Article de référence | Réf : BE9570 v2

Principaux fluides et leurs applications
Fluides caloporteurs et frigoporteurs - Définitions. Critères de choix

Auteur(s) : Christophe MARVILLET

Relu et validé le 28 sept. 2021

Pour explorer cet article
Télécharger l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !

Sommaire

Présentation

RÉSUMÉ

Un fluide caloporteur assure le transport de la chaleur d'une source thermique à un puits thermique tout en respectant à la fois des contraintes techniques (pertes thermiques réduites, faible consommation d'énergie de transport du fluide), des contraintes de sécurité et de respect de l'environnement, des contraintes économiques (associées à la taille des auxiliaires de pompage, de compression ou de ventilation mais également à la taille des échangeurs de chaleur). La sélection de ce fluide pour un procédé thermique est le résultat d'un processus complexe d'évaluation de divers paramètres et critères.

Lire cet article issu d'une ressource documentaire complète, actualisée et validée par des comités scientifiques.

Lire l’article

ABSTRACT

Heat transfer fluids. Definition and selection criteria

The role of a heat transfer fluid is to transport heat from a heat source to a heat sink, while maintaining all constraints: technical (reduced heat losses, low fluid transport energy consumption), safety and reduced environmental impact, economic constraints (related to the size of the auxiliary pumping, compression or ventilation but also the size of the heat exchanger providing heat transfer between the coolant and the source and the heat sink). Their selection for a thermal process is the result of a complex process of evaluating various parameters and criteria.

Auteur(s)

  • Christophe MARVILLET : Professeur du Cnam (Conservatoire national des Arts et métiers), - Directeur de l'IFFI (Institut français du froid industriel et du génie climatique), Paris, France - Note de l'éditeur : cet article est la version actualisée de l'article [BE 9 570].

INTRODUCTION

Les applications des fluides caloporteurs pour le chauffage dans les procédés industriels sont fort variées et impliquent une grande diversité de fluides de par le large domaine de températures rencontré dans ces procédés : gaz, métaux liquides, sels fondus, fluides organiques. Les applications des fluides frigoporteurs pour le refroidissement de procédés à température inférieure à l'ambiante sont celles du froid industriel, commercial et du conditionnement d'air. Bien que fonctionnant dans un domaine de températures notablement plus réduit (– 70/+ 20 °C), ces fluides sont également de natures variées de par la diversité des contraintes qu'il est nécessaire de prendre en compte pour leur choix : critères énergétiques et économiques, mais également critères de sécurité et d'impact environnementaux. Après avoir rappelé les principales catégories de fluides frigo- et caloporteurs et avoir illustré d'exemples d'applications cette présentation, nous indiquons de façon exhaustive les critères de choix des fluides calo- et frigoporteurs en insistant sur leur domaine d'utilisation, les contraintes d'exploitation des systèmes énergétiques et, bien entendu, les critères technico-économiques.

Cette étude sur les fluides caloporteurs et frigoporteurs se compose de trois articles :

  • fluides caloporteurs et frigoporteurs. Définitions. Critères de choix ;

  • fuides caloporteurs. Propriétés [BE 9 571] ;

  • fluides frigoporteurs. Propriétés [BE 9 572].

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 94% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

KEYWORDS

heat transfer fluid   |   district heating and cooling   |   industrial thermal   |   heat exchange   |   plate heat exchanger   |   heat exchanger

VERSIONS

Il existe d'autres versions de cet article :

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v2-be9570


Cet article fait partie de l’offre

Froid industriel

(49 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS

1. Principaux fluides et leurs applications

1.1 Fluide caloporteur : définition et exemples d'application

De très nombreuses activités industrielles nécessitent le chauffage d'un produit à une température supérieure à la température ambiante. Différents modes de chauffage peuvent être identifiés :

  • le produit est chauffé directement par des gaz de combustion (fuel, gaz naturel), par des résistances électriques, par un chauffage inductif ou à micro-ondes ;

