FAQ sur le chauffage et le refroidissement

Vous trouverez ci-dessous quelques-unes des questions les plus fréquentes ainsi que les réponses des experts d'Alfa Laval. Vous ne trouvez pas votre question dans la liste ? Contactez-nous dès aujourd'hui pour obtenir une réponse personnalisée de notre équipe expérimentée.

Questions générales

Questions sur les échangeurs thermiques à plaques brasées et fusionnées

Questions sur les échangeurs thermiques à plaques et joints

Questions sur les échangeurs thermiques à plaques semi-soudées

Questions relatives à la certification de performance AHRI

Questions générales

Qu'est-ce qui détermine la taille d'un échangeur thermique ?

Pour les applications de chauffage générales, ce n'est pas le kilowatt qui détermine la taille de l'échangeur thermique, mais la perte de charge autorisée. Cela est dû au fait que les applications sont à faible UTN (nombre d'unités de transfert). Les autres facteurs qui déterminent la taille sont la température d'approche et le matériau choisi pour les plaques de l'échangeur thermique.

Quel type de produits Alfa Laval peut-il proposer pour les applications de chauffage à la vapeur ?

Alfa Laval propose plusieurs produits qui conviennent aux applications de chauffage à la vapeur, mais les types préférés sont les équipements à joints d'étanchéité avec une profondeur de pressage importante. Les types TS et M à plaques de faible thêta sont les mieux adaptés à ces applications.

Les échangeurs thermiques braisés et fusionnés peuvent également être utilisés, car ils sont extrêmement compacts. Cependant, ils peuvent être plus sensibles à la fatigue thermique. De tels équipements doivent donc être évités pour les applications dans lesquelles ils sont exposés à des changements de température importants, soudains et fréquents.

Comment choisir le bon standard de peinture pour mon application et quels types de systèmes de peinture sont proposés par Alfa Laval ?

Bien que nous peignions nos produits pour des raisons esthétiques, notre objectif principal est la protection contre la corrosion. Le choix du bon type de peinture est essentiel pour protéger l'appareil contre la corrosion.

De nombreux aspects doivent être pris en compte lors du choix d'un type de peinture. Les conditions environnementales dans lesquelles l'appareil est destiné à être mis en service sont particulièrement importantes. Existe-t-il une classe de corrosion spécifique ? L'appareil sera-t-il placé à l'intérieur ou à l'extérieur ? Sera-t-il soumis à une pollution importante ? Éclaboussures d'acides ou d'alcalis ? S'agira-t-il d'un environnement offshore/marin/côtier ? L'appareil sera-t-il isolé ou non ? Existe-t-il un risque de condensation continue ou non ? Tous ces paramètres exigent des différents types de peinture.

Alfa Laval dispose de 14 types de peinture différents répartis dans les différentes catégories de corrosion C2, C3 et C5. Certaines d'entre elles sont destinées à des applications spécifiques. Contactez votre représentant commercial Alfa Laval pour obtenir des conseils.

Pourquoi l'asymétrie est-elle si importante dans les échangeurs thermiques utilisés comme condenseurs pour les pompes à chaleur ?

Les canaux étroits du côté du réfrigérant permettent une vitesse interne plus élevée, améliorant ainsi l'échange thermique même en charge partielle. En même temps, les canaux plus larges du côté de l'eau réduisent la perte de charge dans l'ensemble de I'appareil. L'ensemble a un effet positif sur le coefficient de performance de la pompe à chaleur, améliorant ainsi les performances de l'ensemble du système.

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Questions sur les échangeurs thermiques à plaques brasées et fusionnées

Pourquoi un filtre côté eau est-il si important dans les échangeurs thermiques brasés et fusionnés ?

Dans le circuit d'eau, il y a beaucoup de petites pièces et de débris en mouvement. La plupart sont des résidus de soudage qui se retrouvent piégés dans les petits canaux de l'appareil. Cela peut entraîner un certain nombre de problèmes, allant d'une perte de charge plus élevée à une répartition irrégulière du fluide sur les plaques et même à de la corrosion qui peut entraîner une fuite entre les circuits.

Pourquoi la perte de charge du réfrigérant peut-elle être particulièrement importante dans les échangeurs thermiques brasés utilisés comme évaporateurs ?

Les échangeurs thermiques brasés, même les modèles plus longs ou plus hauts, fonctionnent avec un système de distribution interne qui distribue le réfrigérant dans tous les canaux. La géométrie de ces distributeurs doit être adaptée, souvent avec de petits passages et de petites chambres. Cela peut entraîner une chute de pression dans de nombreux cas. Cependant, ce n'est pas un problème en soi dans la mesure où la vanne de détente est conçue en conséquence (dans la plupart des cas, légèrement plus grande).

