Microéchangeurs thermiques : Intérêt et inconvénients des microéchangeurs

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Anton GRUSS

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INTRODUCTION

L’essor des microtechnologies a vu l’émergence depuis quelques années de nouvelles structures de circulation de fluides à une échelle bien inférieure au millimètre, permettant ainsi de réaliser des échangeurs thermiques ultracompacts.

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https://doi.org/10.51257/a-v1-in3

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Différentes configurations de microéchangeurs

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3. Intérêt et inconvénients des microéchangeurs

Intérêt

Les microéchangeurs peuvent amener des gains sur plusieurs critères.
- Compacité
  
  C’est leur intérêt majeur ; on arrive à échanger des dizaines de kilowatts dans un appareil de la taille d’un dé à coudre.
  
  Dans les Techniques de l’Ingénieur Échangeurs thermiques. Généralités B 2 340 par A. Bonptemps et C. Goubier.
  
  Exemple
  dans l’échangeur FzK représenté figure 3 et comprenant des microcanaux de 157 µm, on échange 20 kW dans un volume de seulement 1 cm³ avec un écart de température moyen de 60 ˚C, avec une perte de pression de quelques bars seulement ; on remarque que les raccords de tuyauteries sont plus encombrants que l’échangeur lui-même.
- Masse (automobile, ferroviaire, aéronautique, spatial, échangeurs haute pression...).
- Volume de fluide pour les produits rares, chers ou polluants (biotechnologies, pharmacie, médical, chimie fine, climatisation, froid...).
- Demande en matière lorsque le matériau constitutif de l’échangeur est cher (palladium, argent...).
- Sécurité (fluides toxiques, explosifs).
- Logistique (manutention, transport, installation).
- Temps de réponse thermique (chimie fine, biotechnologies...).

Inconvénients
- Technologie récente, non standardisée induisant un risque industriel.
- Peu de fournisseurs.
- Maîtrise de la conception délicate.
- Perte de pression élevée.
- Nécessité de fluide très propre et de filtre de protection.