Échangeur de chaleur à faisceau tubulaire / échangeur de chaleur à calandre et à tubes

Transfère efficacement la chaleur entre les fluides dans votre processus industriel, optimisant ainsi la consommation d’énergie de manière sûre et efficace.

Il s’agit d’un type d’échangeur de chaleur qui permet l’échange d’énergie entre deux fluides sous pression sans contact entre eux. Pour ce faire, les fluides circulent dans des chambres indépendantes (enveloppe et tubes) qui permettent un échange de chaleur sûr et efficace sans mélange entre les fluides.

AITESA conçoit et fabrique des échangeurs de chaleur à calandre et à tubes selon le code ASME VIII Div.1 et selon la norme européenne EN-13445.

Comment fonctionne un échangeur de chaleur à calandre ?

Un échangeur de chaleur à calandre met en contact deux fluides (l’un chaud et l’autre froid) sous pression, de sorte que la chaleur est échangée par convection dans les tubes d’échange.

Les échangeurs de chaleur à faisceau tubulaire sont divisés en deux circuits principaux

Côté tube : il s’agit d’un circuit fermé constitué principalement d’un faisceau de tubes lisses. Selon la configuration de l’équipement, ce côté peut avoir différentes configurations.
- Si le faisceau de tubes est constitué de tubes en U, le circuit est fermé par un seul collecteur d’entrée/sortie de fluide séparé par une plaque de séparation qui rend les deux chambres (sortie et entrée) indépendantes dans le même collecteur.
- Si le faisceau est constitué de tubes droits, il doit y avoir deux têtes de chaque côté du faisceau de tubes.
Côté tubage : il s’agit d’un circuit fermé qui circule autour de l’extérieur du faisceau de tubes, à l’intérieur du tubage. En fonction du type de fluide présent et du service requis, ce circuit peut être configuré avec une circulation forcée utilisant des chicanes qui redirigent le fluide pour améliorer l’efficacité, ou un échange direct.

Types d'échangeurs de chaleur à faisceau tubulaire : de quel type d’échangeur avez-vous besoin ?

En fonction des besoins du processus, des fluides disponibles et de l’espace disponible, nous concevons l’équipement adapté aux besoins du client. Tous les types d’échangeurs de chaleur sont fabriqués selon les normes TEMA.

Les principaux facteurs à prendre en compte lors de la conception d’un échangeur sont les suivants :

Sélection du type d’échangeur de chaleur : il est essentiel de sélectionner le type d’échangeur de chaleur en fonction du processus requis (évaporation, condensation ou refroidissement et chauffage sans changement de phase).
Géométrie de l’équipement : une fois le type d’équipement sélectionné, on étudie la disposition et la taille des tubes, qui influencent directement l’efficacité de l’échange de chaleur. Lors de la conception de l’équipement, l’objectif est de :
- Permettre un écoulement uniforme et minimiser l’accumulation de tartre, qui pourrait affecter négativement le transfert de chaleur.
- Concevez l’échangeur de manière à ce que la vitesse et la direction de l’écoulement du fluide soient appropriées, en évitant les zones mortes ou les turbulences excessives susceptibles de réduire l’efficacité de l’échangeur.
Matériaux : une sélection appropriée est essentielle pour garantir la compatibilité chimique et la résistance à la corrosion. En outre, les matériaux doivent avoir des propriétés thermiques qui favorisent le transfert de chaleur.

Vous ne savez pas lequel il vous faut ? Notre équipe d’experts peut analyser votre processus et recommander la meilleure solution.

Chez AITESA, nous sommes experts dans la conception d'échangeurs de chaleur à calandre et à tube.

