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ECHANGEUR THERMIQUE
LABBE VOTRE FABRICANT D’ÉCHANGEUR DE CHALEUR
La gamme des échangeurs thermiques proposés par Labbe Process Equipment est complète avec les :
- Échangeurs tubulaires en inox et en alliages nickel : Tubulex
- Échangeurs à plaques soudées à larges canaux : Weplex®
- Échangeurs avec faisceau de plaques : Compalex®
- Échangeurs à tubes à ailettes : Economiseurs – Ecofinex®.
De plus, nous maîtrisons en interne toutes les étapes de conception, d’étude et de fabrication afin de vous assurer un travail de qualité dans un délai maîtrisé.
De part notre expérience, nous sommes en mesure de vous proposer le dimensionnement thermique et mécanique de votre échangeur de chaleur. En effet, nous disposons d’un bureau d’études intégré.
Qu’est ce qu’un échangeur ?
Un échangeur de chaleur autrement appelé échangeur thermique est un appareil permettant de transférer l’énergie thermique d’un fluide caloporteur (ou fluide chaud) vers un autre fluide et ce, sans que ces deux fluides ne se mélangent.
Pour ce faire, les deux fluides sont au contact d’une surface d’échange. Cette dernière va jouer un rôle dans le transfert thermique d’un fluide à l’autre. L’intérêt des industriels est alors de maximiser cette surface d’échange afin accroître l’efficacité thermique en augmentant ce phénomène de convection.
Dimensionnement et fabrication d’un échangeur thermique
Etape 1 : Calcul thermique
Labbe Process Equipment possède un savoir-faire ainsi qu’une une expérience de longue date.Par conséquent, nous sommes aptes à définir le type d’échangeur adapté à votre besoin. Aussi, nous définiront la puissance et la surface d’échange. Cela ce fait en fonction de vos exigences de process industriels (fluides, densité, viscosité, utilisation, conditions opératoires, …) mais également en accord avec la norme de construction TEMA.
Etape 2 : Calcul mécanique
Une fois la géométrie de l’échangeur de chaleur définie, la chaudronnerie Labbe réalise des calculs de conception mécanique. Notre but est de déterminer l’épaisseur de paroi de la calandre, l’épaisseur des boites ainsi que l’épaisseur des plaques tubulaires. Nous déterminons également la nécessité d’un soufflet de dilatation.
Etape 3 : Plans de fabrication
Enfin, avec toutes les dimensions de l’échangeur de chaleur définies, nous réalisons les plans de fabrication. Ces derniers contiennent les détails sur les différentes parties de l’échangeur de chaleur.
Etape 4 : Fabrication
Étapes de fabrication d’un échangeur réalisé dans nos ateliers :
- Découpe des tôles
- Formage des fonds bombés
- Usinage des plaques tubulaires, des chicanes et des brides
- Roulage des viroles/réalisation de la calandre
- Soudage automatique pour les circulaires et les longitudinales,
- Soudage manuel pour les piquages,
- Tubage (tubes soudés et/ou dudgeonnés)/mise en place des plaques
- Polissage, décapage et passivation,
- Tests réglementaires
Les différents modes de transfert de chaleur
Cette convection correspondant au transfert d’énergie thermique entre deux fluides à travers une surface d’échange, peut être effectuée de plusieurs manières grâce à des appareils :
– A co-courants : l’échangeur est traversé par les deux fluides dans le même sens.
– A contre-courants : les fluides traversent l’appareil dans un sens contraire.
– A courants croisés.
Les échangeurs thermiques peuvent traiter une multitude de fluides différents.
L’échange de chaleur peut s’effectuer entre :
- Gaz/gaz
- Liquide/gaz
- Liquide/Liquide
- Condensation
- Evaporation
- Air/eau
Matériaux utilisés dans la fabrication des échangeurs de chaleur :
- Acier inoxydable 304L, 316L, 316Ti, 321, 310S
- Duplex U45N, U35N
- Uranus B6
- Alliages nickel C22, C276, C2000
- Incoloy
Les différents types d’échangeurs :
L’échangeur tubulaire :
Cet échangeur est constitué de tubes disposés à l’intérieur d’une enveloppe appelée « calandre ». Cet appareil thermique est l’échangeur le plus présent dans les installations thermiques industrielles.
