Foire aux Questions

La technologie de transfert de chaleur est un sujet complexe et vous
trouverez ci-dessous quelques-unes des questions les plus fréquemment
posées sur les échangeurs de chaleur et les refroidisseurs d'huile, en
termes de performances, de conception et de fonctionnement.
.

Nous espérons que vous trouverez la réponse à votre question dans la liste ci-dessous. Cependant, dans le cas contraire, vous pouvez également cliquer sur l’onglet Contactez-nous, remplir et envoyer le formulaire de demande et nous répondrons directement à votre question spécifique.

 

Les équipements mécaniques, tels que les moteurs à combustion interne, les boîtes de vitesses et les systèmes de transmission, dépendent de l’huile pour lubrifier les composants internes en mouvement, leur permettant de fonctionner librement, tout en réduisant l’usure des surfaces métalliques.

En plus de la lubrification, l’huile moteur agit également comme un liquide de refroidissement, pour éliminer l’excédent de chaleur des équipements mécaniques. Par exemple, un moteur chaud transfère la chaleur à l’huile qui circule ensuite à travers un échangeur de chaleur (également appelé refroidisseur d’huile), en utilisant soit de l’air soit de l’eau pour refroidir l’huile.

Toutes les huiles ont une plage de température de fonctionnement recommandée et si celle-ci est dépassée, la viscosité de l’huile peut être affaiblie, réduisant ses qualités lubrifiantes. Si une chaleur excessive continue à s’accumuler, la capacité des huiles à lubrifier les composants sera considérablement réduite et dans les cas extrêmes, la viscosité peut se dégrader, créant des conditions où les composants métalliques surchauffent, entraînant une usure prématurée. Dans les cas extrêmes, cela pourrait même entraîner une défaillance catastrophique des composants.

Cette situation peut se produire lorsque l’équipement doit être utilisé à des vitesses élevées pendant de longues périodes ou lorsque les conditions climatiques imposent des températures de l’air ambiant plus élevées. Dans de telles conditions, l’ajout d’un refroidisseur d’huile au système de lubrification éliminera l’excès de chaleur, réduisant la température de l’huile afin qu’elle reste dans la plage correcte pour protéger l’équipement, prolongeant sa durée de vie.

L’utilisation d’un refroidisseur d’huile avec refroidissement par air ou par eau dépend de l’application et des conditions de fonctionnement.

Les refroidisseurs d’huile Bowman sont des unités de type «coque et tube» refroidies à l’eau, robustes et fiables et proposés pour une large gamme de conditions de fonctionnement. Pour plus d’informations sur les refroidisseurs d’huile Bowman.

 

Un échangeur de chaleur est un dispositif permettant de transférer l’énergie thermique d’un liquide ou d’un gaz vers un autre liquide ou gaz sans que les deux n’entrent jamais en contact l’un avec l’autre. Un échangeur de chaleur à coque et tubes classique contiendra un faisceau de tubes à l’intérieur d’une enveloppe extérieure ou d’un corps. De l’eau froide s’écoule à travers ces tubes, tandis que de l’eau chaude ou du gaz circule à l’extérieur des tubes, permettant à la chaleur de l’eau chaude ou du gaz d’être transférée à l’eau plus froide à l’intérieur des tubes.

Un bon exemple de la façon dont le processus fonctionne sont les piscines, où la plupart sont chauffées via une chaudière, utilisant du gaz, du GPL ou de la biomasse comme source d’énergie. En théorie, le moyen le plus efficace de chauffer la piscine serait de faire circuler l’eau de la piscine directement à travers la chaudière. Mais si cela se produisait, les produits chimiques utilisés dans l’eau de la piscine pour assurer sa propreté se corroderaient rapidement et endommageraient les pièces vitales à l’intérieur de la chaudière, entraînant une défaillance prématurée et un remplacement coûteux.

Cependant, en utilisant un échangeur de chaleur comme «interface» entre le circuit d’eau de la chaudière et le circuit d’eau de la piscine, la chaudière est protégée contre les dommages et l’eau de la piscine est rapidement chauffée à la température requise; l’eau de la piscine passant par le «noyau tubulaire» central, tandis que l’eau chaude de la chaudière circule à l’extérieur des tubes, transférant de l’énergie thermique à l’eau de la piscine.