Pourquoi les échangeurs thermiques fusionnés AlfaNova sont-ils plus résistants à la corrosion que les échangeurs brasés ?

Les échangeurs thermiques AlfaNova ne contiennent pas de cuivre - ils sont fabriqués entièrement en acier inoxydable 316. Dans les conceptions brasées, le cuivre est le matériau qui maintient ensemble les plaques de canal en acier inoxydable. Malheureusement, le cuivre est moins résistant à certains types de corrosion, par exemple dans les applications où l'ammoniac est utilisé comme réfrigérant ou dans les zones où l'eau est agressive en raison, par exemple, d'une teneur plus élevée en chlorures. Dans ces applications, le modèle AlfaNova sans cuivre est donc recommandé.

Pourquoi le raccord d'entrée du réfrigérant est-il si important pour les évaporateurs biphasés ?

Le raccord d'entrée de réfrigérant S3 est plus qu'un raccord pour le brasage des tuyaux en cuivre. C'est un pré-distributeur et sa géométrie influe sur la distribution du réfrigérant dans l'appareil. Le diamètre interne du raccord S3 a un impact sur la vitesse et la turbulence du fluide, de sorte que le réfrigérant est distribué uniformément dans chaque canal. La géométrie S3 prend de plus en plus d'importance avec chaque plaque additionnelle dans un appareil. Les évaporateurs Alfa Laval sont optimisés avec des raccords spéciaux permettant de garantir les meilleures performances en fonction du réfrigérant, du nombre de plaques et de l'application.

Le même échangeur thermique brasé ou fusionné peut-il être utilisé à la fois comme condensateur et comme évaporateur ?

Oui. Ceci est possible et a été fait dans de nombreuses applications différentes. Le système de distribution des évaporateurs ne compromet pas les performances lorsqu'ils sont utilisés en tant que condenseurs et la perte de charge supplémentaire est généralement négligeable. Cependant, la condensation doit être pleine de liquide sous-refroidi à la sortie du condenseur, car une condensation partielle peut entraîner des problèmes. Dans les systèmes réversibles, il est recommandé de munir le condenseur d'un système de distribution afin d'assurer une bonne performance en tant qu'évaporateur également.

Comment puis-je assurer le retour d'huile dans les évaporateurs ?

La conception du système de distribution et des plaques de canal des évaporateurs Alfa Laval assure le retour de l'huile vers le compresseur. Cela concerne particulièrement les compresseurs à variateur de vitesse, car la quantité de réfrigérant et la vitesse peuvent varier considérablement au cours du fonctionnement. Un logiciel qui vérifie la performance de l'évaporateur à charge minimale est obligatoire pour garantir un fonctionnement en toute sécurité.

Le même échangeur de chaleur brasé ou fusionné peut-il être utilisé avec différents réfrigérants dans des applications biphasées ?

Oui. Les échangeurs thermiques Alfa Laval peuvent être utilisés avec de nombreux réfrigérants différents. Pendant la phase de conception initiale, un échangeur thermique peut être optimisé pour un ou deux réfrigérants principaux. La technologie de pointe d'Alfa Laval est très flexible tant pour les compresseurs à variateur de fréquence (avec de fortes variations de capacité en fonctionnement) que pour le nombre croissant de nouveaux réfrigérants entrant sur le marché pour des raisons environnementales. Grâce à des systèmes de distribution innovants et à la nouvelle conception des plaques à canaux, cette flexibilité permet d'utiliser les appareils avec de nombreux réfrigérants différents à haute performance.

Qu'est-ce qui importe lorsqu'il s'agit de congélation dans les pompes à chaleur ?

La congélation est l'un des principaux facteurs à prendre en compte dans le fonctionnement d'une pompe à chaleur. Les échangeurs thermiques Alfa Laval sont spécialement conçus pour éviter le gel lors du dégivrage des pompes à chaleur air-eau. Cependant, la prévention du gel dépend des conditions de fonctionnement de l'installation, notamment en ce qui concerne la capacité du compresseur, le débit de saumure et les températures.

Alfa Laval effectue régulièrement des simulations, en laboratoire et à l'aide de logiciels, qui peuvent vous aider à identifier les limites d'un fonctionnement en toute sécurité.

Quelles sont les capacités maximales et minimales autorisées pour un échangeur thermique brasé ou fusionné ?

