Traitement anticalcaire dans les échangeurs de chaleur, adoucisseur industriel sans sel

Optimisation des échangeurs de chaleur : Lutte contre le calcaire et maximisation de l’efficacité

Les échangeurs de chaleur jouent un rôle central dans de nombreux processus industriels, en assurant un transfert thermique efficace entre deux fluides. Leur conception varie selon les besoins spécifiques de chaque application, mais tous partagent une vulnérabilité commune : les dépôts de calcaire. Ces dépôts peuvent avoir un impact significatif sur la performance des échangeurs de chaleur, augmentant les coûts opérationnels et réduisant l’efficacité énergétique.

Types d’échangeurs de chaleur et défis spécifiques

1. Échangeurs à plaques :
   Ces échangeurs sont constitués de plaques minces et ondulées empilées, offrant une large surface d’échange dans un volume compact. Leur conception maximise le transfert thermique, mais les plaques rapprochées sont particulièrement sensibles à l’encrassement par le calcaire. Même une fine couche de tartre peut considérablement réduire le coefficient de transfert thermique, augmentant ainsi les besoins en énergie pour maintenir les performances requises.
   
   
2. Échangeurs tubulaires :

• Tubes et calandre : Composés d’un faisceau de tubes enfermés dans une calandre cylindrique, ces échangeurs sont robustes et capables de supporter des pressions élevées. Cependant, le tartre qui se forme à l’intérieur des tubes réduit la section de passage des fluides, augmentant les pertes de charge et, par conséquent, la consommation énergétique des pompes.
• Tubes coaxiaux : Formés de deux tubes concentriques, ces échangeurs sont simples mais offrent une surface d’échange limitée. L’entartrage peut rapidement diminuer leur efficacité déjà restreinte.
• Serpentins : Les tubes en spirale, bien que compacts, souffrent d’une efficacité réduite en raison de leur faible surface d’échange. L’accumulation de calcaire exacerbe ce problème, nécessitant un entretien fréquent pour éviter les obstructions.

3. Échangeurs à ailettes :
   Utilisés principalement pour les échanges thermiques entre gaz et liquides, ces échangeurs augmentent la surface d’échange côté gaz grâce à des ailettes. Le calcaire peut cependant se déposer sur ces ailettes, réduisant leur efficacité et augmentant les besoins en nettoyage.
   
   
4. Échangeurs à spirales :
   Ces échangeurs possèdent deux canaux en spirale séparés par une plaque, ce qui les rend adaptés aux fluides visqueux ou chargés. Toutefois, les fluides riches en minéraux peuvent facilement former des dépôts calcaires dans les canaux, entravant le flux et le transfert thermique.
   
   
5. Échangeurs à surface raclée :
   Équipés de racleurs pour éliminer les dépôts sur les surfaces d’échange, ces échangeurs sont conçus pour les fluides très visqueux ou cristallisants. Bien que les racleurs puissent gérer certains types de dépôts, le calcaire tenace peut nécessiter des arrêts fréquents pour un nettoyage plus approfondi.

Impact du calcaire sur les échangeurs de chaleur

• Réduction de l’efficacité thermique : Une couche de calcaire de seulement 1 mm d’épaisseur peut diminuer l’efficacité de transfert thermique de 10 %, entraînant une augmentation des coûts énergétiques. Cette perte d’efficacité est critique dans les applications où la précision thermique est essentielle, comme dans l’industrie alimentaire ou pharmaceutique.
• Augmentation des pertes de charge : Les dépôts de calcaire rétrécissent les canaux de circulation des fluides, ce qui augmente la résistance au flux. Cela se traduit par une augmentation des pertes de charge, nécessitant plus d’énergie pour pomper les fluides à travers l’échangeur.
• Risques de corrosion localisée : Le calcaire peut piéger des poches de liquide sous ses dépôts, créant des zones de corrosion localisée. Ce type de corrosion affaiblit la structure des échangeurs, augmentant les risques de fuites ou de défaillances catastrophiques.
• Obstruction totale : Dans les cas extrêmes, l’entartrage peut obstruer complètement les passages dans les échangeurs, en particulier dans les modèles à plaques. Cela nécessite non seulement un arrêt complet de la production pour nettoyage, mais peut également endommager de manière permanente les équipements.
• Contamination des produits : Dans les industries où l’hygiène est cruciale, comme l’alimentation et la pharmacie, le détachement de fragments de calcaire peut contaminer les produits, compromettant leur qualité et leur sécurité.