D’autres exemples d’applications où des échangeurs de chaleur Bowman sont utilisés.

Un refroidisseur d’huile est conçu pour éliminer la chaleur excessive de l’huile utilisée pour lubrifier les véhicules, les machines et l’équipement mécanique. Ces types de refroidisseurs peuvent être de type échangeur de chaleur eau-huile ou air-huile.

Les huiles lubrifiantes sont développées pour différents types de plages de températures et de conditions de fonctionnement. Pour garantir qu’une huile protège la machine ou l’équipement pour lequel elle a été conçue, elle doit toujours fonctionner dans sa plage de température désignée.

Si l’huile est trop froide elle s’épaissit, rendant plus difficile la lubrification des pièces mobiles. Si l’huile est trop chaude, la viscosité de l’huile pourrait commencer à se décomposer, entraînant une usure prématurée des composants et finalement une défaillance de l’équipement.

Le problème est que les pièces métalliques en mouvement génèrent beaucoup de chaleur, qui est transférée à l’huile de graissage. En ajoutant un refroidisseur d’huile dans le circuit de lubrification, la température de l’huile est contrôlée et toujours maintenue dans la plage de fonctionnement correcte.

Les refroidisseurs d’huile peuvent être avec refroidissement par air ou par eau, selon la nature de l’application. Bowman fabrique une large gamme de refroidisseurs d’huile de type «coque et tube» avec refroidissement par eau pour les véhicules hors route, les engins de chantier et les équipements associés, le refroidissement des applications lourdes telles que les convertisseurs de couple, la transmission automatique et les huiles moteur.

En savoir plus sur les refroidisseurs d’huile Bowman.

 

Un refroidisseur d’huile est conçu pour éliminer la chaleur excessive de l’huile utilisée pour lubrifier les véhicules, les machines et l’équipement mécanique. Par exemple, un moteur chaud transfère la chaleur à l’huile qui circule ensuite à travers un échangeur de chaleur (également appelé refroidisseur d’huile), en utilisant soit de l’air soit de l’eau pour refroidir l’huile.

Pour ce faire, il utilise un fluide de refroidissement – généralement de l’air ou de l’eau – pour transférer la chaleur de l’huile vers le fluide de refroidissement. Il le fait sans que l’huile ou le fluide de refroidissement n’entrent en contact direct l’un avec l’autre.

Par exemple, un refroidisseur d’huile refroidie par air ressemble souvent à un petit radiateur de voiture et atteint son objectif en faisant passer l’huile à travers des tubes à ailettes. L’air entrant passe au-dessus et autour des tubes, évacuant la chaleur lors de son passage.

Pour de nombreuses applications, le refroidissement par air n’est pas approprié et le refroidissement par eau est la solution. Les refroidisseurs d’huile à coque et tube sont très populaires, le liquide de refroidissement circulant à travers le «noyau du tube» central, tandis que l’huile circule autour et à travers les tubes, assurant un transfert de chaleur extrêmement efficace.

Bowman fabrique une large gamme de refroidisseurs d’huile à tubes et tubes refroidis par eau pour les convertisseurs de couple, les transmissions automatiques et les huiles moteur. En savoir plus sur les refroidisseurs d’huile Bowman.

Dans certaines conditions où il existe une différence de température significative entre le milieu de refroidissement et le liquide refroidi, un échangeur de chaleur à coque et tube est souvent la solution de refroidissement la plus rentable par rapport à un échangeur de chaleur à plaques. Cela est dû au petit trajet d’écoulement dans l’échangeur de chaleur à plaques qui crée des quantités importantes de turbulence, conduisant à une chute de pression élevée dans l’unité.

Comme leur nom l’indique, les échangeurs de chaleur à plaques sont construits à partir d’une série de plaques métalliques minces. Habituellement fabriqué en acier inoxydable, chaque plaque contient un motif pressé complexe, et pour garantir l’étanchéité de l’unité, des joints en caoutchouc sont “ pris en sandwich ” entre toutes les plaques métalliques, qui sont ensuite compressées ensemble dans un cadre rigide pour former un arrangement de parallèle canaux d’écoulement avec alternance de fluides chauds et froids.

