L’échangeur tubulaire, ou échangeur multitubulaire, est un type d’échangeur thermique se composant d’un faisceau de tubes disposé à l’intérieur d’une enveloppe nommée “calandre”.
Dans le secteur industriel, il représente plus de 60% des installations dédiées à l’échange de chaleur.
Fonctionnement de l’échangeur tubulaire
De la même manière que pour les autres types d’échangeurs de chaleur, le fonctionnement de l’échangeur tubulaire réside dans l’échange entre deux fluides, l’un “primaire” dont le rôle est d’apporter la chaleur, l’autre “secondaire” s’imprégnant de cette énergie calorifique.
L’un des fluides de l’échangeur multitubulaire circule ainsi à l’intérieur des tubes, tandis que l’autre fluide circule au sein de la calandre, autour des tubes.
Des chicanes sont installées à l’intérieur de la calandre afin d’améliorer le transfert de chaleur à l’extérieur des tubes.
Des boîtes de distribution assurent quant à elles la circulation du fluide au sein du faisceau de tubes. Celles-ci sont disposées de part et d’autre du faisceau.
Le type de technologie proposé par l’échangeur tubulaire présente l’avantage de pouvoir fonctionner avec de nombreux fluides.
Cet échangeur de chaleur peut par exemple fonctionner grâce à un échange :
- Air / eau
- Eau / vapeur à haute pression
- Eau / fluide thermique
- Gaz / gaz
- Liquide / liquide
- …
Ces fluides pouvant circuler de différentes façons, l’échangeur thermique tubulaire peut également fonctionner :
– À co-courants (ou à courants parallèles) : les deux fluides parcourent alors la surface d’échange dans le même sens.
– A contre-courants : les deux fluides parcourent la surface d’échange dans un sens opposé, occasionnant un écart de température important sur celle-ci.
– A courants croisés : les deux fluides circulent dans des directions plus ou moins perpendiculaires.
Avantages de l’échangeur multitubulaire
Si l’échangeur multitubulaire repose sur une technologie plus ancienne que l’échangeur à plaques, celui-ci s’adapte à un plus grand nombre d’applications (échangeur air/eau, liquide/gaz…) et reste indispensable pour les fluides à forte pression ou très encrassants.
Par ailleurs, l’échangeur à tubes est plus robuste et résiste ainsi davantage aux écarts de température importants et à des pressions élevées.
Ce type d’échangeur de chaleur est donc particulièrement adapté lorsque plusieurs contraintes de service et d’exploitation existent, telles qu’un couple pression/température imposant des épaisseurs de parois conséquentes ou des fluides dangereux pour l’environnement.
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