Dans le monde de l’industrie, un équipement comme un échangeur de chaleur joue un rôle primordial. Mais c’est aussi un équipement souvent méconnu, parce qu’il s’agit à la fois d’un appareil industriel et d’un procédé naturel. On vous explique ici en détail le fonctionnement d’un échangeur de chaleur et ses enjeux.
Comprendre ce qu’est un échangeur de chaleur
Un échangeur de chaleur est un dispositif qui permet de transférer la chaleur d’un fluide à un autre. Lorsque l’on parle de fluide, il peut être question d’un gaz (comme l’air) comme d’un liquide (comme l’eau). Les deux fluides ne doivent jamais se mélanger ainsi ils restent très proches l’un de l’autre, avec un matériau de contact entre les deux, mais ne se mélangent jamais. Seule la température de l’un va influer sur l’autre. L’idée de l’échangeur de chaleur est de pouvoir optimiser la gestion de la chaleur des fluides mis en jeu dans un processus industriel afin de mieux les contrôler.
Le principe de base d’un échangeur de chaleur
Deux fluides circulent près l’un de l’autre, seulement séparés par une fine paroi métallique. La chaleur du premier fluide va venir réchauffer le deuxième fluide, plus froid. Et donc le fluide plus froid se réchauffe pour rester près du fluide chaud.
Un radiateur en fonte est un échangeur de chaleur, par exemple. Dans le radiateur circule de l’eau chauffée par la chaudière de la maison. La température est assez haute pour venir faire chauffer la fonte qui constitue le matériau principal du radiateur. La chaleur du radiateur va chauffer l’air ambiant de la pièce. L’eau chaude est le fluide primaire, l’air le fluide secondaire et le radiateur en lui-même la paroi de contact permettant l’échange de chaleur.
Pourquoi est-ce un procédé industriel capital ?
L’échangeur de chaleur est capital, car il permet de maîtriser les coûts énergétiques de l’entreprise. La chaleur est récupérée dans le processus industriel et évite donc des dépenses d’énergie puisqu’il y a en quelque sorte recyclage de la chaleur. De plus, l’échangeur de chaleur permet de réguler la température d’un fluide de façon bien plus naturelle qu’en utilisant des appareils coûteux. Il y a aussi une dimension écologique à l’échangeur de chaleur. La récupération de la chaleur permet d’en limiter la production. C’est cohérent avec une démarche globale de limitation des dépenses d’énergie afin de protéger les ressources naturelles. À grande échelle industrielle, par exemple dans une centrale nucléaire, l’échangeur de chaleur permet de limiter la température des rejets d’eau dans la nature, limitant alors la pollution par la température, pollution elle aussi néfaste pour la nature.
Dans quelles industries utilise-t-on l’échangeur de chaleur ?
On retrouve l’échangeur de chaleur dans des domaines très différents comme la climatisation et la réfrigération, l’industrie textile ou la production papetière, mais aussi les secteurs pharmaceutiques, agroalimentaires, métallurgiques, automobiles, l’industrie pétrochimique et la production d’énergie. Ils fonctionnent à très petite échelle comme à très grande échelle.
