Échangeurs de chaleur à plaques

Qu’est-ce qu’un échangeur thermique à plaques ?

Les échangeurs à plaques servent au traitement thermique des fluides. On les utilise le plus souvent pour un échange thermique entre deux liquides, parfois aussi entre deux gaz. Ils sont constitués de plaques fines, souvent nervurées ou cannelées, disposées parallèlement et séparées par de petits espaces (de 5 à 10 mm généralement). Ces plaques sont assemblées parallèlement par soudure, brasure, ou pressées sur des joints.

Les espaces entre les plaques constituent deux réseaux de canaux parallèles de circulation, dans lesquels deux fluides circulent à des températures différentes. Le transfert de chaleur s’effectue par conduction à travers les fines parois des plaques (de 0,1 mm à 0,8 mm). La circulation se fait généralement à contre-courant.

Les échangeurs de chaleur ont une grande efficacité thermique en raison de la fine épaisseur des plaques, de l’étroitesse des canaux de circulation, et aussi grâce aux cannelures ou nervures des surfaces, qui favorise les turbulences et augmente les échanges. Ils ont l’avantage d’être peu encombrants, mais ils sont sensibles à l’encrassement et entraînent d’importantes pertes de charge quand des fluides circulent sous pression. Leurs plaques doivent être nettoyées régulièrement, chimiquement, ou mécaniquement.

Applications et choix d’un échangeur de chaleur industriel

Les échangeurs à plaques sont surtout utilisés dans les industries chimique, pharmaceutique et alimentaire. Les applications les plus courantes sont le chauffage ou le refroidissement de liquides, l’évaporation des liquides et la condensation des vapeurs.

Les matériaux les plus utilisés pour les plaques sont l’aluminium, l’acier inoxydable ou certaines matières synthétiques. Les échangeurs à plaques et joints sont les plus répandus. Ils sont généralement démontables et donc nettoyables mécaniquement, mais les joints supportent mal les excès de température et de pression. Les échangeurs à plaques soudées ou brasées sont préférés quand de fortes températures ou pressions sont en jeu, mais présentent l’inconvénient de ne pas être démontables et nettoyables seulement chimiquement.

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