Schéma de principe de diverses structures d’échangeurs de chaleur

Classés par méthode de transfert de chaleur : les échangeurs de chaleur peuvent être divisés en échangeurs de chaleur à cloisons, échangeurs de chaleur à stockage de chaleur, échangeurs de chaleur indirects à raccordement fluide, échangeurs de chaleur à contact direct et échangeurs de chaleur multiples ;

Classé par but : il est divisé en réchauffeur, préchauffeur, surchauffeur, évaporateur ;

Selon la structure, il peut être divisé en : échangeur de chaleur à tête flottante, échangeur de chaleur à plaques tubulaires fixe, échangeur de chaleur à plaques tubulaires en forme de U, échangeur de chaleur à plaques et ainsi de suite.

1. Échangeur de chaleur à tête flottante

Avantages : Élimine le stress de différence de température, peut fonctionner à haute température et haute pression, généralement la température est inférieure ou égale à 450 degrés, la pression est inférieure ou égale à 6.4 MPa ; le faisceau de tubes de l’échangeur de chaleur peut être extrait pour le nettoyage et peut être utilisé dans des situations sujettes à l’entartrage ou lorsque le tube est sujet à la corrosion .

Inconvénients : La structure est complexe et la petite tête flottante est sujette aux fuites internes. La consommation de matériaux métalliques est importante et le coût est environ 20% supérieur à celui des échangeurs de chaleur ordinaires.

2. Échangeur de chaleur tubulaire

Avantages : structure simple et compacte, faible coût ;

Inconvénients : L’extérieur du tube ne peut pas être nettoyé mécaniquement, et il y a une grande différence de température entre la paroi du tube et la paroi de la coque ;

3. Échangeur de chaleur à tube en U

Avantages: le faisceau de tubes peut être dilaté et contracté librement, il n’y a pas de contrainte thermique entre le tube et la coque, le passage du tube est un double passage du tube, le processus est long, l’effet d’échange de chaleur est bon et la capacité de charge est fort; le faisceau de tubes peut être retiré de la coque, ce qui est pratique pour l’entretien et le nettoyage, et a une structure simple et un faible coût ;

Inconvénients : nettoyage peu pratique dans le tube, difficile de remplacer les tubes au milieu du faisceau de tubes, la distribution des tubes n’est pas assez compacte, le fluide côté calandre est facile à court-circuiter et affecte le transfert de chaleur côté calandre, et le le tube se pliera et s’amincira, de sorte que la partie droite du tube a besoin d’un tube plus épais, ce qui le limite L’échangeur de chaleur ne convient que pour les occasions où la différence de température entre le tube et le côté coque est grande, ou le milieu côté coque est facile à échelle et le milieu côté tube est propre, haute température, haute pression et forte corrosivité;

4. Échangeur de chaleur à serpentin immergé

Avec le tube serpentin comme élément de transfert de chaleur, selon les différentes méthodes de refroidissement du fluide à l’extérieur du tube, l’échangeur de chaleur serpentin est divisé en type à immersion et type à pulvérisation.

Avantages: structure simple, fabrication, installation, nettoyage, inspection et entretien pratiques, pratique pour la protection contre la corrosion, palier haute pression, faible coût, particulièrement adapté au refroidissement et à la condensation des fluides à haute pression.

Inconvénients : l’équipement est encombrant, les consommables sont volumineux, et l’unité de transfert thermique nécessite plus de métal ;

5. Échangeur de chaleur de type boîtier

Avantages : grande surface d’échange thermique et haute efficacité de transfert de chaleur ;

Inconvénients : entretien, nettoyage et démontage fastidieux, et il est facile de provoquer des fuites au niveau de la connexion détachable ;

6. Échangeur de chaleur à plaques en spirale

Avantages : bonne efficacité de transfert de chaleur, fonctionnement stable, plusieurs unités peuvent être utilisées, efficacité de transfert de chaleur élevée, fiabilité de fonctionnement élevée, faible résistance, etc. ;

Inconvénients : exigences élevées en matière de qualité de soudage, entretien difficile, poids élevé, faible rigidité et difficultés de transport et d’installation ;

7. Échangeur de chaleur avec bague de compensation

Lorsque le fluide est un échange thermique à haute température, la contrainte thermique côté tube et virole est relativement importante, et la bague de renfort (ou joint de dilatation) permet d’éliminer la contrainte thermique. Le degré de dilatation thermique différent du tube, il convient à l’occasion où la différence de température entre les deux fluides n’est pas supérieure à 70 et la pression du fluide côté coque n’est pas supérieure à 600 kPa.

8. Échangeur de chaleur à caloduc

Caractéristiques: Efficacité élevée du transfert de chaleur, structure compacte, faible perte de résistance du fluide d’échange thermique, changement de forme flexible, résistance à la corrosion et forte adaptabilité environnementale.

