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Auteur(s)
-
Georges VRINAT : Ingénieur du Conservatoire national des arts et métiers et de l'Institut français du froid industriel - Membre de l'Association française du froid – Expert frigoriste
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Lire l’articleINTRODUCTION
Les échangeurs thermiques jouent un rôle essentiel dans les machines frigorifiques, où ils constituent les interfaces entre le fluide frigorigène et les milieux extérieurs. À ce titre, leur diversité de formes, de tailles et d"applications est tout à fait remarquable et leur poids économique est important.
Au cours de ces dernières années, comme cela a été le cas pour les compresseurs, leur évolution a été accélérée par :
-
l'apparition de nouveaux frigorigènes présentant des spécificités particulières, tels les hydrofluoro-carbures HFC avec des glissements de température ou des pressions de saturation élevées et également le retour de l"anhydride carbonique ;
-
les études approfondies par les laboratoires de recherche sur l'amélioration des échanges de chaleur, lors de l"ébullition et de la condensation des frigorigènes ;
-
la mise au point par les fabricants d"échangeurs de nouveaux profils de tubes et d"ailettes complexes ;
-
la nécessité du confinement des frigorigènes, et en corollaire, la réduction des charges ;
-
la réduction des volumes et des coûts imposée par les marchés de la distribution et de la climatisation.
Aujourd"hui, on se trouve en présence de nouvelles techniques de définition des échangeurs qui font appel, le plus souvent à des logiciels de sélection qui épargnent, aux ingénieurs de projet, le souci de faire des calculs plus ou moins fastidieux.
Pour plus de détails, le lecteur se reportera au dossier « Échangeurs de chaleur » [B 2 340].
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Évaporateurs
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2. Caractéristiques fonctionnelles d'un échangeur
Lorsque l'on veut définir un échangeur d'une manière univoque, en vue de sa construction, de son achat ou de la vérification de ses performances sur le site, il est indispensable de renseigner sous forme d'une fiche technique tous les postes ci-après.
2.1 Fonction
C'est la première précision à fournir car, suivant qu'ils vont jouer le rôle d'évaporateur ou de condenseur, les deux types d'appareils, malgré une similitude de technologie, multitubulaire ou à ailettes, se différencient par des détails particuliers, liés à leurs fonctionnalités tels que l'alimentation en frigorigène ou la nature des matériaux.
HAUT DE PAGE2.2 Nature de la source chaude ou froide
Les sources, froides ou chaudes, peuvent être constituées par :
-
des gaz de toutes natures, mais surtout l'air ambiant plus ou moins chargé d'humidité, largement utilisé en climatisation, en refroidissement ou en congélation de nombreux produits alimentaires ;
-
des liquides de toutes natures, pétrochimiques ou alimentaires (lait, vins), l'eau pure ou additionnée d'antigels pour la climatisation ou la réfrigération.
Les fluides correspondants sont qualifiés de frigoporteurs pour la source froide et de caloporteurs pour la source chaude.
2.3 Conditions de fonctionnement
Les conditions de fonctionnement à connaître sont les suivantes :
-
les températures et pressions du fluide frigorigène ou les températures du frigoporteur à l'entrée et/ou à la sortie de l'échangeur ;
-
dans le cas où l'air constitue le fluide source, il convient de préciser sa teneur en eau ;
-
le pincement, c'est-à-dire l'écart minimal de température entre les deux fluides ;
-
le mode d'alimentation en frigorigène (pour les évaporateurs) ;
-
l'accumulation thermique, éventuellement (glace, par exemple).
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Caractéristiques fonctionnelles d'un échangeur
ANNEXES
- 1 Données statistiques et économiques
-
2 À lire également dans nos bases
-
3 Sources bibliographiques
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4 Outils logiciels (liste non exhaustive)
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5 Événement
-
6 Normes et standards
- 6.1 Normes internationales ISO
- 6.2 Normes européennes EN 6.2.1 Partie 1 : exigences de base, définitions, classification et critères de choix
- 6.3 Normes d'essais françaises NF
6.2.2 Partie 2 : conception, construction, essais, marquage et documentation
6.2.3 Partie 3 : installation in situ et protection des personnes
6.2.4 Partie 4 : fonctionnement, maintenance, réparation et récupération
- 7 Réglementation
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