Avantages :
- Capable de supporter des fluides avec des températures d’entrée très différentes
- Capable de supporter des pressions très élevées
- Peu de perte de charge
L’échangeur tubes à ailettes :
Ce type d’échangeur sert principalement à refroidir ou réchauffer des fluides grâce à du gaz, ou inversement. Sa mission consiste donc en la récupération de chaleur. Il se compose d’un faisceau de tubes munis d’ailettes embouties ou fixées par pression, de trémies et de plusieurs collecteurs. Cette construction en ailettes permet d’accroître de manière significative la surface d’échange thermique et ainsi l’efficacité thermique, en prenant un minimum de place. Ce type d’échangeur peut ainsi récupérer les fumées et donc l’énergie fatale.
Avantages :
- Récupération de l’énergie fatale
- Encombrement minimum
- Utilisable avec du fuel gaz et du fuel oil
- Retour sur investissement rapide
L’échangeur à plaques soudées et larges canaux :
Cet échangeur consiste en une série de fines plaques d’inox soudées entre elles dans lesquelles ont fait passer le fluide caloporteur et entre lesquelles on fait passer le produit à traiter. Il est particulièrement utilisé en sucrerie, en blanchisserie, en distillerie et dans les procédés de chauffage.
Avantages :
- Robuste
- Compact
- Limite l’encrassement et donc les arrêts de production
- Est visitable
- Bon coefficient d’échange
L’échangeur avec faisceau de plaques :
Cet appareil se compose d’une calandre cylindrique ou parallélépipédique dans laquelle se trouve un faisceau de plaques soudées.
Avantages :
- Compact et robuste
- Démontable
- Technologie hybride alliant les performances de l’échangeur à plaques soudée et la fiabilité des échangeurs tubulaires.
- Coefficient d’échange thermique élevé
- Faible encrassement
- Peu de perte de charge
Comment choisir son échangeur thermique ?
Le choix d’un échangeur thermique se fait en fonction de vos conditions d’utilisation. Ainsi, dans le choix d’un échangeur de chaleur, plusieurs facteurs entrent en jeu :
- La fonction : Les échangeurs possèdent des avantages propres qui s’adaptent différemment à la fonction pour laquelle ils sont utilisés.
- Les conditions d’utilisation : en effet, les échangeurs s’adapteront de manière différente à la température des fluides, au débit ainsi qu’à la pression des fluides en entrée et sortie d’échangeur.
- Le type de fluide : Du type de fluide peut dépendre les matériaux mais aussi le type de votre appareil. Par exemple, un fluide chargé sera plus efficacement traité par un échangeur à plaques soudées et larges canaux que par un échangeur tubulaire.
- La place allouée à l’appareil : si certains appareils sont compacts à l’instar de l’échangeur à plaques soudées d’autres sont plus volumineux. Il est donc primordial de connaitre à l’avance l’emplacement pour concevoir l’appareil.
- L’entretien et la maintenance : certains appareils comme l’échangeur à plaques soudées Weplex® nécessitent peu d’entretien et un simple coup de jet d’eau suffit, là où il faut une intervention plus fréquente et plus longue pour d’autres échangeurs.
En plus des échangeurs tubulaires, à plaques soudées, tubes à ailettes ainsi que à faisceau de plaques, Labbe Process Equipment est capable de réaliser des :
- échangeurs d’acide sulfurique, d’acide phosphorique, d’acide nitrique,
- évaporateurs à flot tombant,
- condenseurs de vapeur de rhum,
- condenseurs de vapeur d’acétone,
- refroidisseurs,
- réchauffeurs de jus,
- cristalliseurs,
- échangeurs stérilisateurs,
- pasteurisateurs,
- aéroréfrigérants (avec des tubes à ailettes),
- bouilleurs, des évaporateur multitubulaire, etc …
En terme de capacité, nous pouvons réaliser des échangeurs thermiques pouvant aller jusqu’à 6,5m de diamètre sur 50m de long pour un poids de 150 tonnes. Pour répondre à toutes vos contraintes de corrosion, Labbe propose alors des échangeurs en duplex, super duplex, hastelloy, monel, inconel ainsi qu’en titane.