FAQ sur le chauffage et le refroidissement
Vous trouverez ci-dessous quelques-unes des questions les plus fréquentes ainsi que les réponses des experts d'Alfa Laval. Vous ne trouvez pas votre question dans la liste ? Contactez-nous dès aujourd'hui pour obtenir une réponse personnalisée de notre équipe expérimentée.
Questions sur les échangeurs thermiques à plaques brasées et fusionnées
Questions sur les échangeurs thermiques à plaques et joints
Questions sur les échangeurs thermiques à plaques semi-soudées
Questions générales
Qu'est-ce qui détermine la taille d'un échangeur thermique ?
Pour les applications de chauffage générales, ce n'est pas le kilowatt qui détermine la taille de l'échangeur thermique, mais la perte de charge autorisée. Cela est dû au fait que les applications sont à faible UTN (nombre d'unités de transfert). Les autres facteurs qui déterminent la taille sont la température d'approche et le matériau choisi pour les plaques de l'échangeur thermique.
Quel type de produits Alfa Laval peut-il proposer pour les applications de chauffage à la vapeur ?
Alfa Laval propose plusieurs produits qui conviennent aux applications de chauffage à la vapeur, mais les types préférés sont les équipements à joints d'étanchéité avec une profondeur de pressage importante. Les types TS et M à plaques de faible thêta sont les mieux adaptés à ces applications.
Les échangeurs thermiques braisés et fusionnés peuvent également être utilisés, car ils sont extrêmement compacts. Cependant, ils peuvent être plus sensibles à la fatigue thermique. De tels équipements doivent donc être évités pour les applications dans lesquelles ils sont exposés à des changements de température importants, soudains et fréquents.
Comment choisir le bon standard de peinture pour mon application et quels types de systèmes de peinture sont proposés par Alfa Laval ?
Bien que nous peignions nos produits pour des raisons esthétiques, notre objectif principal est la protection contre la corrosion. Le choix du bon type de peinture est essentiel pour protéger l'appareil contre la corrosion.
De nombreux aspects doivent être pris en compte lors du choix d'un type de peinture. Les conditions environnementales dans lesquelles l'appareil est destiné à être mis en service sont particulièrement importantes. Existe-t-il une classe de corrosion spécifique ? L'appareil sera-t-il placé à l'intérieur ou à l'extérieur ? Sera-t-il soumis à une pollution importante ? Éclaboussures d'acides ou d'alcalis ? S'agira-t-il d'un environnement offshore/marin/côtier ? L'appareil sera-t-il isolé ou non ? Existe-t-il un risque de condensation continue ou non ? Tous ces paramètres exigent des différents types de peinture.
Alfa Laval dispose de 14 types de peinture différents répartis dans les différentes catégories de corrosion C2, C3 et C5. Certaines d'entre elles sont destinées à des applications spécifiques. Contactez votre représentant commercial Alfa Laval pour obtenir des conseils.
Pourquoi l'asymétrie est-elle si importante dans les échangeurs thermiques utilisés comme condenseurs pour les pompes à chaleur ?
Les canaux étroits du côté du réfrigérant permettent une vitesse interne plus élevée, améliorant ainsi l'échange thermique même en charge partielle. En même temps, les canaux plus larges du côté de l'eau réduisent la perte de charge dans l'ensemble de I'appareil. L'ensemble a un effet positif sur le coefficient de performance de la pompe à chaleur, améliorant ainsi les performances de l'ensemble du système.
Questions sur les échangeurs thermiques à plaques brasées et fusionnées
Pourquoi un filtre côté eau est-il si important dans les échangeurs thermiques brasés et fusionnés ?
Dans le circuit d'eau, il y a beaucoup de petites pièces et de débris en mouvement. La plupart sont des résidus de soudage qui se retrouvent piégés dans les petits canaux de l'appareil. Cela peut entraîner un certain nombre de problèmes, allant d'une perte de charge plus élevée à une répartition irrégulière du fluide sur les plaques et même à de la corrosion qui peut entraîner une fuite entre les circuits.
Pourquoi la perte de charge du réfrigérant peut-elle être particulièrement importante dans les échangeurs thermiques brasés utilisés comme évaporateurs ?
Les échangeurs thermiques brasés, même les modèles plus longs ou plus hauts, fonctionnent avec un système de distribution interne qui distribue le réfrigérant dans tous les canaux. La géométrie de ces distributeurs doit être adaptée, souvent avec de petits passages et de petites chambres. Cela peut entraîner une chute de pression dans de nombreux cas. Cependant, ce n'est pas un problème en soi dans la mesure où la vanne de détente est conçue en conséquence (dans la plupart des cas, légèrement plus grande).
