Dans les installations industrielles, il est souvent nécessaire d’apporter une quantité de chaleur importante à une partie du système. Dans la majorité des cas, la chaleur est transmise à travers un échangeur de chaleur. On estime à 90% la part des transferts d’énergie réalisée par les échangeurs de chaleur dans l’industrie. Les échangeurs de chaleur (intensification des échanges, compacité, multifonctionnalité, encrassement…) doivent faire l’objet d’améliorations permanente de leur conception, ainsi que de leur conduite optimale lors de leur intégration dans les systèmes.

I. Introduction

II. Classification des échangeurs de chaleur
1. Batteries à ailettes
2. Echangeurs coaxiaux
3. Echangeurs à plaques
4. Echangeurs à plaques spiralés
5. Echangeurs à tubes et calandre

III. Les évaporateurs et les condenseurs
1. Production d’énergie mécanique et électrique
2. Production du froid
3. Distillations thermique

IV. Caractéristiques et conditions d’emploi des différents technologies d’échangeurs

V. Echangeurs destinés à la cogénération
1. Concept de la cogénération
2. Les récupérateurs de chaleur
2.1 Positionnement des récupérateurs dans le contexte énergétique
2.1.1 Les cycles à turbines à gaz
2.1.2 Facteurs impactant sur les récupérateurs
2.2 Domaine d’utilisation
2.2.1 Applications militaires
2.2.2 Applications automobiles
2.2.3 Applications électriques de petite puissance
2.2.4 Applications électriques de grande puissance
2.2.5 Autres applications
2.3 Les différents types de récupérateurs
2.3.1 Récupérateur tubulaire
2.3.2 Récupérateur à surface primaire
2.3.3 Récupérateur en spirale
2.3.4 Récupérateur à plaques et ailettes
2.3.5 Récupérateur à tubes plats et ailettes « Flat tube »
2.3.6 Sélection d’une technologie de récupérateurs
2.4 Matériaux
2.4.1 Les métaux
2.4.1.1 Aciers inoxydables
2.4.1.2 Super alliages
2.4.1.3 Alliages métalliques réfractaires
2.4.1.4 Propriétés thermomécaniques
2.4.2 Les céramiques
2.4.2.1 Les différents matériaux céramiques
2.4.2.2 Propriétés thermo mécaniques
2.4.2.3 Exemples de réalisations
2.5 Fabrication
2.5.1 Principaux fabricants
2.5.2 Conception des récupérateurs
2.5.2.1 Tendances de la conception
2.5.2.2 Facteurs influant sur la taille d’un récupérateur
2.5.2.3 Positionnements récupérateur / turbine
2.6 Aspects économico-environnementaux
2.6.1 Aspects économiques
2.6.1.1 Point de vue process
2.6.1.2 Point de vue financier
2.6.2 Aspects économico-environnementaux
2.6.2.1 Impact environnemental
2.6.2.2 Opportunités du marché
2.6.2.3 Viabilité commerciale des micro cogénérations de chaleur et d’électricité

VI. Les échangeurs à mini canaux
1. Contexte et problématique
2. Microéchangeurs

VII. Les échangeurs multifonctionnels

VIII. Les échangeurs à haute températures

IX. Les technologies d’échangeurs et leur évolution
1. Les échangeurs dans l’industrie du froid et du conditionnement d’air
1.1 Les technologies d’échangeurs et leurs évolutions
1.2 Les conditions d’innovation dans le domaine des échangeurs de chaleur
1.3 Le marché et les enjeux environnementaux
2. Perspectives de développement et d’innovation en cogénération
2.1. Perspectives de développement et d’innovation concernant les micro turbines
2.2. Perspectives de développement et d’innovation concernant les récupérateurs
2.3. Conclusion

Annexes
Annexe 1 : Exemples d’application avec turbines à gaz récupérées ou régénérées
Annexe 2 : Composition chimique des alliages pouvant être utilisés pour des récupérateurs à haute performance
Annexe 3 : Besoins concernant les récupérateurs de chaleur pour turbines à gaz
Annexe 4 : Points forts du concept de récupérateur à bas prix développé par Kllemann

Biblographie