En revanche, les échangeurs de chaleur à coque et à tube se composent de deux composants principaux; le corps extérieur (ou coque) et le noyau du tube (ou faisceau) à l’intérieur de la coque. Le liquide de refroidissement s’écoule à travers le noyau du tube, tandis que le fluide chaud entre dans la coque via un orifice d’entrée, s’écoulant à travers et autour de l’extérieur du noyau du tube à travers une série de déflecteurs, avant de quitter la coque via l’orifice de sortie. Pour une efficacité maximale du transfert de chaleur, les fluides chauds et froids circulent dans une direction «à contre-courant» à travers l’échangeur de chaleur. Pour plus d’informations sur le contre-courant.

Alors que les échangeurs de chaleur à plaques peuvent être assez compacts et ont la capacité d’être augmentés en taille, si les besoins de refroidissement changent, ils sont plus coûteux à entretenir que les échangeurs de chaleur à coque et tubes équivalents, car généralement les joints en caoutchouc durcissent et doivent être remplacés tous les deux ans. Il s’agit d’un exercice long et coûteux, mettant l’échangeur de chaleur hors service pendant de plus longues périodes. De plus, la détection des fuites peut être plus difficile et exiger une main-d’œuvre qualifiée pour entreprendre le travail. Et, en raison d’une plus grande résistance à l’écoulement de l’eau à l’intérieur de l’échangeur de chaleur, il y a un risque accru d’encrassement, ce qui réduit l’efficacité de l’unité.

En revanche, les échangeurs de chaleur à coque et tube sont extrêmement faciles à entretenir; le retrait des couvercles d’extrémité révèle le noyau du tube, qui peut être retiré pour le nettoyage et l’entretien de routine. L’efficacité du transfert de chaleur d’un échangeur de chaleur à coque et tube de qualité, tel que Bowman, est extrêmement bonne, tandis que les unités elles-mêmes sont robustes, offrant une longue durée de vie. Les échangeurs de chaleur à coque et à tubes peuvent également être utilisés avec les fluides de refroidissement les plus contraignants, notamment l’eau de mer et l’eau riche en minéraux ou contaminée. Plus d’informations sur la gamme d’échangeurs de chaleur à tubes et tubes de Bowman.

 

Si votre piscine ne chauffe pas à la température requise, il y a plusieurs causes possibles. L’utilisation de cette liste de contrôle peut vous aider à localiser le problème:

1: Ai-je assez d’énergie?
Que vous chauffiez votre piscine avec une chaudière à gaz, des panneaux solaires, une pompe à chaleur ou une autre source d’énergie, il est important que vous ayez suffisamment d’énergie pour faire le travail.

2: Ai-je le bon échangeur de chaleur?
Une idée fausse courante est que plus l’échangeur de chaleur est grand, plus il chauffe vite la piscine! Cependant, ce n’est pas nécessairement le cas. Il existe de nombreux types d’échangeurs de chaleur utilisés pour chauffer les piscines et ils diffèrent considérablement par leur conception, leurs performances et leur efficacité de transfert de chaleur.

3: Mon système de chauffage est adéquat mais ma piscine ne chauffe toujours pas!
Les débits des fluides chauds et froids sont essentiels pour que l’échangeur de chaleur transfère l’énergie thermique à la piscine. Si le débit d’eau chaude est trop bas, l’énergie disponible ne passera pas à travers l’échangeur de chaleur. Cependant, le débit de l’eau de la piscine est tout aussi important.

4: Et si vous avez fait tout cela… 
Même si tout l’équipement est de taille adéquate, il se peut que d’autres parties du système créent des problèmes qui devront être vérifiés.

5: En résumé… 
Ceci est un résumé d’un article plus détaillé conçu pour aider à identifier les problèmes de chauffage de piscine et d’échangeurs de chaleur. Lisez l’article complet ici.

Plus d’informations sur les échangeurs de chaleur pour piscines Bowman.

 

La plupart des spas sont fournis avec un chauffe-eau électrique intégré, dont la puissance est généralement d’environ 3 kW, en fonction de la capacité du spa. Ce type de chauffage augmentera généralement la température de l’eau d’environ 1 à 2 °C par heure, de sorte que le chauffage d’une baignoire avec de l’eau à température ambiante peut prendre jusqu’à 24 heures.