Pourquoi les échangeurs thermiques fusionnés AlfaNova sont-ils plus résistants à la corrosion que les échangeurs brasés ?
Les échangeurs thermiques AlfaNova ne contiennent pas de cuivre - ils sont fabriqués entièrement en acier inoxydable 316. Dans les conceptions brasées, le cuivre est le matériau qui maintient ensemble les plaques de canal en acier inoxydable. Malheureusement, le cuivre est moins résistant à certains types de corrosion, par exemple dans les applications où l'ammoniac est utilisé comme réfrigérant ou dans les zones où l'eau est agressive en raison, par exemple, d'une teneur plus élevée en chlorures. Dans ces applications, le modèle AlfaNova sans cuivre est donc recommandé.
Pourquoi le raccord d'entrée du réfrigérant est-il si important pour les évaporateurs biphasés ?
Le raccord d'entrée de réfrigérant S3 est plus qu'un raccord pour le brasage des tuyaux en cuivre. C'est un pré-distributeur et sa géométrie influe sur la distribution du réfrigérant dans l'appareil. Le diamètre interne du raccord S3 a un impact sur la vitesse et la turbulence du fluide, de sorte que le réfrigérant est distribué uniformément dans chaque canal. La géométrie S3 prend de plus en plus d'importance avec chaque plaque additionnelle dans un appareil. Les évaporateurs Alfa Laval sont optimisés avec des raccords spéciaux permettant de garantir les meilleures performances en fonction du réfrigérant, du nombre de plaques et de l'application.
Le même échangeur thermique brasé ou fusionné peut-il être utilisé à la fois comme condensateur et comme évaporateur ?
Oui. Ceci est possible et a été fait dans de nombreuses applications différentes. Le système de distribution des évaporateurs ne compromet pas les performances lorsqu'ils sont utilisés en tant que condenseurs et la perte de charge supplémentaire est généralement négligeable. Cependant, la condensation doit être pleine de liquide sous-refroidi à la sortie du condenseur, car une condensation partielle peut entraîner des problèmes. Dans les systèmes réversibles, il est recommandé de munir le condenseur d'un système de distribution afin d'assurer une bonne performance en tant qu'évaporateur également.
Comment puis-je assurer le retour d'huile dans les évaporateurs ?
La conception du système de distribution et des plaques de canal des évaporateurs Alfa Laval assure le retour de l'huile vers le compresseur. Cela concerne particulièrement les compresseurs à variateur de vitesse, car la quantité de réfrigérant et la vitesse peuvent varier considérablement au cours du fonctionnement. Un logiciel qui vérifie la performance de l'évaporateur à charge minimale est obligatoire pour garantir un fonctionnement en toute sécurité.
Le même échangeur de chaleur brasé ou fusionné peut-il être utilisé avec différents réfrigérants dans des applications biphasées ?
Oui. Les échangeurs thermiques Alfa Laval peuvent être utilisés avec de nombreux réfrigérants différents. Pendant la phase de conception initiale, un échangeur thermique peut être optimisé pour un ou deux réfrigérants principaux. La technologie de pointe d'Alfa Laval est très flexible tant pour les compresseurs à variateur de fréquence (avec de fortes variations de capacité en fonctionnement) que pour le nombre croissant de nouveaux réfrigérants entrant sur le marché pour des raisons environnementales. Grâce à des systèmes de distribution innovants et à la nouvelle conception des plaques à canaux, cette flexibilité permet d'utiliser les appareils avec de nombreux réfrigérants différents à haute performance.
Qu'est-ce qui importe lorsqu'il s'agit de congélation dans les pompes à chaleur ?
La congélation est l'un des principaux facteurs à prendre en compte dans le fonctionnement d'une pompe à chaleur. Les échangeurs thermiques Alfa Laval sont spécialement conçus pour éviter le gel lors du dégivrage des pompes à chaleur air-eau. Cependant, la prévention du gel dépend des conditions de fonctionnement de l'installation, notamment en ce qui concerne la capacité du compresseur, le débit de saumure et les températures.
Alfa Laval effectue régulièrement des simulations, en laboratoire et à l'aide de logiciels, qui peuvent vous aider à identifier les limites d'un fonctionnement en toute sécurité.
Quelles sont les capacités maximales et minimales autorisées pour un échangeur thermique brasé ou fusionné ?
