Comparaison entre fluide thermique et vapeur

Dans des posts précédents nous informions sur les différents fluides transmetteurs de chaleur qu'ils peuvent être utilisés dans une installation industrielle. Dans ce blog nous voulons faire un comparative entre l'utilisation de l'huile thermique et la vapeur, peut-être les deux fluides transmetteurs de chaleur plus étendus mondialement.

Les conditions pour les installations de vapeur sont plus restrictives que ceux de fluide thermique :

• Une salle spéciale extérieure au lieu de fabrication s'avère nécessaire, laquelle doit posséder des murs de protection épais, ainsi qu’un grand terrain tout autour, sur lequel on ne peut exercer aucune activité.
• Elles impliquent une décalcification de l'eau, avec le coût de l'entretien en sel qui s'en suit et le risque que de l'eau salée pénètre dans la chaudière quand l’adoucisseur n'agit pas correctement, avec la corrosion des parois du foyer qui en résulte et le raccourcissement du pouvoir de transmission de chaleur, la propre vie de la chaudière est menacée.
• Elles exigent un traitement du pH de l'eau, pour la prévention de possibles corrosions, oxydations et piqûres des parties en contact avec l'eau.
• Il est nécessaire d'effectuer un contrôle des sels et des autres corps solides indissolubles qui restent au fond de la chaudière, étant donné que la vapeur, moins pesante, ne les entraîne pas avec elle, ils se concentrent progressivement dans le fond de la chambre à eau, ce qui peut entraîner des situations réellement critiques quand tous ces solides sur le ClNa dépassent 3000 ppm, hypothèse envisageable si l'on ne suit pas un programme de purges adéquat.
• Normalement, tous les purgeurs qu'il y a dans un réseau de retour de condensés ne fonctionnent pas de façon satisfaisante, ce qui oblige un entretien intensif de ces derniers, avec le coût que cela entraîne en main d’œuvre et matériaux.
• Il peut y avoir des "entraînements" d'eau quand la chaudière contient trop de corps solides indissolubles, par excès d'alcalinité, ou bien parce qu’à des moments précis du processus de fabrication, il y a des demandes trop élevées auxquelles la chaudière ne peut répondre, dans ces cas le niveau de vapeur est excessivement humide et la transmission de chaleur est défectueuse au point qu’il faille arrêter le processus de fabri­cation. La formation d'oxydes à l'intérieur de la chaudière, se transmettent ensuite aux machines avec les problèmes qui s'en suivent pour le matériel traité avec cette vapeur.
• Une chaudière à vapeur de type pyro‑tubulaire est soumise à un risque d'explosion. Il est inutile de commenter les conséquences d'un accident de ce type.

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Fluides transmetteurs de chaleur (2)

FUMÉES ou GAZ. On utilise généralement cette source de chaleur quand il existe un excédent d'énergie sous forme de fumées ou gaz chauds.

Dans ces cas, il est rentable d'investir dans un économiseur ou récupérateur qui aide à réutiliser la chaleur que portent ces fumées. Leur design sera adapté à l'application finale à laquelle soit destinée la chaleur résiduelle profitée, en incorporant dans l'économiseur, serpentins, chambres, etc., par lesquelles l'utilisateur fera passer de l'eau, de l'air ou tout autre fluide qu'il lui intéresse de réchauffer et qui lui soit utile dans l’entreprise.

Applications : Chauffage d'air, par exemple, pour chauffer l'air qui utilise un brûleur industriel et qui est traduit dans une économie de combustible; chauffage centrale ou climatisation en industrie, etc.

Chauffage d’eau, production vapeur, etc.

Les systèmes de récupération sont dotés d'un by-pass ou diverter, pour interrompre ou dévier le flux des fumées, de leur pas par l'économiseur ou récupérateur.


HUILE THERMIQUE. Il y a deux types, minéral et synthétique, en se trouvant différentes marques et modèles sur le marché, pour travailler à différents rangs de températures. Nous avons longuement parlé déjà dans l'article Les fluides transmetteurs de chaleur.

La principale caractéristique de l'huile est qu'il ne change pas d'état en travaillant au-dessus des 100ºC sous pression absolue, et pourtant la pression du circuit qu'il produit n'est pas tellement haute comme celle que produisent d'autres fluides.

Nous conseillons l'utilisation de l'huile thermique dans des processus dans lesquels on a besoin de chaleur indirecte et d'hautes températures de travail (de 150 à 300ºC).

À la fin de la vie utile de l’huile thermique, l'utilisateur doit venir à son recyclage, mais de cela parlerons dans les prochains blogs.

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Fluides transmetteurs de chaleur

En continuant avec la thématique développée dans nos derniers blogs de l'année 2009 et pour entamer avec bon pied le 2010, nous parlerons maintenant des fluides transmetteurs de chaleur, étant ceux plus communs :

• L'eau
• La vapeur
• Les Fumées ou gaz de combustion
• La Glycérine
• Les Sales fondues
• L'Huile thermique
  

L’EAU et la VAPEUR. L'eau utilisée dans des chaudières d'eau chaude et de vapeur (pour produire celui-ci), a besoin normalement d'un traitement préalable de décalcification, etc. pour préserver la vie de la chaudière dans laquelle on l’utilise, outre, parfois, purges continues de boues et mousses que le processus produit, ce qui dérive dans des pertes d'énergie. D'autre part, il est généralement à la disposition des utilisateurs avec facilité et en abondance.