Pour surmonter ce problème, certains utilisateurs remplissent leur baignoire avec de l’eau préchauffée (25 °C) provenant d’une chaudière adjacente, mais étant donné que les spas fonctionnent généralement à environ 38-40 °C, cela peut prendre encore 6 à 10 heures pour atteindre la bonne température, en fonction des performances du chauffage électrique.

Ce long temps de chauffe a entrainé un haut niveau d’insatisfaction pour de nombreux propriétaires, qui souhaitent que leurs spas soient disponibles pour utilisation beaucoup plus rapidement que le système de chauffage standard ne le permet.

Par conséquent, de nombreux utilisateurs de spas, en particulier ceux du secteur commercial, passent à un nouveau type de système de chauffage, utilisant une chaudière externe, reliée à un échangeur de chaleur Bowman. Les avantages comprennent des temps de chauffage considérablement réduits – généralement 3 à 4 heures avec de l’eau à température ambiante ou 1 heure avec de l’eau préchauffée), ainsi que des coûts énergétiques considérablement réduits par rapport au chauffage électrique.

Plus d’informations sur le chauffage des spas avec échangeurs de chaleur Bowman.

 

La plupart des spas sont fournis avec un radiateur électrique intégré, généralement d’une puissance d’environ 3 kW, en fonction de la capacité en eau. Cependant, plus récemment, il y a eu une tendance croissante à utiliser le chauffage au gaz via une chaudière externe car cela chauffe plus rapidement l’eau que l’électricité. Cela signifie que lorsque vous n’utilisez pas le spa, vous pouvez le maintenir à une température plus basse, ou même éteindre complètement le chauffage, car il ne faudra pas longtemps pour l’amener à la température n lorsque vous êtes prêt à l’utiliser.

La principale raison est la durée nécessaire pour chauffer un spa avec un radiateur électrique – généralement jusqu’à 24 heures, en utilisant de l’eau froide. Pour accélérer les choses, certains propriétaires «pré-remplissent» leur baignoire avec de l’eau chaude provenant d’une chaudière, mais même cela peut nécessiter 6 à 10 heures supplémentaires de chauffage pour atteindre la température requise de 38 à 40 °C.

Alors que de nombreux utilisateurs domestiques étaient prêts à supporter les inconvénients, les utilisateurs commerciaux, tels que les parcs de vacances, ne le pouvaient pas!

La demande de spas lors de la réservation d’un logement de vacances a considérablement augmenté et est maintenant le deuxième équipement le plus demandé. Pour répondre à cette demande, les lieux de vacances ont dû trouver un moyen plus rapide de les chauffer, en raison des périodes de passage des clients. En règle générale, il n’y a que 4 à 5 heures disponibles pour vidanger, nettoyer, remplir et chauffer avant l’arrivée de nouveaux clients.

La solution était relativement simple – utiliser une source de chaleur externe telle qu’une chaudière à gaz et contourner simplement le chauffage électrique des spas. Pour ce faire, un échangeur de chaleur est nécessaire pour transférer la chaleur de l’eau de la chaudière à l’eau du spa. C’est exactement le même principe utilisé pour la plupart des piscines, mais à une échelle plus petite.

Bowman a développé un échangeur de chaleur ultra-compact qui pouvait être installé dans la tuyauterie des spas et le résultat était des spas chauffés en 3-4 heures avec de l’eau froide, ou en environ 1 heure avec de l’eau préchauffée.

Il y avait aussi un autre avantage. Le chauffage à l’électricité peut coûter très cher. En passant au chauffage par chaudière à gaz, de nombreux utilisateurs ont signalé une réduction significative des coûts énergétiques – certains jusqu’à 500,00 £ par spa!

Comment les villages vacances peuvent bénéficier du passage au chauffage au gaz.

Plus d’informations sur les échangeurs de chaleur pour spas Bowman.

 

 

Dans un échangeur de chaleur à coque et tube, le liquide de refroidissement circule généralement à travers le «noyau du tube» central pour refroidir l’huile chaude, l’eau ou l’air qui passe sur et autour des tubes. La direction dans laquelle les deux fluides traversent l’échangeur de chaleur peut être soit un «flux parallèle», soit un «contre-courant».

