Un serpentin à vapeur, un serpentin à huile thermique ou un réchauffeur d’air est un type d’échangeur de chaleur dont le but est d’augmenter la température de l’air utilisé, entre autres, dans des équipements tels que des brûleurs ou des sécheurs.
Parmi les fluides thermiques à utiliser, les plus courants sont la vapeur saturée ou l’eau surchauffée, mais l’huile thermique se distingue également, en raison de sa bonne capacité à transférer efficacement la chaleur.
Un serpentin à vapeur, à eau chaude ou à huile thermique est un échangeur de chaleur conçu pour chauffer l’air au moyen d’un fluide thermique, qui peut être de la vapeur, de l’eau surchauffée ou de l’huile thermique. Ces serpentins sont placés dans des systèmes où la température de l’air doit être augmentée, tels que les fours, les séchoirs industriels ou les unités de traitement de l’air. En transférant la chaleur du fluide caloporteur à l’air ambiant, l’efficacité énergétique de l’ensemble du système est optimisée, ce qui réduit les besoins en énergie supplémentaire et améliore l’efficacité des processus thermiques.
Fonctionnement d’un serpentin à vapeur, à eau ou à huile thermique :
Il se compose de
Dans ce cas, le fluide caloporteur est la vapeur saturée. Pour chauffer l’air, toute la vapeur doit être condensée, ce qui libère une grande quantité d’énergie provenant de la chaleur latente, qui est transférée à l’eau lors de ce changement de phase. En raison de la particularité de la condensation, ces serpentins doivent être conçus en flux total, c’est-à-dire en alimentant uniformément tous les tubes en même temps, et il est important d’assurer une condensation et un mouvement de fluide corrects pour éviter les points froids ou les points de retour de la vapeur. Son efficacité est due au pouvoir calorifique élevé du changement de phase.
Ces serpentins utilisent de l’eau surchauffée pour chauffer l’air. Comme il s’agit d’eau liquide, la configuration du serpentin permet aux tubes d’être alimentés par différentes configurations de flux : simple flux, double flux, etc. Dans ce cas particulier, l’essentiel est de faire circuler l’eau à une vitesse de 1–3 m/s, ce qui permet un échange optimal et évite les problèmes liés à une perte de charge élevée ou à l’érosion.
Ce serpentin permet également des configurations à simple ou double fluxCes batteries utilisent de l’huile thermique comme fluide caloporteur, ce qui permet d’atteindre des températures plus élevées qu’avec de l’eau ou de la vapeur. Cependant, leur conception présente plusieurs défis particuliers. Comme il s’agit d’huile thermique, qui a une densité et une viscosité élevées, il est nécessaire d’avoir une vitesse plus élevée à travers les tubes, ce qui est particulièrement important car il s’agit d’un excellent transmetteur de chaleur qui, s’il s’écoule trop lentement à travers les tubes, peut les brûler. Cette bobine permet également des configurations à simple ou double flux, en ajustant la vitesse optimale.
Il convient de noter que, dans les trois types de serpentins, les ailettes situées à l’extérieur des tubes sont en aluminium, car le fluide qui y circule est de l’air, qui peut être considéré comme propre et non corrosif.
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Chez AITESA, nous sommes experts dans la conception de serpentins à vapeur et de serpentins à huile thermique.
Utilisation de l’énergie thermique
Les serpentins permettent de transférer la chaleur des fluides thermiques à l’air de manière contrôlée et efficace, ce qui permet de réutiliser l’énergie existante sous forme de vapeur, d’eau chaude ou d’huile thermique sans avoir à générer de chaleur supplémentaire. Cela permet de réduire les coûts énergétiques et d’améliorer l’efficacité globale de l’installation.
Améliorer les performances des fours et des séchoirs
L’air préchauffé par ces serpentins réduit le stress thermique ultérieur des fours ou des équipements principaux, ce qui accélère les cycles de production et réduit la consommation de combustible dans les phases ultérieures du processus.
Sécurité et durabilité
Conçues avec des matériaux résistants à la pression, à la température et à la corrosion des fluides caloporteurs, ces batteries offrent un fonctionnement sûr et une longue durée de vie, même dans des environnements industriels difficiles.
Réduction des émissions polluantes
L’efficacité énergétique obtenue grâce à ces piles a également un impact positif sur l’environnement. En réduisant la consommation de combustibles fossiles, les émissions de gaz à effet de serre et d’autres polluants sont réduites. Cela contribue à réduire l’empreinte carbone d’une entreprise et à améliorer son profil environnemental, ce qui est de plus en plus apprécié sur le marché et peut faciliter le respect des réglementations environnementales.
Adaptation aux besoins du client.
Nous adaptons les batteries à différents environnements et besoins. Elles peuvent être configurées en fonction des exigences spécifiques du processus, telles que la température. Elles sont également compatibles avec les équipements existants, ce qui facilite leur intégration sans qu’il soit nécessaire d’apporter des modifications majeures au système en place.
Batterie à vapeur
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Dimensionnement et capacité
Conditions du processus
Fluide thermique
S’il s’agit de :
Conception modulaire et adaptabilité aux installations existantes
Respect des normes internationales
Respect des spécifications du client
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Efficacité maximale et émissions minimales
Assistance technique et maintenance complètes
Nous ne nous contentons pas de concevoir des serpentins de chauffage de l’eau, nous créons des solutions énergétiques qui optimisent votre production, réduisent les coûts et garantissent la conformité aux réglementations.
Les températures d’entrée, la chaleur échangée, les débits, la pression de fonctionnement, le type d’installation, les limitations d’espace doivent être indiqués.
Oui, puisque l’air à chauffer provient de l’extérieur, l’emplacement de la batterie est important. Par exemple, si l’air provient d’une zone côtière, il sera plus humide que l’air provenant d’un climat plus sec.
En général, on utilise de l’acier au carbone pour les tubes, car la température de leur paroi le permet. Dans le cas des ailettes, comme mentionné ci-dessus, lorsque l’air est chauffé, étant un fluide propre, elles sont fabriquées en aluminium.
Elle nécessite des inspections régulières pour détecter l’encrassement, la corrosion ou la saleté dans les tuyaux. Dans certains cas, des systèmes de nettoyage automatique ou un accès manuel peuvent être utilisés pour l’entretien.
En réduisant la consommation de combustibles fossiles et les émissions de CO₂, elle permet aux entreprises de s’aligner sur les normes environnementales internationales telles que la norme ISO 14001 ou sur les objectifs du Pacte vert européen.
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