Principaux avantages pour votre secteur d'activité

Principaux avantages pour votre secteur d’activité

Adaptation aux besoins spécifiques de l’installation
Grâce à leur conception modulaire et à la vaste gamme de configurations disponibles, les échangeurs de chaleur à calandre peuvent être adaptés avec précision aux conditions de fonctionnement de chaque installation, garantissant des performances optimales en fonction des caractéristiques de chaque processus.
Grande polyvalence et variabilité
Cet équipement permet de travailler avec de multiples combinaisons de matériaux, de configurations de pas, de dispositions de tubes et d’orientations d’écoulement (à co-courant, à co-courant, en parallèle).
Robustesse
Leur construction mécaniquement solide, généralement en acier au carbone, en acier inoxydable ou en d’autres alliages spéciaux, leur confère une grande résistance aux conditions de fonctionnement extrêmes telles que les hautes pressions, les températures agressives et les milieux corrosifs. Ils sont donc particulièrement adaptés aux environnements industriels exigeants.
Simplicité de fonctionnement
Le principe de fonctionnement des échangeurs de chaleur à calandre est simple et fiable. Cela réduit le besoin de systèmes de contrôle complexes, minimise la possibilité de défaillance opérationnelle et facilite l’intégration dans les installations existantes sans nécessiter de modifications majeures.
Haute efficacité thermique
La conception maximise la surface d’échange de chaleur dans un volume compact.
Polyvalence de la conception
La conception peut s’adapter à des fluides propres ou sales, à des flux monophasiques ou diphasiques, et à des exigences de transfert de chaleur très variées. Ils peuvent être construits avec de multiples passages de tubes ou de coquilles, incorporer des têtes amovibles et permettre un nettoyage mécanique ou chimique en fonction des besoins du processus.
Facilité d’entretien
Sa variété permet, selon les besoins du client, l’installation de têtes détachables donnant un accès direct aux tubes, ce qui facilite les inspections périodiques, le nettoyage et les réparations. Cela réduit les temps d’arrêt et favorise un fonctionnement continu et rentable.
Longue durée de vie
S’il est correctement entretenu et si les matériaux sont choisis en fonction du type de fluide et des conditions de fonctionnement, cet équipement peut fonctionner efficacement pendant une très longue période.
Réduction des coûts d’exploitation
Grâce à leur efficacité thermique, à leur faible entretien et à leur longue durée de vie, les échangeurs de chaleur à calandre contribuent à réduire la consommation d’énergie et les coûts d’exploitation à long terme. En outre, leur souplesse de conception leur permet d’éviter un surdimensionnement inutile et de s’adapter à de futures expansions ou à des changements de processus.

Equipo carcasa y tubo en preparacion para el transporte

Préparation du tubage et de l’équipement en vue du transport

Haz de tubos de un intercambiador carcasa y tubo

Faisceau de tubes d’un échangeur de chaleur à calandre et à tubes

Secteurs industriels dans lesquels les échangeurs de chaleur à calandre sont utilisés

Industrie pétrochimique et gazière: pour le refroidissement, le chauffage, la condensation et la récupération de chaleur dans les procédés utilisant des hydrocarbures et des gaz à haute pression et température.
Production d’énergie: dans les centrales thermiques et nucléaires, ils sont utilisés pour l’échange de chaleur entre la vapeur, l’eau et d’autres fluides caloporteurs.
Énergie solaire thermique: utilisée dans les systèmes de transfert de chaleur entre les sels fondus, les huiles thermiques et la vapeur d’eau, ce qui permet un stockage et une récupération efficaces de l’énergie.
Industrie chimique et pharmaceutique: pour contrôler les températures dans les réactions, condenser les vapeurs et maintenir des conditions thermiques stables et sûres.