L’écoulement parallèle permet au fluide à refroidir de s’écouler à travers l’échangeur de chaleur dans la même direction que le fluide de refroidissement. Bien que cet agencement fournisse un refroidissement, il a des limites et peut également créer une contrainte thermique à l’intérieur de l’échangeur de chaleur, car une moitié de l’unité sera sensiblement plus chaude que l’autre.

Dans le refroidissement à contre-courant, le fluide de refroidissement entrant absorbe plus de chaleur lorsque le fluide «chaud» se déplace dans la direction opposée. Le fluide de refroidissement se réchauffe lorsqu’il traverse l’échangeur de chaleur, mais à mesure que de l’eau plus froide pénètre dans l’échangeur de chaleur, il absorbe plus de chaleur, réduisant la température beaucoup plus bas que ce qui pourrait être obtenu avec un flux parallèle.

La différence de température moyenne entre le fluide de refroidissement et le fluide refroidi est également plus uniforme sur toute la longueur de l’échangeur de chaleur, ce qui réduit la contrainte thermique.

En fonction du débit et de la température, les performances de transfert de chaleur pourraient être jusqu’à 15% plus efficaces avec le contre-courant, permettant éventuellement d’utiliser un échangeur de chaleur plus petit, économisant de l’espace et de l’argent!

Plus d’informations sur les avantages du contre-courant.

.

 

Au cours de sa durée de vie, un échangeur de chaleur à coque et tube devra être nettoyé plusieurs fois. Les fluides de refroidissement à l’eau douce et à l’eau de mer contiennent aujourd’hui des niveaux élevés de minéraux et de polluants, qui peuvent s’accumuler avec le temps, restreignant le débit d’eau à travers le noyau du tube, ce qui entraîne un débit réduit et une efficacité de transfert de chaleur nettement inférieure.

La bonne nouvelle est que les échangeurs de chaleur à coque et tubes Bowman sont beaucoup plus faciles à nettoyer que de nombreux autres types et les informations suivantes sont destinées à servir de guide de base:

  1. Le retrait des couvercles d’extrémité donne accès au noyau du tube, qui peut être retiré du corps (ou de la coque).
  2. Les plaques tubulaires et les tubes externes peuvent ensuite être lavés à l’aide d’un tuyau ou d’une lance à main. Un nettoyeur vapeur peut également être utilisé si disponible.
  3. Des tiges ou des brosses tubulaires de petit diamètre peuvent être utilisées pour nettoyer chaque tube afin d’éliminer les dépôts tenaces.
  4. Des détergents ou des produits chimiques peuvent être utilisés si l’encrassement des tubes est important. Laissez suffisamment de temps au produit de nettoyage pour agir avant d’arroser abondamment à l’eau. REMARQUE: il est important de vérifier que les nettoyants utilisés sont compatibles avec le matériau du tube.
  5. Rincer soigneusement le noyau du tube à l’eau claire pour éliminer toute trace de produits chimiques de nettoyage / détergents et, si nécessaire, neutraliser le liquide de nettoyage.
  6. Remontez le noyau du tube dans le corps, replacez les couvercles d’extrémité dans leur orientation d’origine et serrez aux couples de serrage recommandés – REMARQUE: utilisez toujours de nouveaux joints «O» après le nettoyage pour assurer l’étanchéité.

Pour plus d’informations sur l’entretien et la maintenance de votre échangeur de chaleur ou refroidisseur d’huile Bowman, téléchargez une copie de notre «Guide d’installation, d’utilisation et de maintenance».

Les échangeurs de chaleur pour piscine fonctionnent en transférant l’énergie thermique d’un circuit d’eau chaude au circuit d’eau plus froide de la piscine, sans que les deux fluides ne soient jamais en contact direct l’un avec l’autre.

La plupart des piscines sont chauffées via une chaudière, utilisant des combustibles tels que le gaz, le GPL ou la biomasse, comme source d’énergie. En théorie, le moyen le plus efficace de chauffer le circuit d’eau de la piscine serait de le connecter directement à la chaudière.

Si cela se produisait, les produits chimiques et minéraux ajoutés à l’eau de la piscine pour la maintenir propre, s’éroderaient rapidement et endommageraient les composants vitaux à l’intérieur de la chaudière, entraînant une défaillance prématurée et un remplacement coûteux.

Cependant, en utilisant un échangeur de chaleur pour agir comme une «interface» entre le circuit d’eau de la chaudière et le circuit d’eau de la piscine, la chaudière est protégée contre les dommages et l’eau de la piscine est rapidement chauffée à la température requise pour l’utilisation.