Les capacités maximales et minimales sont déterminées en fonction de niveaux de performances acceptables. Au fur et à mesure que la capacité augmente, l'appareil peut connaître une température d'évaporation plus basse, une température de condensation plus élevée dans les applications biphasées, une différence de température plus élevée dans les applications monophasées, ainsi qu'une chute de pression d'eau ou de saumure. Tous ces facteurs réduisent les performances globales du système. Inversement, la capacité la plus faible possible est limitée par le retour de l'huile vers le compresseur et la chute possible qui en résulte en raison de la réduction de vitesse dans les canaux.

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Questions sur les échangeurs thermiques à plaques et joints

Quelle est la différence de température minimale qui peut exister entre les deux côtés d'un échangeur thermique à plaques et joints ?

Aujourd'hui, les clients s'efforcent d'économiser davantage d'énergie, et la tendance en matière de récupération de chaleur consiste à minimiser le refroidissement/chauffage afin de récupérer davantage d'énergie. Les appareils fonctionnent donc avec une différence de température plus faible.

Pour les tâches liquide/liquide, Alfa Laval propose des échangeurs thermiques à plaques pouvant fonctionner jusqu'à une différence de température d'environ 1 °C. En comparaison, la limite pour les échangeurs shell-and-tube est d'environ 5 °C. La raison pour laquelle nous pouvons travailler avec une différence de température aussi faible est que nos appareils ont un arrangement presque à contre-courant.

Quelle est la différence de température maximale qui peut exister entre les deux côtés d'un échangeur thermique à plaques et joints ?

Si l'on considère les fonctions liquide/liquide d'un point de vue thermique, il n'y a pas de limite maximale. Si vous avez des différences de température très élevées, ce qui inclut également des températures très élevées, vous devriez tenir compte de l'effet du rayonnement. Cependant, étant donné que la température de calcul maximale d'Alfa Laval est d'environ 180 °C pour les échangeurs thermiques à plaques et joints, cela n'est pas un problème.

Lorsque la différence de température est importante, il peut s'agir d'une différence de température importante entre la température du vrac et la température de la paroi. Il est souhaitable de vérifier la température de la paroi pour éviter l'ébullition ou le gel ainsi qu'un encrassement excessif.

Quel matériau de joint dois-je utiliser ?

En fonction du média, différents matériaux de joints sont plus ou moins appropriés. Dans les applications de génie climatique où le média a tendance à être eau/eau, le matériau de joint recommandé est le NBR, qui est disponible en différentes configurations.

Quelle est la durée de vie du joint ?

La durée de vie du joint dépend de nombreux facteurs, en particulier de la température et de la pression de fonctionnement, ainsi que du média en question. Cependant, la durée de vie est également déterminée par les produits de nettoyage utilisés, la fréquence d'ouverture et de fermeture de l'échangeur thermique à plaques, le fonctionnement en continu ou non de l'échangeur thermique et le stockage des joints.

Si l'échangeur thermique à plaques fonctionne à la température maximale recommandée, la durée de vie du joint est d'un an. La durée de vie sera plus longue à une température inférieure, mais tous les facteurs énumérés ci-dessus doivent être pris en compte pour obtenir une estimation approximative de la durée de vie.

Comment puis-je savoir quel type de joint contient mon échangeur thermique ?

Il est possible d'identifier les joints de trois façons. Commencez par trouver la documentation fournie avec l'appareil au moment de l'achat. Ensuite, recherchez une étiquette portant le numéro d'article sur le joint, que vous trouverez sur notre nouvelle gamme T. Si vos joints ne portent pas cette étiquette, vous pouvez rechercher un code de couleurs, qui se trouve généralement sur le clip du joint. Dans certains cas, le code couleur se trouve à l'intérieur du joint d'étanchéité, et il est même parfois possible de le voir de l'extérieur. Contactez Alfa Laval avec ces informations et les informations figurant sur la plaque signalétique de votre appareil. Nos représentants pourront vous aider à déterminer votre modèle et le type de joint.

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Questions about semi-welded plate heat exchangers

What is the minimum temperature difference you can have between the brine/water side and the evaporation temperature in a SWPHE flooded evaporator?

We normally say that an approach could be minimum 2K, if the liquid separator is mounted above the unit. Then the liquid column will be more or less optimal (c/c + 0.5 m) and the pressure losses be reasonable. A good oil separation system will  also improve the possibilities to achieve a close approach.  Please ask your Alfa Laval representative for an advice if you are in doubt.

What is the largest temperature difference I can have between the inlet and outlet brine/water in a SWPHE evaporator?

To give a general answer we normally say 15K. The reason is that if we have a higher Δt we will have a low pressure drop in the channels. That means a lower turbulence in the channels which will reduce the heat transfer efficiency and make the self-cleaning effect lower. A clean heat transfer area is always important for the performance.