Les capacités maximales et minimales sont déterminées en fonction de niveaux de performances acceptables. Au fur et à mesure que la capacité augmente, l'appareil peut connaître une température d'évaporation plus basse, une température de condensation plus élevée dans les applications biphasées, une différence de température plus élevée dans les applications monophasées, ainsi qu'une chute de pression d'eau ou de saumure. Tous ces facteurs réduisent les performances globales du système. Inversement, la capacité la plus faible possible est limitée par le retour de l'huile vers le compresseur et la chute possible qui en résulte en raison de la réduction de vitesse dans les canaux.
Questions sur les échangeurs thermiques à plaques et joints
Quelle est la différence de température minimale qui peut exister entre les deux côtés d'un échangeur thermique à plaques et joints ?
Aujourd'hui, les clients s'efforcent d'économiser davantage d'énergie, et la tendance en matière de récupération de chaleur consiste à minimiser le refroidissement/chauffage afin de récupérer davantage d'énergie. Les appareils fonctionnent donc avec une différence de température plus faible.
Pour les tâches liquide/liquide, Alfa Laval propose des échangeurs thermiques à plaques pouvant fonctionner jusqu'à une différence de température d'environ 1 °C. En comparaison, la limite pour les échangeurs shell-and-tube est d'environ 5 °C. La raison pour laquelle nous pouvons travailler avec une différence de température aussi faible est que nos appareils ont un arrangement presque à contre-courant.
Quelle est la différence de température maximale qui peut exister entre les deux côtés d'un échangeur thermique à plaques et joints ?
Si l'on considère les fonctions liquide/liquide d'un point de vue thermique, il n'y a pas de limite maximale. Si vous avez des différences de température très élevées, ce qui inclut également des températures très élevées, vous devriez tenir compte de l'effet du rayonnement. Cependant, étant donné que la température de calcul maximale d'Alfa Laval est d'environ 180 °C pour les échangeurs thermiques à plaques et joints, cela n'est pas un problème.
Lorsque la différence de température est importante, il peut s'agir d'une différence de température importante entre la température du vrac et la température de la paroi. Il est souhaitable de vérifier la température de la paroi pour éviter l'ébullition ou le gel ainsi qu'un encrassement excessif.
Quel matériau de joint dois-je utiliser ?
En fonction du média, différents matériaux de joints sont plus ou moins appropriés. Dans les applications de génie climatique où le média a tendance à être eau/eau, le matériau de joint recommandé est le NBR, qui est disponible en différentes configurations.
Quelle est la durée de vie du joint ?
La durée de vie du joint dépend de nombreux facteurs, en particulier de la température et de la pression de fonctionnement, ainsi que du média en question. Cependant, la durée de vie est également déterminée par les produits de nettoyage utilisés, la fréquence d'ouverture et de fermeture de l'échangeur thermique à plaques, le fonctionnement en continu ou non de l'échangeur thermique et le stockage des joints.
Si l'échangeur thermique à plaques fonctionne à la température maximale recommandée, la durée de vie du joint est d'un an. La durée de vie sera plus longue à une température inférieure, mais tous les facteurs énumérés ci-dessus doivent être pris en compte pour obtenir une estimation approximative de la durée de vie.
Comment puis-je savoir quel type de joint contient mon échangeur thermique ?
Il est possible d'identifier les joints de trois façons. Commencez par trouver la documentation fournie avec l'appareil au moment de l'achat. Ensuite, recherchez une étiquette portant le numéro d'article sur le joint, que vous trouverez sur notre nouvelle gamme T. Si vos joints ne portent pas cette étiquette, vous pouvez rechercher un code de couleurs, qui se trouve généralement sur le clip du joint. Dans certains cas, le code couleur se trouve à l'intérieur du joint d'étanchéité, et il est même parfois possible de le voir de l'extérieur. Contactez Alfa Laval avec ces informations et les informations figurant sur la plaque signalétique de votre appareil. Nos représentants pourront vous aider à déterminer votre modèle et le type de joint.
Questions sur les échangeurs thermiques à plaques semi-soudées
Quand dois-je utiliser un échangeur thermique à plaques brasées, fusionnées ou semi-soudées dans une application de réfrigération ?
Un échangeur thermique à plaques semi-soudées (SWPHE) est utilisé de préférence avec une capacité élevée, lorsque l'échangeur thermique doit être facilement ouvert pour la maintenance (par exemple en cas d'eau de refroidissement sale) ou lors de l'utilisation de milieux corrosifs tels que l'eau salée ou les saumures de chlorure nécessitant l'utilisation de titane ou d'un autre matériau résistant à la corrosion.
