
Lorsqu’il est question de fluide, il n’est pas nécessairement question de deux fluides identiques, ni simplement de l’eau. Il peut s’agir par exemple de l’air et de l’eau.
Où trouve-t-on des échangeurs thermiques ?
De nombreux objets du quotidiens sont ou ont des échangeurs thermiques. On en trouve par exemple dans les machines expresso où un fluide chaud va venir réchauffer l’eau servant à la percolation du café tout en permettant une stabilité thermique exemplaire.
La chaudière domestique est un système d’échangeur de chaleur. Elle utilise la chaleur issue de la combustion du bois ou du pétrole pour venir chauffer l’eau qui est envoyée dans les radiateurs. Le radiateur lui-même est un échangeur de chaleur puisque l’eau chaude contenue dans ses tuyaux réchauffent l’air au contact de la surface du radiateur.
Si l’échangeur de chaleur chauffe un liquide, il peut aussi servir à obtenir un refroidissement en utilisant alors un dissipateur. Il fonctionne comme le radiateur puisque cette pièce, chauffée, est refroidie par le contact de l’air. On trouve ce type de radiateur dans les voitures (fonctionnant avec du liquide et de l’air) ou dans les ordinateurs pour dissiper la chaleur produite par l’équipement électronique.
Les formes de l’échangeur de chaleur
Un échangeur de chaleur prend des formes très différentes. Il est d’abord question de la surface d’échange. C’est la superficie des zones où la température peut passer d’un fluide à un autre. Plus cette surface est importante, plus le transfert de température est important.
Le schéma de croisement des fluides a beaucoup d’importance aussi en fonction du but recherché. Deux canalisations peuvent se croiser, par exemple à angle droit. Elles peuvent aussi se suivre, de même que le liquide, qui peut aussi aller à contre-sens du premier.
Un échangeur prend différentes formes. Il y a l’échangeur coaxial, l’échangeur à faisceau tubulaire vertical ou horizontal ainsi que l’échangeur à plaques, que l’on trouve déjà très fréquemment dans les climatisations ou les réfrigérateurs.
Le domaine de l’échangeur thermique ne cesse de faire des progrès dans son efficacité, car plus elle est importante plus in fine elle permet des économies d’énergies et donc de rendre un système économique ou rentable.