9. Échangeur de chaleur à double enveloppe

Avantages : structure simple, fabrication et transport commodes ;

Inconvénients : La zone de transfert de chaleur est limitée et le coefficient de transfert de chaleur n’est pas élevé. Un agitateur ou une bobine peut être ajouté pour augmenter le coefficient de transfert de chaleur ;

10. Échangeur de chaleur à plaques et ailettes

Avantages : structure compacte et légère, coefficient de transfert thermique élevé, forte applicabilité ;

Inconvénients : exigences de fabrication élevées, processus compliqué, facile à bloquer, non résistant à la corrosion, difficile à inspecter et à réparer, il ne convient donc qu’au nettoyage des liquides ;

Schéma de principe de diverses structures d’échangeurs de chaleur

Classés par méthode de transfert de chaleur : les échangeurs de chaleur peuvent être divisés en échangeurs de chaleur à cloisons, échangeurs de chaleur à stockage de chaleur, échangeurs de chaleur indirects à raccordement fluide, échangeurs de chaleur à contact direct et échangeurs de chaleur multiples ;

Classé par but : il est divisé en réchauffeur, préchauffeur, surchauffeur, évaporateur ;

Selon la structure, il peut être divisé en : échangeur de chaleur à tête flottante, échangeur de chaleur à plaques tubulaires fixe, échangeur de chaleur à plaques tubulaires en forme de U, échangeur de chaleur à plaques et ainsi de suite.

1. Échangeur de chaleur à tête flottante

Avantages : Élimine le stress de différence de température, peut fonctionner à haute température et haute pression, généralement la température est inférieure ou égale à 450 degrés, la pression est inférieure ou égale à 6.4 MPa ; le faisceau de tubes de l’échangeur de chaleur peut être extrait pour le nettoyage et peut être utilisé dans des situations sujettes à l’entartrage ou lorsque le tube est sujet à la corrosion .

Inconvénients : La structure est complexe et la petite tête flottante est sujette aux fuites internes. La consommation de matériaux métalliques est importante et le coût est environ 20% supérieur à celui des échangeurs de chaleur ordinaires.

2. Échangeur de chaleur tubulaire

Avantages : structure simple et compacte, faible coût ;

Inconvénients : L’extérieur du tube ne peut pas être nettoyé mécaniquement, et il y a une grande différence de température entre la paroi du tube et la paroi de la coque ;

3. Échangeur de chaleur à tube en U

Avantages: le faisceau de tubes peut être dilaté et contracté librement, il n’y a pas de contrainte thermique entre le tube et la coque, le passage du tube est un double passage du tube, le processus est long, l’effet d’échange de chaleur est bon et la capacité de charge est fort; le faisceau de tubes peut être retiré de la coque, ce qui est pratique pour l’entretien et le nettoyage, et a une structure simple et un faible coût ;

Inconvénients : nettoyage peu pratique dans le tube, difficile de remplacer les tubes au milieu du faisceau de tubes, la distribution des tubes n’est pas assez compacte, le fluide côté calandre est facile à court-circuiter et affecte le transfert de chaleur côté calandre, et le le tube se pliera et s’amincira, de sorte que la partie droite du tube a besoin d’un tube plus épais, ce qui le limite L’échangeur de chaleur ne convient que pour les occasions où la différence de température entre le tube et le côté coque est grande, ou le milieu côté coque est facile à échelle et le milieu côté tube est propre, haute température, haute pression et forte corrosivité;

4. Échangeur de chaleur à serpentin immergé

Avec le tube serpentin comme élément de transfert de chaleur, selon les différentes méthodes de refroidissement du fluide à l’extérieur du tube, l’échangeur de chaleur serpentin est divisé en type à immersion et type à pulvérisation.

Avantages: structure simple, fabrication, installation, nettoyage, inspection et entretien pratiques, pratique pour la protection contre la corrosion, palier haute pression, faible coût, particulièrement adapté au refroidissement et à la condensation des fluides à haute pression.

Inconvénients : l’équipement est encombrant, les consommables sont volumineux, et l’unité de transfert thermique nécessite plus de métal ;

5. Échangeur de chaleur de type boîtier

Avantages : grande surface d’échange thermique et haute efficacité de transfert de chaleur ;

Inconvénients : entretien, nettoyage et démontage fastidieux, et il est facile de provoquer des fuites au niveau de la connexion détachable ;

6. Échangeur de chaleur à plaques en spirale

Avantages : bonne efficacité de transfert de chaleur, fonctionnement stable, plusieurs unités peuvent être utilisées, efficacité de transfert de chaleur élevée, fiabilité de fonctionnement élevée, faible résistance, etc. ;

Inconvénients : exigences élevées en matière de qualité de soudage, entretien difficile, poids élevé, faible rigidité et difficultés de transport et d’installation ;

7. Échangeur de chaleur avec bague de compensation

Lorsque le fluide est un échange thermique à haute température, la contrainte thermique côté tube et virole est relativement importante, et la bague de renfort (ou joint de dilatation) permet d’éliminer la contrainte thermique. Le degré de dilatation thermique différent du tube, il convient à l’occasion où la différence de température entre les deux fluides n’est pas supérieure à 70 et la pression du fluide côté coque n’est pas supérieure à 600 kPa.

8. Échangeur de chaleur à caloduc

Caractéristiques: Efficacité élevée du transfert de chaleur, structure compacte, faible perte de résistance du fluide d’échange thermique, changement de forme flexible, résistance à la corrosion et forte adaptabilité environnementale.

9. Échangeur de chaleur à double enveloppe

Avantages : structure simple, fabrication et transport commodes ;

Inconvénients : La zone de transfert de chaleur est limitée et le coefficient de transfert de chaleur n’est pas élevé. Un agitateur ou une bobine peut être ajouté pour augmenter le coefficient de transfert de chaleur ;

10. Échangeur de chaleur à plaques et ailettes

Avantages : structure compacte et légère, coefficient de transfert thermique élevé, forte applicabilité ;

Inconvénients : exigences de fabrication élevées, processus compliqué, facile à bloquer, non résistant à la corrosion, difficile à inspecter et à réparer, il ne convient donc qu’au nettoyage des liquides ;