Récupération de chaleur par convection et par rayonnement

Comment fonctionne un système de récupération de chaleur par convection et radiation ?

Un récupérateur de chaleur utilisant à la fois la convection et le rayonnement est un dispositif conçu pour maximiser l’efficacité du transfert de chaleur entre deux flux d’air ou de gaz à des températures différentes sans mélange.
Ils permettent de réchauffer l’air de combustion grâce à l’énergie des gaz chauds pouvant atteindre 1500 °C.

Le transfert de chaleur s’effectue principalement de deux manières :

Convection (500 à 1000ºC) : la chaleur est transmise par convection des gaz chauds vers les surfaces du récupérateur, généralement au travers de tubes d’acier lisses. La chaleur est ainsi transférée du flux de gaz chaud vers l’air froid..
ils émettent un rayonnement thermique en raison de leur très haute températureRayonnement thermique (900 à 1500 ºC) : lorsque des gaz chauds, tels que les gaz de combustion, traversent le récupérateur, ils émettent un rayonnement thermique en raison de leur très haute température.. Cette énergie rayonnante est absorbée par les surfaces du récupérateur et les réchauffe.

Les surfaces chauffées transmettent ensuite cette énergie à l’air froid… qui circule de l’autre côté du récupérateur, augmentant ainsi sa température en vue d’une utilisation ultérieure.

Assemblage de la section radiante d’une unité de récupération de chaleur

Comment est conçu un récupérateur de chaleur ?

Selon les besoins du procédé et l’espace disponible, nous concevons l’équipement adapté aux besoins du client. Tous les types d’échangeurs de chaleur sont fabriqués selon les normes ASME ou EN.

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

Géométrie de l’équipement : une fois le cas et l’équilibre du processus étudiés, la configuration et les dimensions des tubes sont analysées, car ces facteurs ont un impact direct sur l’efficacité du processus d’échange de chaleur, et sont adaptés aux besoins du client, en tenant compte des éventuelles limites d’espace. La conception vise à garantir
- Permettre un écoulement uniforme et minimiser l’accumulation de tartre, qui pourrait affecter négativement le transfert de chaleur.
- Veiller à ce que la vitesse et la direction de l’écoulement du fluide soient appropriées, en évitant les zones mortes ou les turbulences excessives qui pourraient réduire l’efficacité du récupérateur.
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 et résistent aux températures.

En outre, ces échangeurs peuvent être conçus selon deux types :

Récupérateurs à flux croisés : les flux d’air et de gaz circulent perpendiculairement.
Récupérateurs à contre-courant : dans ce type d’échangeur, les deux flux circulent en sens opposé, ce qui maximise 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'unités de récupération de chaleur.

Seccion convectiva de un recuperador de calor

Section convective d’une unité de récupération de chaleur

Facteurs clés pour choisir le bon récupérateur

Dimensionnement et capacité

Chaleur échangée
Limites d’espace
Adaptabilité aux installations existantes

Conditions du processus

Débit des deux fluides
Température des deux fluides

Propriétés physiques :

Viscosité : affecte la résistance à l’écoulement du fluide.
Densité : affecte la capacité thermique
Conductivité thermique : influe sur l’efficacité du transfert de chaleur.

Facilité d’entretien et durabilité :

Entretien : des équipements faciles à entretenir prolongent leur durée de vie.
Durabilité : le choix judicieux des matériaux permet également de prolonger la durée de vie de l’équipement.

Respect des normes internationales

Calculs mécaniques selon différentes normes :
- ASME VIII Div.1
- EN-13445

Respect des spécifications du client

Conception et fourniture d’équipements adaptés aux besoins spécifiques de chaque client et de chaque projet.

Chez AITESA, nous sommes experts dans la conception d'unités de récupération de chaleur par convection et par rayonnement.

Principaux avantages pour votre secteur d'activité

Adaptation aux besoins de l’industrie en matière de capacités

Grâce aux différents types de récupérateurs disponibles et à leur flexibilité, la conception des récupérateurs peut être adaptée aux besoins de production et aux capacités de l’industrie.

Robustesse

Leur construction mécanique robuste leur confère une grande résistance aux conditions de fonctionnement extrêmes telles que les températures élevées et les milieux corrosifs. Ils sont donc particulièrement adaptés aux environnements industriels exigeants.

Simplicité d’utilisation

Le principe de fonctionnement des récupérateurs de chaleur est simple et fiable Cela réduit le besoin de systèmes de contrôle complexes, minimise la possibilité d’une défaillance opérationnelle et facilite l’intégration dans les installations existantes sans nécessiter de modifications majeures.

