Échangeurs tubulaires

Objectif

Récupération de chaleur sur gaz ou liquides.

Principe

Les échangeurs tubulaires utilisant des tubes comme constituant principal de la paroi d'échange sont largement répandus. On distingue 3 catégories :

L'échangeur monotube : un tube ayant généralement la forme d'un serpentin est placé à l'intérieur d'un réservoir;
L'échangeur coaxial (ou « tube-in-tube ») : deux tubes sont imbriqués l'un dans l'autre. En général, le fluide chaud ou à haute pression s'écoule dans le tube intérieur;
L'échangeur multitubulaire, qui peut exister sous trois formes :
- Échangeur à tubes séparés : à l'intérieur d'un gros tube sont placés plusieurs petits tubes, maintenus écartés par des entretoises;
- Échangeur à tubes ailetés (batteries à ailettes) : il est constitué d'un faisceau de tubes, répartis en nappes, dans lesquels circule un fluide ayant un bon coefficient d'échange (liquide ou fluide frigorigène). Le fluide extérieur étant un gaz, on met des ailettes sur la face externe des tubes pour en améliorer l'échange;
- Échangeur à tubes et calandre : ils sont constitués d’un faisceau de tubes placé dans une enveloppe (calandre). Les tubes sont maintenus par des plaques (perforées) qui servent également de chicanes pour l’écoulement du fluide circulant côté calandre.

Performances

Divers matériaux de construction sont utilisés pour couvrir des gammes de température et de pression très étendues.
Ces échangeurs sont utilisés dans des applications pouvant atteindre plusieurs MW.