  • le produit est chauffé indirectement. Un circuit intermédiaire est, dans ce cas, disposé entre l'équipement thermique dans lequel la chaleur est obtenue grâce à la combustion d'un combustible, à l'utilisation d'une résistance électrique, voire à une réaction nucléaire dans des crayons combustibles d'un réacteur nucléaire – et l'enceinte dans laquelle le produit doit être conditionné. Le fluide circulant dans ce circuit intermédiaire peut alors jouer plusieurs rôles. Lorsque ce fluide effectue un simple transport de la chaleur, on le dit caloporteur. Lorsqu'il assure simultanément des échanges de chaleur et de travail avec le milieu extérieur, on le dit énergétique.

Dans cet article, nous nous limiterons exclusivement à la description des fluides caloporteurs (qui peuvent aussi être frigoporteurs, le mécanisme étant similaire).

  • Exemples d'utilisation

    De nombreux exemples du domaine de la production d'énergie électrique peuvent illustrer l'utilisation de fluides caloporteurs :

    • dans un réacteur nucléaire de type PWR (Pressurized Water Reactor  ), la chaleur dégagée dans la grappe de crayons combustibles est évacuée grâce à un circuit d'eau pressurisée (ce fluide est alors désigné comme fluide caloporteur), puis transférée au fluide du circuit secondaire grâce à un générateur de vapeur. Ce fluide secondaire est vaporisé et détendu dans une turbine pour la production de l'énergie électrique. Le fluide secondaire (de l'eau, dans le cas des PWR) joue alors le rôle de fluide énergétique ;

    • dans une centrale thermique solaire, le fluide caloporteur [généralement une huile thermique mais, dans quelques cas, des sels fondus (centrale Themis, par exemple)], porté à une température proche...

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 93% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

TEST DE VALIDATION ET CERTIFICATION CerT.I. :

Cet article vous permet de préparer une certification CerT.I.

Le test de validation des connaissances pour obtenir cette certification de Techniques de l’Ingénieur est disponible dans le module CerT.I.

Obtenez CerT.I., la certification
de Techniques de l’Ingénieur !
Acheter le module

Cet article fait partie de l’offre

Froid industriel

(49 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS

Lecture en cours
Principaux fluides et leurs applications
Sommaire
Sommaire

BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - Association française du froid -   Guide technique pour le refroidissement indirect.  -  http://www. association-francaise-du-froid.fr/ouvrages.php

  • (2) -   ASHRAE handbook.  -  American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers.

1 Outils logiciels

COOLPACK, logiciel de calcul de propriétés physiques de fluide et de calcul de cycles thermodynamiques https://www.ipu.dk/products/coolpack/

EES, solveur d'équations contenant une base de données fluides

ECHTHERM, logiciel développé par le GRETh pour le calcul d'échangeurs thermiques et intégrant une base de données fluides http://www.greth.fr/

PROPHY, base de données de fluides développée par la société Prosim http://www.prosim.net/fr/logiciels.php

HAUT DE PAGE

2 Réglementation

Règlement (UE) n° 517/2014 du parlement européen et du conseil du 16 avril 2014 relatif aux gaz à effet de serre fluorés et abrogeant le règlement (CE) n° 842/2006. Texte du 16 avril 2014, paru au Journal Officiel de l"Union Européenne le 20 mai 2014 https://aida.ineris.fr/consultation_document/30790

HAUT...

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 92% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

Cet article fait partie de l’offre

Froid industriel

(49 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS

Sommaire

QUIZ ET TEST DE VALIDATION PRÉSENTS DANS CET ARTICLE

1/ Quiz d'entraînement

Entraînez vous autant que vous le voulez avec les quiz d'entraînement.

2/ Test de validation

Lorsque vous êtes prêt, vous passez le test de validation. Vous avez deux passages possibles dans un laps de temps de 30 jours.

Entre les deux essais, vous pouvez consulter l’article et réutiliser les quiz d'entraînement pour progresser. L’attestation vous est délivrée pour un score minimum de 70 %.


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

Cet article fait partie de l’offre

Froid industriel

(49 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS