Des générateurs de tourbillons pour les échangeurs thermiques compacts
Les échangeurs thermiques ont longtemps été considérés comme l'équipement clé garantissant une utilisation rationnelle de l'énergie. L'introduction d'échangeurs thermiques compacts dans de nombreux processus industriels a entraîné une réduction des coûts énergétiques directement associés à l'amélioration du rendement énergétique. Pour cette raison, les activités de recherche et de développement continuellement déployées autour de cette technologie peuvent rendre son application industrielle encore plus avantageuse. Afin d'améliorer encore cette technologie, les responsables de ce projet ont développé et testé trois alternatives de conception relatives aux échangeurs thermiques compacts dotés de générateurs de tourbillons emboutis. En particulier, ce projet s'est appuyé sur des méthodes fiables d'évaluation et de prévision des performances pour élaborer des échangeurs à ailettes-plaques et à tubes-ailettes économiques à concevoir et à produire. En outre, ce projet a également développé un logiciel (base de données et code informatique) permettant aux industries d'optimiser l'utilisation de ces échangeurs. Parmi les trois conceptions d'échangeur testées, deux d'entre elles se sont avérées très prometteuses. Concernant ces deux conceptions, on estime que les économies nettes résultant de la réduction de surface de transfert, de volume, de poids et du coût de fabrication se situent entre 15 et 25%. Au contraire, la troisième conception, un échangeur thermique à plaques doté de générateurs de tourbillons munis d'un palier à plaques secondaires, a généré d'importantes pertes de flux et des coûts de fabrication extrêmement élevés. La conception d'un échangeur thermique à tubes-ailettes doté de générateurs de tourbillons emboutis s'est avérée immédiatement adaptée à la production. Elle fait déjà l'objet d'un programme de production et convient aux applications mobiles. A l'inverse, la conception d'un échangeur thermique à plaques doté de générateurs de tourbillons emboutis a montré des problèmes particuliers d'assemblage des plaques. Ces problèmes peuvent néanmoins être facilement surmontés avec un minimum d'investissement. Le logiciel développé spécifie les conditions nécessaires à la minimisation des coûts de fonctionnement de la configuration donnée d'un échangeur thermique conventionnel ou élaboré à tourbillons. En conséquence, il permet d'estimer les dimensions d'un échangeur thermique économique et constitue de ce fait un outil flexible conçu pour prévoir et concevoir industriellement des échangeurs thermiques.