Facteurs clés pour choisir le bon échangeur de chaleur

Dimensionnement et capacité

Chaleur échangée
Limites d’espace
Adaptabilité aux installations existantes

Conditions du processus

Débit des deux fluides
Température des deux fluides
Pression des deux fluides
Facteur d’encrassement

Type de fluide

État des fluides : liquide, vapeur ou biphasé
Type de fluide :
- Fluides thermiques : huiles thermiques ou sels fondus
- Gaz ou vapeurs
- Liquides industriels
- Hydrocarbures

Respect des normes internationales

Conception thermique conforme aux recommandations TEMA
Calculs mécaniques selon différentes normes :
- ASME VIII Div.1
- EN-13445
- AD 2000

Respect des spécifications du client

Adaptation aux besoins spécifiques des clients

Despiece de unintercambiador carcasa y tubo

Vue éclatée d’un échangeur de chaleur à faisceau tubulaire

Chez AITESA, nous étudions votre cas pour vous proposer le meilleur échangeur de chaleur à calandre.

Carcasa y tubo de media presion en proceso de fabricacion

Échangeur de moyenne pression en cours de fabrication en cours de fabrication

Pourquoi choisir un échangeur de chaleur à faisceau tubulaire AITESA ?

Plus de 5000 projets dans des secteurs stratégiques
- 40 ans d’expérience dans la conception d’échangeurs de chaleur à calandre et à tubes
Efficacité maximale
- Des conceptions adaptées aux besoins du client, optimisant les coûts et proposant des solutions sur mesure.
- Efficacité thermique élevée grâce à des configurations optimisées qui maximisent l’échange de chaleur et réduisent les pertes d’énergie.
- Des conceptions éprouvées et optimisées : notre expérience nous permet de garantir des solutions robustes et sûres pour chaque secteur d’activité.
- Réduction des coûts d’exploitation grâce à des systèmes de récupération de la chaleur et à une sélection précise des matériaux.
Assistance technique et maintenance complètes
- Disponibilité maximale grâce à des plans de maintenance préventive et corrective et à des services d’inspection sur le terrain.
- Une réponse rapide, des pièces de rechange garanties et une assistance continue pour minimiser les temps d’arrêt imprévus.
- Assistance technique en cas d’incidents, de refonte ou d’adaptation à de nouveaux processus.
Chez AITESA, nous ne nous contentons pas de fabriquer des échangeurs de chaleur, nous développons des solutions thermiques efficaces qui stimulent votre production, optimisent les coûts et garantissent le respect des réglementations et de l’environnement.

Questions fréquemment posées

Quelles informations dois-je fournir pour obtenir un devis pour un échangeur adapté à mon procédé ?

Vous devez indiquer le type de fluide des deux côtés, les températures d’entrée, la chaleur échangée, les débits, la pression de fonctionnement, le type d’installation, les limitations d’espace et les éventuelles restrictions de matériaux dues à la corrosion ou à la réglementation.

Peuvent-ils travailler avec des fluides corrosifs ou des contaminants ?

Oui, ils peuvent être fabriqués dans des matériaux résistants tels que l’acier inoxydable, le titane, l’Hastelloy, entre autres. Le choix dépend du type de fluide et des conditions chimiques et thermiques du processus.

Quelle est la durée de vie estimée d'un échangeur de chaleur à calandre ?

Avec une conception appropriée et un entretien régulier, il est possible de dépasser 25 ans de fonctionnement. La durée de vie dépend fortement des conditions de fonctionnement, de la qualité des matériaux et du traitement des fluides.

Quel type d'entretien nécessitent-ils ?

Inspections périodiques, nettoyage des tubes (mécanique ou chimique), vérification des joints et tests d’étanchéité. Les modèles à tête amovible permettent un nettoyage plus facile et plus efficace.

Quels sont ses avantages par rapport aux autres types d'échangeurs ?

Pression et température de fonctionnement élevées, facilité d’entretien, conception polyvalente, compatibilité avec les fluides sales ou corrosifs et capacité thermique élevée.

Combien de temps faut-il pour fabriquer un échangeur sur mesure ?

Comme il s’agit d’échangeurs personnalisés, ce délai varie en fonction de la complexité de la conception et des matériaux, mais il est généralement compris entre 20 et 36 semaines.

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Aitesa a plus de 40 ans d’expérience dans la conception d’échangeurs de chaleur à calandre et à faisceau tubulaire