Un échangeur thermique à plaques fusionnées est le meilleur choix pour les tâches de petite ou moyenne ampleur nécessitant un échangeur thermique sans cuivre, par exemple dans les applications à l'ammoniac.
Un échangeur thermique à plaques brasées procure des performances sur mesure dans toutes les applications de réfrigération de petite ou moyenne taille où des composants en cuivre et en acier inoxydable peuvent être utilisés, avec des pressions de conception allant jusqu'à 140 bars.
Quelle est la différence de température minimale entre le côté saumure/eau et la température d'évaporation dans un évaporateur noyé doté d'un échangeur thermique à plaques semi-soudées ?
En règle générale, il est admis qu'une approche pourrait être au minimum 2K, si le séparateur de liquide est monté au-dessus de l'unité. La colonne de liquide sera alors plus ou moins optimale (c/c + 0,5 m) et les pertes de pression raisonnables. Un bon système de séparation d'huile augmentera également les possibilités d'atteindre une approche étroite. N'hésitez pas à solliciter votre représentant Alfa Laval en cas de doute.
Quelle est la différence de température maximale entre l'entrée et la sortie saumure/eau dans un évaporateur doté d'un échangeur thermique à plaques semi-soudées ?
Pour donner une réponse générale, nous disons normalement 15K. En effet, si la valeur Δt est plus élevée, nous aurons une faible chute de pression dans les canaux. Cela signifie des turbulences moindres dans les canaux, réduisant l'efficacité de l'échange thermique et diminuant l'effet autonettoyant. Une zone d'échange thermique propre est toujours importante pour les performances.
L'utilisation d'un échangeur thermique à passages multiples augmente la longueur de l'échange thermique de l'échangeur thermique SWPHE et autorise une différence de température supérieure.
Puis-je utiliser n'importe quel type de milieu dans un échangeur thermique SWPHE ?
Non, vous devez toujours consulter le représentant Alfa Laval si vous prévoyez d'utiliser un fluide inconnu. Il peut s'agir d'un type de saumure sur le côté saumure/eau ou d'une huile de compresseur sur le côté réfrigérant. En cas de doute, votre représentant Alfa Laval pourra vous conseiller sur le choix du métal et du matériau du joint.
Un échangeur thermique SWPHE permet l'utilisation d'une large gamme de matériaux pour les plaques, tels que le titane et le SMO (ALLIAGE 254) permettant l'utilisation de matériaux corrosifs tels que l'eau de mer ou les saumures à base de chlorure.
Quel niveau de pression de conception dois-je sélectionner pour un échangeur thermique SWPHE ?
Vous devez tout d'abord consulter le code du récipient sous pression utilisé localement. Généralement, il est admis que la pression de conception minimale doit être la pression de service multipliée par 1,3. Si vous utilisez ce facteur, vous pouvez avoir l'assurance que le dispositif d'arrêt de sécurité haute pression fonctionnera correctement. Il est alors permis d'avoir quelques petites variations de pression dans le système de réfrigération sans déclencher un grand nombre de fausses alarmes et d'arrêts non souhaités. Alfa Laval propose des échangeurs thermiques SWPHE avec des pressions de conception allant jusqu'à 63 bars (900 psi).
Pourquoi la chute de pression côté réfrigérant est-elle si importante dans un évaporateur à thermosiphon et échangeur thermique SWPHE ?
Le système faisant uniquement appel aux lois naturelles, du fait de la gravité, de la densité et de la hauteur d'une colonne de liquide, chaque chute de pression affectera les performances. Une chute de pression accrue peut toujours être convertie en charge de compresseur plus élevée et donc en besoin plus élevé de puissance d'entrée. Il sera toujours plus coûteux d'être imprudent avec la chute de pression côté réfrigération par rapport au côté eau. L'énergie nécessaire dans le moteur du compresseur est toujours beaucoup plus élevée que le besoin du moteur de la pompe de circulation.
Pourquoi est-il important de vidanger l'huile dans un système de réfrigération avec un évaporateur à échangeur thermique SWPHE ?
La contamination par l'huile du compresseur est courante dans les systèmes de réfrigération. Dans la réfrigération industrielle à l'ammoniac, utilisant de l'huile non soluble, on s'attend à ce que cette huile s'accumule dans l'endroit le plus froid du système ; l'évaporateur. Dans l'évaporateur, l'huile formera un film sur les surfaces d'échange thermique, créant effectivement un encrassement qui réduira les performances de l'évaporateur.
Afin de réduire l'encrassement de l'huile, Alfa Laval recommande aux utilisateurs d'huile non soluble d'installer une séparation d'huile efficace avant que le réfrigérant atteigne l'évaporateur.
