echangeur de chaleur tubulaire

Echangeur de chaleur: quelles données techniques pour dimensionner

Echangeur de chaleur

Le dimensionnement d’un echangeur de chaleur tubulaire doit être méthodique et doit se faire pas à pas. Le rassemblement des données techniques est une étape primordiale dans le dimensionnement d’un échangeur thermique. A cette étape, il faut être vigilant et attentif afin d’obtenir une fiche de spécification précise et complète.

Labbe vous propose une check list des données techniques à préciser lors de votre demande d’échangeur de chaleur.

1) Encombrement de l’échangeur de chaleur

Avant toute chose, il est important de connaître l’encombrement disponible dans votre atelier de production : Hauteur x Largeur x Longueur

2) Position de l’échangeur de chaleur

Un échangeur de chaleur tubulaire peut être positionné soit horizontalement soit verticalement. Cela dépend également de votre encombrement.

3) Type d’échangeur de chaleur

Les types d’échangeurs tubulaires sont définis par la norme TEMA (Tubular Exchanger Manufacturer’s Association). Le choix du type d’échangeur de chaleur se fait en fonction de votre process, de votre besoin et de l’entretien. Par exemple, si vous voulez avoir accès facilement à votre faisceau tubulaire, nous vous conseillons un échangeur BEM car les boîtes sont démontables.

Le TEMA caractérise la forme d’un échangeur par 3 lettres :

  • 1ère lettre : boîte / tête avant
  • 2ème lettre : calandre couramment appelée Shell
  • 3ème lettre : boîte / tête arrière

Retrouvez le TEMA en cliquant sur ce lien.

4) Données de calcul thermique

  • Soit vous nous communiquez la composition de vos deux fluides que nous exploiterons grâce à une base de données BJAC.
  • Soit vous nous communiquez les propriétés physiques de vos deux fluides aux deux températures (température d’entrée et température de sortie). A savoir les densités, les viscosités dynamiques, les chaleurs spécifiques, lesconductivités thermiques et les enthalpies massique de changement de phases de vos fluides.

Vous devez également nous communiquer vos conditions opératoires, à savoir :

  • les 2 débits
  • 2 x 2 températures d’entrée et de sortie
  • les 2 pressions

Ces données vont permettent à Labbe de calculer la puissance de l’échangeur de chaleur. Mais aussi le coefficient d’échange, la surface d’échange, le nombre de tubes et les dimensions de l’échangeur.

5) Données de calcul mécanique

Une fois l’échangeur de chaleur dimensionné thermiquement, il faut s’assurer qu’il supportera les contraintes mécaniques. Pour cela, vous devez connaître les pressions et les températures mini maxi admissibles. Ce calcul mécanique permet à Labbe de déterminer l’épaisseur des parois, des brides de corps et des plaques tubulaires.

6) Données réglementaires d’un échangeur

Certains échangeurs de chaleur sont soumis à la DESP 2014/68/UE. Il est donc important que l’on connaisse la classification de vos fluides, à savoir :

  • Liquide : groupe I ou groupe II
  • Gaz : groupe I ou groupe II

Ensuite, nous synthétisons les données dans une fiche de spécification technique avant de procéder à l’exécution de la commande de l’échangeur de chaleur (dimensionnement, mise en plan, fabrication, contrôles et épreuves).