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RÉSUMÉ
Les échangeurs thermiques constituent les interfaces entre le fluide frigorigène et les milieux extérieurs ; leur rôle est donc essentiel au sein des machines frigorifiques. Ils se démarquent également par leur diversité de formes, de tailles et d’applications. Les échangeurs thermiques ont connu, ces dernières décennies, des avancées technologiques remarquables initiées notamment par l'apparition de nouveaux frigorigènes aux spécificités particulières, l'amélioration technique des échanges de chaleur, et la mise au point de nouveaux profils de tubes et d’ailettes complexes. Actuellement, des logiciels vont même jusqu’à conduire les calculs fastidieux pour faciliter et optimiser le choix des échangeurs.
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-
Georges VRINAT : Ingénieur du Conservatoire national des arts et métiers et de l'Institut français du froid industriel - Membre de l'Association française du froid – Expert frigoriste
INTRODUCTION
Les échangeurs thermiques jouent un rôle essentiel dans les machines frigorifiques, où ils constituent les interfaces entre le fluide frigorigène et les milieux extérieurs. À ce titre, leur diversité de formes, de tailles et d"applications est tout à fait remarquable et leur poids économique est important.
Au cours de ces dernières années, comme cela a été le cas pour les compresseurs, leur évolution a été accélérée par :
-
l'apparition de nouveaux frigorigènes présentant des spécificités particulières, tels les hydrofluoro-carbures HFC avec des glissements de température ou des pressions de saturation élevées et également le retour de l"anhydride carbonique ;
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les études approfondies par les laboratoires de recherche sur l'amélioration des échanges de chaleur, lors de l"ébullition et de la condensation des frigorigènes ;
-
la mise au point par les fabricants d"échangeurs de nouveaux profils de tubes et d"ailettes complexes ;
-
la nécessité du confinement des frigorigènes, et en corollaire, la réduction des charges ;
-
la réduction des volumes et des coûts imposée par les marchés de la distribution et de la climatisation.
Aujourd"hui, on se trouve en présence de nouvelles techniques de définition des échangeurs qui font appel, le plus souvent à des logiciels de sélection qui épargnent, aux ingénieurs de projet, le souci de faire des calculs plus ou moins fastidieux.
Pour plus de détails, le lecteur se reportera au dossier « Échangeurs de chaleur » [B 2 340].
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Caractéristiques fonctionnelles d'un échangeurArticle inclus dans l'offre
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1. Caractéristiques générales
Les deux principaux échangeurs des machines frigorifiques et des pompes à chaleur sont l' évaporateur et le condenseur, mais il peut exister, aussi des échangeurs complémentaires destinés à l'amélioration des cycles, tels que, par exemple, les sous-refroidisseurs ou les désurchauffeurs récupérateurs de chaleur.
Les principaux types d'échangeurs utilisés sont :
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les batteries à ailettes ;
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les échangeurs à minicanaux ;
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les échangeurs immergés ;
-
les échangeurs à ruissellement ;
-
les échangeurs multitubulaires ;
-
les échangeurs coaxiaux ;
-
les échangeurs à plaques.
Il en existe également d'autres types, plus spécifiques, construits à la demande, pour des applications particulières telles que : les congélateurs à tambour rotatif, les échangeurs à surface raclée pour la crème glacée, la fabrication de la glace en paillettes ou en coulis.
Dans le tableau 1, nous avons classé les échangeurs frigorifiques selon la nature des fluides frigoporteurs et caloporteurs traités et leur fonction.
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ANNEXES
- 1 Données statistiques et économiques
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2 À lire également dans nos bases
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3 Sources bibliographiques
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4 Outils logiciels (liste non exhaustive)
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5 Événement
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6 Normes et standards
- 6.1 Normes internationales ISO
- 6.2 Normes européennes EN 6.2.1 Partie 1 : exigences de base, définitions, classification et critères de choix
- 6.3 Normes d'essais françaises NF
6.2.2 Partie 2 : conception, construction, essais, marquage et documentation
6.2.3 Partie 3 : installation in situ et protection des personnes
6.2.4 Partie 4 : fonctionnement, maintenance, réparation et récupération
- 7 Réglementation
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