Comment se déroule le processus de fabrication des échangeurs de chaleur à plaques brasées ?

2487 Vues 3 Appréciée Publié le: 28/08/2024
 

Échangeur de chaleur brasé dans un four sous vide

L'échangeur de chaleur brasé est un type d'appareil - qui est brasé dans un four sous vide moderne, où la température atteint parfois jusqu'à 450-480 degrés Celsius. Il se compose, comme la plupart le savent, de feuilles métalliques, généralement en acier. On les appelle simplement des plaques d'échangeur. Elles sont ondulées. Entre elles, il reste un petit espace formant des canaux réguliers, permettant le passage des fluides qui doivent échanger de la chaleur. L'échange se fait donc via ces plaques.

Production des échangeurs et impact sur la résistance

✅ Les échangeurs de chaleur sont soumis à un processus de brasage différent selon les paramètres de résistance à la pression à atteindre. Certains échangeurs sont donc approuvés pour des pressions standard de 10-20 ou 30 bars.

✅ Cependant, il existe aussi des modèles soumis à un traitement légèrement différent et plus long. Ce processus est plus long et énergivore, mais permet la création de échangeurs haute pression - dont la résistance peut atteindre 40 ou 45 bars. Cela permet d'avoir sur le marché des appareils capables de traiter des installations fonctionnant avec des gaz haute pression, comme le freon utilisé dans les pompes à chaleur.

Plaques de l'échangeur à plaques et leur efficacité

✅ Le coefficient d'échange de chaleur dans un échangeur à plaques brasé est plus élevé que dans les échangeurs conventionnels (à coquille, de plus en plus rares), si l'on compare les performances à des débits comparables. Grâce au fait que la plaque n'a que 0,3-0,4 mm (pour les échangeurs Nordic Tec), l'échange de chaleur est presque parfait - d'autant plus que la quantité de matière nécessaire à la fabrication du modèle à plaques est également relativement faible. Un échangeur de chaleur de ce type, parfois appelé en anglais PHE (Plate Heat Exchanger), crée ainsi une structure compacte mais avec une grande surface de transfert thermique. C'est pourquoi il y a une tendance évidente à remplacer les anciens types d'échangeurs par des modèles à plaques.

Plaques d'échangeur de chaleur

Processus de soudage des plaques en acier - comment est fabriqué un échangeur de chaleur à plaques ?

Le processus de brasage ne peut se réaliser correctement que dans des lignes de production modernes et technologiquement avancées - en l'occurrence, dans des fours sous vide. Sinon, nous n'aurions pas la garantie que l'appareil sera durable et résistant aux fuites. Les échangeurs Nordic Tec sont généralement considérés comme parmi les appareils brasés les plus durables.

Le matériau de brasage des plaques dans les échangeurs - c'est-à-dire le brasage

Lors du traitement dans un four sous vide, le matériau de brasage (généralement du cuivre, plus rarement du nickel) est chauffé à des températures très élevées, le rendant plastique. Cela permet d'obtenir les formes et propriétés physiques souhaitées, avant de refroidir rapidement le matériau. Plus ce processus est efficace, plus l'échangeur sera durable dans n'importe quelle installation. D'ailleurs, le refroidissement du matériau se fait également par un échangeur de chaleur - mais c'est une autre histoire, c'est un échangeur de type différent, toujours un élément important du four sous vide.

Ce processus, s'il est réalisé dans une ligne de production avancée et moderne, crée des brasages résistants aux différents fluides et pressions. C'est la clé pour créer un appareil capable de fonctionner dans diverses applications, avec différents types d'installations et paramètres. Cela rend l'échangeur polyvalent.

Traces de rouille du cuivre sur les plaques supérieures de l'échangeur

D'ailleurs, le processus de fabrication des échangeurs de chaleur à plaques et spécifiquement l'utilisation de brasage en cuivre fait que les côtés de l'échangeur ont une teinte cuivrée caractéristique de rouille. De plus, on peut parfois voir des traces de cuivre sur les plaques supérieures ou arrière. Elles se trouvent très souvent autour des raccords. Elles prennent la forme de points, parfois de lignes - que certains interprètent comme des fissures ou traces de rouille sur l'échangeur.

Bien entendu, c'est absurde, les échangeurs de chaleur ne peuvent pas rouiller avant leur utilisation avec de l'eau (même s'ils étaient fabriqués en acier de très mauvaise qualité). De même, les ''fissures'' - ne peuvent pas être de véritables fissures, imaginez de l'acier qui se fissure - nous savons que c'est presque impossible.

Plaques ondulées pour échangeurs - pourquoi et comment cela fonctionne-t-il ?

✅ Si les plaques de l'échangeur étaient plates, le passage des fluides à travers l'appareil serait simple. Il n'y aurait presque pas de perte de pression à l'entrée de l'eau (ou d'un autre fluide), ce qui serait plutôt avantageux. Cependant, des années de recherches et de travaux d'amélioration de la technologie d'échange de chaleur, menées principalement en Scandinavie, en Allemagne et aux États-Unis, ont clairement montré que les plaques ondulées ou rainurées provoquent un flux turbulent (en termes plus simples, plus agité), ce qui donne de meilleurs résultats en matière d'échange de chaleur. Les performances de l'échange de chaleur, en termes de température, sont meilleures malgré l'utilisation d'une plaque de même surface.

Plaque ondulée pour la production d'échangeurs de chaleur

Mis-a-jour: 9-2024

 
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