Caractéristiques principales: L'eau change d'état à 100ºC sous pression atmosphérique, ce pourquoi si on souhaite travailler avec elle au-dessus de cette Tª, vous devrez augmenter la pression, en obtenant un produit résultant appelé Eau Surchauffée.

Avec la vapeur arrive quelque chose semblable, en résultant la courbe de saturation de vapeur (comme exemple : 150ºC 5 bar a), en obtenant vapeur surchauffée.

La conception des chaudières peut être PIROTUBULAIRE ou ACUATUBULAIRE, en fonction de s’ils sont les fumées ou l'eau ce qui circule par l'intérieur des tubes.

Dans notre prochain blog on parlera du reste de fluides transmetteurs de chaleur. Read More!

Les fluides transmetteurs de chaleur.

En PIROBLOC comme spécialistes dans le dessin et la fabrication de chaudières de fluide thermique et des autres appareils qui utilisent ce type de fluide transmetteur de chaleur, nous a paru intéressant d'aborder à cette occasion ce sujet et vous donner à connaître plus données.

Tipes

La majorité des fluides synthétiques accomplissent des fonctions spécifiques. Certains ont des problèmes étant donné la toxicité, le haut point de congélation ou la haute viscosité à basse température.

Les huiles minérales accomplissent les conditions décrites ensuite, avec un rang d'application de températures de -10º C à 300º C et un index de viscosité dans le rang 0 -100 cSt.

Les demandes basiques de tout fluide sont les suivantes :

- Ils doivent être thermiquement stables à la température de travail.
- Il doit avoir un haut coefficient d'échange thermique.
- La pression de vapeur à la température de fonctionnement doit être faible pour que le système puisse travailler à température atmosphérique.
- Il doit avoir une basse viscosité pour favoriser un régime turbulent, et en même temps, la viscosité à basse température doit être suffisamment faible comme pour favoriser le démarrage en froid.
- Il ne doit pas être corrosif ni toxique.
- Il doit sûrement être et facile à utiliser.

Quant à la viscosité, celle-ci est considérée de deux points de vue : isoléement et par rapport à sa variation en ce qui concerne la température. Les huiles présentent des avantages respect aux autres fluides merci à leur meilleure relation viscosité/température, qui est exprimée en termes du Indice de Viscosité. Il s'agit d'une formule empirique calculée à partir des viscosités à 40º et à 100º C. : Une haute valeur signifie un petit changement de viscosité par rapport à la température.

Le point de congélation d'un fluide mesure la température à laquelle l'huile cesse de couler par simple gravité, important facteur par rapport au moment du démarrage et à ses propriétés à de basses températures. Pour réduire ce point, la majorité de fluides incorporent des additifs.

La densité est la masse par unité de volume. La densité est marquée en kg/l ou en g/ml par rapport à 15º C. La plupart des huiles ont des valeurs autour de 0.85 - 0.9.

La chaleur spécifique mesure la quantité de chaleur absorbée par unité de poids quand sa température augmentera un degré centigrade. Les huiles ont des valeurs comprises entre 0.45 et 0.70 dans le rang de température de travail habituel.

Le point d'inflammation est la température à laquelle, avec certaines conditions d'essai, une flamme appliquée à la surface d'une huile provoque l'ignition des vapeurs mais non une combustion continue. Il est très important de ne pas confondre cette température avec la température d'autoignition ou avec celle de combustion.

Le point de combustion est la température à laquelle, et une fois approximée une flamme ou une étincelle au fluide, en présence d'air comburent (oxygène), la flamme qui se forme se maintient au moins 5 seconds allumée. Les valeurs normales sont autour des 210º C.

Le point d'autoignition est la température minimale à laquelle le fluide thermique est allumé par lui-même, sans présence de flamme ou étincelle qui entame la combustion. On a besoin logiquement de présence d'air comburent.

Par conséquent, la température à considérer devant un éventuel fuite de fluide thermique est la température d'autoignition. La fuite serait nécessaire, puisque sans elle, il n'y a pas de l'oxygène dans le circuit et par conséquent, même si les températures atteindraient le point d'autoignition en circuit fermé, une combustion ne serait pas possible.

Pour tout cela, la probabilité d'un incendie dans une installation de fluide thermique PIROBLOC, est pratiquement nulle. La bonté de cette affirmation est authentifiée par la législation en vigueur en Espagne, qui considère aux fluides thermiques comme LIQUIDES NON INFLAMMABLES (Bulletin Officiel de L’État, BOE nº 120, du 20/5/82).

En référence à nos circuits de fluide thermique, en étant fermés et ne pas exister présence d'oxygène dans le même, une combustion ou incendie est impossible, à moins qu'il y ait une fuite.

Dans le tableau suivant nous pouvons observer les températures caractéristiques des principaux fluides thermiques du marché. Il peut être observé que la température maximale de service (indiquée par le fabricant) et les températures d’inflammation et autoignition ne gardent pas une relation directe.

Clickez sur l'image pour augmenter

En PIROBLOC nous commercialisons le PIROBLOC-A, un fluide avec les caractéristiques typiques suivantes:

- Densité à 15 ºC: 0,880 kg/l
- Viscosité à 40 ºC: 20 cSt
- Viscosité à 100 ºC: 4,5 cSt
- Indice de viscosité: 80/90
- Point inflamation P.M.: 180 ºC
- Point de congelation: -45 ºC
- Chaleur spécifique 50 ºC: 0,48

Dans notre prochain nombre, nous continuerons avec ce sujet et nous nous fixerons spécialement dans les huiles blanches (ces inconnus pour tant d'utilisateurs).

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