Un échangeur thermique est un procédé qui permet de transférer la chaleur d’un premier fluide vers un deuxième afin d’alimenter un système de climatisation ou de chauffage. Cela peut se faire à l’échelle d’une installation domestique comme industrielle. L’échangeur thermique, ou échangeur de chaleur, est primordial car c’est lui qui permet la distribution d’eau chaude dans une chaudière par exemple. C’est à la fois un procédé bien connu mais sans cesse à la recherche d’innovations tant son efficacité est vecteur d’économies d’énergie. On vous dit tout en détail.
Principe de fonctionnement de l’échangeur de chaleur
Le principe d’un échangeur de chaleur est de transférer la chaleur d’un fluide dit primaire à un second fluide. Il s’agit d’un principe tout à fait naturel, c’est-à-dire que l’eau chaude va naturellement réchauffer l’eau froide. Donc, un échange de température n’existe qu’à partir du moment où deux liquides sont à des températures différentes.
Il est aussi nécessaire que ces deux liquides soient à la fois indépendants l’un de l’autre, dans deux canalisations différentes, tout en étant très proches. Les canalisations sont pensées sous forme de croisements avec des sens inversés pour augmenter l’efficacité. C’est la nature du matériau conducteur, celui des canalisations ou celui fait le contact entre les deux, qui va déterminer l’efficacité du transfert de chaleur de l’un à l’autre. On emploie pour cela généralement de l’acier, de l’aluminium, du cuivre ou de l’inox.
Dans quels domaines utilisent le plus le principe de l’échangeur thermique ?
L’échangeur thermique, dans une installation domestique, se retrouve principalement dans le système de climatisation, le chauffage de l’eau sanitaire ainsi que dans un plancher chauffant. On peut le retrouver aussi dans des appareils plus spécifiques comme la machine à café manuelle (les machines de type capsules ou expresso broyeur utilisant plutôt un thermoblock).
Dans le domaine industriel, on retrouve le principe de l’échangeur thermique dans de nombreux cas de figure :
- Chauffage ou refroidissement d’un gaz ou d’un liquide (principe de base)
- Valorisation de l’énergie thermique émise par un procédé ou une machine industrielle
- Dissipation de l’énergie thermique non réutilisable
- Captation de l’énergie thermique pour créer de la chaleur
- Utilisation de la chaleur pour évaporer un liquide
- Faire passer un gaz d’un état à un autre en changeant son taux d’humidité
Pourquoi l’échangeur thermique est dans l’air du temps ?
L’efficacité d’un échangeur thermique a un impact direct sur l’efficacité d’un mode de chauffage. Plus le coefficient de transfert thermique est important, plus un fluide chauffera correctement le second. De cette façon, la production, par exemple d’eau chaude, est plus efficace et donc moins énergivore, moins coûteuse et ne fait pas appel à d’autres solutions plus impactantees sur le plan des émissions de carbone. La réduction des coûts d’énergie est bien entendu un sujet très intéressant.
Dans le domaine industriel, même si la récupération de la chaleur est déjà présente dans de nombreux systèmes, il reste de vrais progrès réalisables. C’est autant de coûts d’économies aussi pour les entreprises, et cela participe d’un effort global de lutte contre les émissions de polluants et la diminution de l’utilisation des énergies fossiles.