Surdimensionnement de l’échangeur de chaleur à plaques — de quoi s’agit-il ?

Le surdimensionnement de l’échangeur de chaleur à plaques (PHE) signifie simplement l’utilisation d’un modèle avec une plus grande efficacité que ce que requiert notre application.

À quoi sert surdimensionnement l'échangeur de chaleur ? Est-ce avantageux pour nous ou n’entraîne-t-il qu’un surcoût — selon le principe « plus l’échangeur est grand, plus le prix est élevé » ?

Un dispositif hydraulique correctement sélectionné doit presque toujours avoir une capacité supplémentaire, y compris dans le cas d’un échangeur de chaleur, même si, bien sûr, il y a des limites au surdimensionnement d'un échangeur thermique, au-delà desquelles il est inutile d’aller.

L’échangeur de chaleur est un dispositif qui vieillit, comme tout. Dans l’installation hydraulique, il est soumis à différentes températures, pressions, et surtout, au contact du fluide, ce qui avec le temps provoque du calcaire (le phénomène de création de calcaire à partir d’eau dure et son effet sur les dispositifs hydrauliques, y compris les échangeurs de chaleur - nous l’avons décrit dans un autre article).

L’efficacité de l’échangeur est déterminée en grande partie par ce qu’on appelle la surface d’échange ou de transfert de chaleur, qui malheureusement diminue avec le temps, due au processus de recouvrement de calcaire. Les plaques d’acier, couvertes de calcaire, cessent de transférer la chaleur entre deux liquides — cela entraîne une réduction systématique de l’efficacité de notre PHE chaque année. Pour cette raison, choisir l’échangeur qui est mathématiquement 1:1, en se référant aux besoins de votre application, peut être une bonne idée uniquement pour 2-3 saisons de chauffage.

C’est alors que commence le problème du calcaire, l’échangeur réduit ses performances réelles et devient en fait un appareil incapable de transférer toute la puissance thermique comme autrefois.

En pratique, nous commençons à le ressentir à cause de radiateurs plus froids, et d’un retour à la chaudière plus chaud - que lors de la première saison de chauffage. Cela entraîne également une augmentation progressive de la consommation de combustible par l’appareil de chauffage, c’est-à-dire une augmentation des coûts de chauffage. Pour éviter une telle situation, il est recommandé d’utiliser un PHE un peu plus grand, c’est-à-dire avec une surface d’échange thermique un peu plus grande que dans notre calcul de consommation d’énergie. La surface supplémentaire protégera notre système de chauffage et après quelques années, il devrait toujours fonctionner comme avant.

Est-il possible de prévenir l’apparition du calcaire dans l'installation du chauffage central et dans l'échangeur de chaleur?

Dans une large mesure oui, (par exemple en installant des adoucisseurs d’eau), mais en réalité c’est un processus inévitable. Il existe des préparations désinfectantes spéciales pour les installations et les appareils qui y sont liés, mais chaque échangeur a sa propre durée de vie qui ne peut être illimitée.
Les echangeurs thermiques qui ont été dimensionnés avec un surdimensionnement peuvent servir jusqu’à 10-15, parfois même 20 saisons, alors que les unités sans surdimensionnement ne peuvent fonctionner parfois que 2-4 ans.

Le surdimensionnement de l’échangeur de chaleur peut-il être préjudiciable à notre installation ? Quelles sont les limites du surdimensionnement ?

L’utilisation d’une unité PHE plus grande est inoffensive, même si nous l’avons considérablement agrandie. Cependant, l’utilisation d’une unité beaucoup plus grande que celle dont nous avons besoin peut entraîner des coûts d’achat beaucoup plus élevés. Ces coûts ne peuvent être justifiés que partiellement si nous exagérons. Un échangeur correctement choisi est affiché dans les 20-50% par rapport à la puissance de chauffage requise. Cependant, nous prêtons attention à la capacité réelle possible dans les paramètres de l’installation, et non à la puissance nominale, qui est souvent comptée pour des paramètres élevés, plus favorables que dans les installations domestiques. Nous devons nous rappeler que la puissance nominale d’un PHE ne peut être atteinte que dans des conditions industrielles et qu’elle n’a rien à voir avec nos appareils de chauffage. Souvent, les échangeurs de chaleur qui ont une puissance nominale de 200 kW sont dédiés à la gestion des chaudières d’une puissance de 30-35 kW, voire moins.

Si vous avez besoin d’aide pour le dimensionnement — ou si vous avez besoin d’un conseil sur l’échangeur à utiliser pour votre application — contactez notre équipe !

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