Using a multi-pass heat exchanger will increase the heat transfer length of the SWPHE and allow for a higher temperature difference.

Can I use any type of media in a SWPHE?

No, you should always ask the Alfa Laval representative if you are going to use an unknown fluid. That can e.g. be a brine type on the brine/water side or a compressor oil on the refrigerant side. If you are in doubt your Alfa Laval representative will be able to advice both in metal and in gasket material selection.

A SWPHE allows for use of a wide range of heat transfer plate material such as titanium and SMO (ALLOY254) enabling use of corrosive material such as sea water or chloride-based brines.

What level of design pressure shall I select for a SWPHE?

First, you must check what your locally used pressure vessel code is saying. We generally say that the minimum design pressure should be the operating pressure times 1.3. If you use this factor you can assure the high-pressure safety switch-off device will work properly. It is then allowed to have some small pressure variations in the refrigeration system without a lot of false alarms and unwanted shut offs. Alfa Laval offers SWPHE with design pressures up to 63 bar (900 psi).

Why is the refrigerant side pressure drop so important in a SWPHE thermosiphon evaporator?

As the system is only using the natural laws, with help from the gravity, the density and the height of a liquid column, every pressure drop will affect the performance. An increased pressure drop can always be converted to a higher compressor load and therefore a higher need of input power. It will always cost more to be imprudent with the pressure drop on the refrigeration side compared to the water side. The energy needed in the compressor motor is always much higher compared to the need in the circulating pump motor.

Why is it important to drain oil in a refrigeration system with a SWPHE evaporator?

Compressor oil contamination is common in refrigeration systems. In industrial ammonia refrigeration, using non soluble oil, it is expected that this oil will gather in the coldest place in the system; the evaporator. In the evaporator the oil will build up a film on the heat transfer surfaces, effectively creating a fouling which reduces the evaporator performance.
In order to reduce the oil fouling, Alfa Laval recommends any user of a non-soluble oil to install an efficient oil separation before the refrigerant enters the evaporator.

How often do I need to change the gaskets in a SWPHE?

The time between service of any gasket plate heat exchanger or SWPHE is dependent on the duty. A unit running with sea or river water might need cleaning of the heat transfer surface more often than a heat exchanger running with a closed loop brine circuit.

For a normal closed loop glycol circuit evaporator or a CO₂/ammonia cascade condenser normal time between gasket changes will be 15 years or more. Please contact your local Alfa Laval representative for advice.

Why is the heat transfer area so small in a SWPHE compare to a shell-and-plate or shell-and-tube type of heat exchanger?

The plates of a SWPHE are designed to always maintain a turbulence flow in the channels.
The turbulent flow secures a very high efficient heat transfer which drastically reduces the amount of heat transfer area needed compared to other technologies.

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Questions relatives à la certification de performance AHRI

Est-il obligatoire d'utiliser un code ASME pour appareil sous pression lors de la spécification d'échangeurs de chaleur à plaques certifiés AHRI ?

Non, n'importe quel code d'appareils sous pression peut être utilisé. La certification concerne uniquement les performances thermiques et n'a rien à voir avec les performances mécaniques et la qualité en général.

Le programme de certification AHRI LLHE est-il valide uniquement en Amérique du Nord ?

Non, les clients peuvent spécifier librement la certification AHRI LLHE partout dans le monde. En Amérique du Nord, cependant, les membres du programme de certification doivent proposer des modèles certifiés aux clients si la tâche se trouve dans le périmètre du programme, que la certification AHRI ait été précisée dans les documents d'appel d'offres ou pas.

Comment les clients peuvent-ils s'assurer que le fabricant a dimensionné l'échangeur thermique à plaques conformément au programme de certification AHRI LLHE ?

C'est très simple. Les clients peuvent envoyer la fiche technique du fabricant à l'AHRI et le personnel de l'AHRI vérifiera ensuite le dimensionnement gratuitement.

Est-il compliqué de spécifier des échangeurs thermiques à plaques certifiés AHRI ?

Pas du tout ! Il suffit d'ajouter une phrase dans le cahier des charges en précisant la puissance calorifique : « L'échangeur thermique à plaques doit être certifié conformément au programme de certification AHRI LLHE ».

Est-il possible d'utiliser le programme de certification AHRI dans des secteurs autres que celui du génie climatique ?

Oui. Les clients de tous secteurs peuvent utiliser le programme de certification AHRI LLHE pour n'importe quelle tâche couverte par le champ d'application du programme de certification.

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