Les échangeurs de chaleur à coque et à tube sont extrêmement populaires pour les piscines, en raison de leur efficacité et de leur facilité d’entretien. À l’intérieur de la «coque» se trouve un faisceau de tubes, appelé «noyau de tube», à travers lequel l’eau de la piscine passe dans une seule direction.

Dans le même temps, l’eau chaude de la chaudière circule à l’extérieur de tous les tubes du noyau du tube. En voyageant dans le sens inverse du débit d’eau de la piscine, l’eau de la chaudière transfère sa chaleur à l’eau de la piscine, avant d’être recirculée vers la chaudière, pour le réchauffage.

Les deux circuits d’eau fonctionnent dans un cycle de chauffage continu, jusqu’à ce que le volume total d’eau de la piscine ait atteint la température requise, qui se situe généralement autour de 28-30 °C.

Bowman fabrique une gamme complète d’échangeurs de chaleur pour piscines, des piscines thermales aux bains à remous, jusqu’aux piscines olympiques.

Plus d’informations sur les échangeurs de chaleur de piscine Bowman.

 

Il est très important de sélectionner le bon échangeur de chaleur pour garantir que la piscine chauffe rapidement à la température souhaitée. Les principaux problèmes à prendre en compte lors du dimensionnement d’un échangeur de chaleur pour piscine sont les suivants:

  1. Taille de la piscine – quelle est la capacité en eau? Les échangeurs de chaleur sont dimensionnés en fonction de leur capacité, donc une unité conçue pour chauffer une piscine de 80 m³ (18 000 gal) ne serait pas utile si vous avez une piscine de 180 m³ (39 500 gal).
  2. Comment est-il chauffé? Habituellement, le choix est soit une chaudière, soit une énergie renouvelable. S’il s’agit d’une énergie renouvelable, choisissez un échangeur de chaleur spécialement conçu pour l’eau à basse température fournie par des panneaux solaires ou des pompes à chaleur, car ces unités nécessitent moins d’énergie pour chauffer la piscine à la température requise.
  3. Température de l’eau de la chaudière – la plupart des piscines seront chauffées par des chaudières, alors quelle est la température de l’eau de la chaudière? Elle se situe généralement entre 80 °C et 85 °C – la température idéale pour le chauffage de la piscine. Certaines chaudières sont plus basses – environ 60 °C. Ainsi, en utilisant de l’eau à 82 °C, un échangeur de chaleur de 110 kW devrait chauffer efficacement votre piscine de 180 m³. Mais si la température de l’eau de la chaudière n’est que de 60 °C, la chaleur disponible pour le transfert tombe à environ 60 kW – une réduction de plus de 40%, donc un échangeur de chaleur plus grand serait nécessaire pour que la piscine atteigne sa pleine température.
  4. Quels sont les débits d’eau? Les débits sont essentiels pour que l’échangeur de chaleur transfère l’énergie thermique à la piscine. Si le débit d’eau chaude est trop faible, l’énergie disponible ne passera pas à travers l’échangeur de chaleur. Cependant, le débit de l’eau de la piscine est tout aussi important. Les gens pensent souvent qu’il est important de générer une grande différence de température entre l’eau de la piscine entrant et sortant de l’échangeur de chaleur. Ils sont heureux si la tuyauterie raccordée à la sortie de l’échangeur de chaleur est sensiblement plus chaude qu’elle ne l’est à l’entrée.
    En réalité, cela réduit l’efficacité du processus de transfert de chaleur! En effet, le débit d’eau de la piscine est trop faible – l’eau reste trop longtemps dans l’échangeur de chaleur, de sorte qu’un volume d’eau beaucoup plus petit est chauffé à une température légèrement supérieure. Cependant, avec des débits plus élevés, le temps nécessaire pour retourner l’eau de la piscine diminuera et même une petite augmentation de la température de l’eau de la piscine à travers l’échangeur de chaleur (1,5 °C par exemple) aura un effet plus important sur l’efficacité du chauffage de la piscine.

Pour plus d’informations sur la sélection des échangeurs de chaleur, lisez «Pourquoi ma piscine ne chauffe-t-elle pas plus vite?»