À quelle fréquence dois-je changer les joints d'un échangeur thermique SWPHE ?
L'intervalle d'entretien d'un échangeur thermique à plaques et joints ou SWPHE dépend de la tâche. Une unité fonctionnant avec de l'eau de mer ou de rivière peut nécessiter un nettoyage de la surface d'échange thermique plus fréquent qu'un échangeur thermique fonctionnant avec un circuit de saumure en boucle fermée.
Pour un évaporateur normal à circuit de glycol en boucle fermée ou un condenseur à CO2/cascade d'ammoniac, l'intervalle normal entre les changements de joints sera de 15 ans ou plus. Contactez votre représentant local Alfa Laval pour plus de conseils.
Pourquoi la zone d'échange thermique est-elle si petite dans un échangeur thermique SWPHE par rapport à un échangeur thermique à plaques et calandre ou de type tubulaire ?
Les plaques d'un échangeur thermique SWPHE sont conçues pour toujours maintenir un flux de turbulence dans les canaux.
Le flux de turbulences assure un échange thermique très efficace, ce qui réduit considérablement la surface de la zone d'échange thermique nécessaire par rapport aux autres technologies.
Les échangeurs thermiques SWPHE Alfa Laval sont optimisés pour une utilisation dans les applications de réfrigération et utilisent l'égalisation de débit, par exemple CurveFlow™, pour garantir que toute la surface d'échange thermique est utilisée, ce qui se traduit par des opérations à haut rendement également à charge partielle.
Quel type de joint dois-je utiliser dans un échangeur thermique SWPHE pour une application de réfrigération ?
Le type de joint à utiliser dépendra des milieux/réfrigérants utilisés et de la température de fonctionnement. Il est également courant que le réfrigérant contienne des traces d'huile de compresseur. Dans ce cas, le matériau du joint doit également être compatible avec ce milieu.
Dans une application de réfrigération industrielle, il est courant d'utiliser un matériau NBRLT (nitrile basse température) pour les applications à basse température. Pour les températures intermédiaires, le CR (chloroprène) est utilisé pour le joint annulaire en combinaison avec un joint d'étanchéité en NBR (nitrile), tandis que le HNBR (nitrile haute température) et le FEPMAL sont utilisés pour les joints annulaires dans les condenseurs et les applications à haute température.
Questions relatives à la certification de performance AHRI
Est-il obligatoire d'utiliser un code ASME pour appareil sous pression lors de la spécification d'échangeurs de chaleur à plaques certifiés AHRI ?
Non, n'importe quel code d'appareils sous pression peut être utilisé. La certification concerne uniquement les performances thermiques et n'a rien à voir avec les performances mécaniques et la qualité en général.
Le programme de certification AHRI LLHE est-il valide uniquement en Amérique du Nord ?
Non, les clients peuvent spécifier librement la certification AHRI LLHE partout dans le monde. En Amérique du Nord, cependant, les membres du programme de certification doivent proposer des modèles certifiés aux clients si la tâche se trouve dans le périmètre du programme, que la certification AHRI ait été précisée dans les documents d'appel d'offres ou pas.
Comment les clients peuvent-ils s'assurer que le fabricant a dimensionné l'échangeur thermique à plaques conformément au programme de certification AHRI LLHE ?
C'est très simple. Les clients peuvent envoyer la fiche technique du fabricant à l'AHRI et le personnel de l'AHRI vérifiera ensuite le dimensionnement gratuitement.
Est-il compliqué de spécifier des échangeurs thermiques à plaques certifiés AHRI ?
Pas du tout ! Il suffit d'ajouter une phrase dans le cahier des charges en précisant la puissance calorifique : « L'échangeur thermique à plaques doit être certifié conformément au programme de certification AHRI LLHE ».
Est-il possible d'utiliser le programme de certification AHRI dans des secteurs autres que celui du génie climatique ?
Oui. Les clients de tous secteurs peuvent utiliser le programme de certification AHRI LLHE pour n'importe quelle tâche couverte par le champ d'application du programme de certification.
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Des échangeurs thermiques certifiés AHRI
Les échangeurs thermiques à plaques et joints, à plaques brasées et à plaques fusionnées Alfa Laval sont certifiés par l'AHRI. Organisation indépendante de contrôle des performances thermique, l’Institut de la Climatisation, du Chauffage et de la Réfrigération délivre sa certification AHRI : elle garantit que votre échangeur thermique à plaques fonctionnera conformément aux valeurs nominales annoncées.
