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Échangeur de chaleur à plaques contre échangeur de chaleur à tubes et à faisceau : principales différences
Le bon choix de l'échangeur de chaleur est essentiel pour les performances des navires, la consommation d'énergie et la planification de la maintenance. Les échangeurs de chaleur à plaques (PHE) et les échangeurs de chaleur tubulaires (STHE) sont deux autres méthodes de transfert d'énergie thermique utilisées en ingénierie maritime, chacune offrant une série d'avantages selon les besoins. Connaître leurs différences fondamentales peut garantir des décisions éclairées dans les projets de rétrofit, de maintenance et de rénovation.
Exigences de conception et contraintes d'espace.
La conception de tout type d'échangeur influence directement son utilisation dans le domaine maritime. Échangeur à plaques : il se compose d'un empilement de plaques ondulées en métal de faible épaisseur, munies d'orifices de passage par lesquels s'écoulent deux fluides et où s'effectue le transfert thermique. Les échangeurs à plaques (PHE) offrent une capacité d'échange thermique nettement supérieure dans un espace réduit, ce dont les navires modernes avaient justement besoin, la salle des machines devenant de plus en plus un espace précieux. En revanche, les échangeurs de type tube-calandre contiennent des tubes fixés dans une enveloppe de forme cylindrique ; ils sont plus volumineux, robustes mais encombrants. Dans des salles des machines aux espaces limités, cette conception classique peut être moins attractive, bien qu'elle soit mécaniquement très fiable.
Efficacité et performance opérationnelles.
Il existe également une efficacité opérationnelle très différente avec ces échangeurs. La configuration du trajet d'écoulement des ECP entre les plaques génère une turbulence élevée et, par conséquent, des coefficients de transfert thermique extrêmement importants. En conséquence, l'encombrement des ECP est très réduit par rapport à celui des ÉTS ayant des charges thermiques équivalentes. L'inconvénient des canaux à plaques minces est qu'ils sont plus sujets à l'encrassement par des fluides non traités ou contenant des particules, comparés à des plaques plus larges. Les unités à tubes et calandre peuvent être équipées de tubes de diamètre plus grand, moins sensibles à la mauvaise qualité de l'eau ou aux fluides visqueux, par exemple le fioul lourd. Un écoulement moins efficace en termes de volume peut s'avérer plus simple à utiliser dans des services à haute pression ou haute température, où un resserrage régulier des joints est souvent nécessaire, comme dans le cas du refroidissement moteur ou de la vapeur.
Maintenance et accessibilité dans l'environnement maritime.
Maintenance Chacun des systèmes présente ses propres problèmes et exigences en matière de maintenance. La maintenance des systèmes peut consister en des inspections et des nettoyages qui pourraient être réalisés relativement facilement dans le cas d'un échangeur à plaques modulaires. Les plaques peuvent être nettoyées mécaniquement ou remplacées sans déconnexion des conduits, c'est pourquoi même pendant une période d'arrêt planifiée, le R5D peut rester en place, ce qui permet d'économiser un temps précieux et de l'argent. L'échangeur tubulaire peut sembler robuste, mais la procédure d'extraction des faisceaux de tubes et de leur nettoyage, soit par voie chimique soit par obturation des trous dans les tubes endommagés, nécessite généralement plus d'intervention manuelle. Les exigences de maintenance sont plus importantes que celles des méthodes de protection, et requièrent un espace et un temps en atelier pour ces opérations, éléments qui doivent être intégrés à la planification du docking à sec.
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