Facilité d’entretien

Ils permettent d’effectuer facilement des inspections périodiques, des nettoyages et des réparations, en minimisant autant que possible les temps d’arrêt, ce qui favorise un fonctionnement continu et rentable.

Longue durée de vie

Avec un entretien adéquat et une sélection correcte des matériaux 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 récupérateurs de chaleur 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.

Économie d’énergie

L’utilisation de la chaleur résiduelle permet de réduire la nécessité de produire de l’énergie supplémentaire, ce qui réduit les émissions de gaz à effet de serre et contribue à une exploitation plus durable, ce qui se traduit directement par une réduction des coûts d’exploitation.

Montaje de la seccion radiante de un recuperador de calor

Assemblage de la section radiante d’une unité de récupération de chaleur

Secteurs industriels où des récupérateurs de chaleur par rayonnement et par convection sont utilisés

Industries du verre

Les fours de fusion du verre génèrent de la chaleur résiduelle à haute température.Cette chaleur peut être récupérée pour préchauffer les matières premières ou produire de la vapeur, ce qui améliore l’efficacité énergétique du processus.

Industrie de la céramique

Lors de la cuisson des produits céramiques, une quantité importante de chaleur est dégagée. La récupération de cette chaleur permet de la réutiliser dans d’autres étapes du procédé, comme le séchage des pièces, ce qui optimise la consommation d’énergie.

Industrie métallurgique

Les processus de fusion et de traitement thermique génèrent de la chaleur résiduelle qui peut être récupérée pour préchauffer l’air de combustion, améliorant ainsi l’efficacité du processus.

Industrie chimique

Les réactions chimiques et les processus de distillation dégagent de la chaleur qui peut être réutilisée dans d’autres étapes du processus, optimisant ainsi la consommation globale d’énergie.

Industrie du papier

La production de papier implique des processus de séchage qui génèrent de la chaleur résiduelle. Cette chaleur peut être récupérée et réutilisée dans le même processus ou dans d’autres processus, tels que la production de vapeur.

Pourquoi choisir un récupérateur de chaleur AITESA ?

Plus de 5000 projets dans des secteurs stratégiques

40 ans d’expérience dans la conception d’unités de récupération de chaleur
Adaptation aux environnements exigeants tels que les raffineries, les usines pétrochimiques et industrielles, où chaque degré d’efficacité optimise la rentabilité.

Efficacité maximale et minimisation des émissions

Des conceptions éprouvées et optimisées : notre expérience nous permet de garantir des solutions robustes et sûres pour chaque secteur d’activité.
Impact environnemental réduit avec une perte de chaleur minimale et une efficacité thermique maximale.
Réduction des coûts d’exploitation grâce à des systèmes de récupération de la chaleur et à une sélection précise des matériaux.
Adaptation aux environnements exigeants tels que les cycles combinés, les raffineries et les installations industrielles, où chaque degré d’efficacité optimise la rentabilité.

Assistance technique et maintenance complètes

Disponibilité opérationnelle 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.

Transporte de los tubos de la seccion radiante de un recuperador

Transport des tubes de la section radiante d’une unité de récupération de chaleur

Questions fréquemment posées

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

Vous devez indiquer le gaz que vous souhaitez chauffer, 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.

Comment le nombre d'étapes est-il déterminé ?

Le nombre d’étapes correspond au nombre de fois où le fluide change de direction à l’intérieur du récupérateur.

Pour le déterminer, il est ajusté en fonction des besoins du client : Perte de charge, vitesse et espace.

Comment le récupérateur est-il entretenu ?

L’entretien comprend

Nettoyage : pour éliminer les incrustations ou les dépôts sur les tubes.
Inspection : vérifier l’absence de fuites, de corrosion ou d’usure.
Joints et garnitures : avec le temps, ils peuvent se dégrader et perdre de leur efficacité.

Combien de temps faut-il pour amortir l'investissement dans une unité de récupération de chaleur ?

La période d’amortissement dépend de facteurs tels que le coût initial, les économies d’énergie réalisées et les coûts d’exploitation et de maintenance. Dans de nombreux cas, l’investissement peut être amorti en 1 à 3 ans, bien que cette période puisse varier en fonction des conditions spécifiques de chaque installation.

Comment savoir si mon procédé peut bénéficier d'une unité de récupération de chaleur ?

AITESA évalue chaque cas de manière indépendante, en réalisant une étude exhaustive afin de recommander le meilleur type d’échangeur de chaleur possible pour le processus.

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

Facilité d’entretien, conception polyvalente, compatibilité avec les fluides sales ou corrosifs, capacité thermique élevée et retour sur investissement rapide.

Histoires de réussite

Conception et fourniture d’un récupérateur convectif dans une usine sidérurgique

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