Les échangeurs de chaleur de surface comprennent principalement des types-et-à tubes, à double-tubes et d'autres types.
Les échangeurs de chaleur à calandre-et-à tubes comprennent cinq configurations de base :
Type de plaque tubulaire fixe : le faisceau de tubes est relié de manière rigide à la coque, adapté aux conditions avec de faibles différences de température. Les échangeurs de chaleur à plaques tubulaires fixes ont une structure simple, un faible coût et sont faciles à fabriquer. Le nettoyage et l'entretien côté tube-sont pratiques. Cependant, le nettoyage côté coque-est difficile et des contraintes thermiques existent dans le faisceau de tubes après la fabrication. Ils conviennent aux conditions dans lesquelles la différence de température entre les deux milieux est faible (généralement inférieure à 30 degrés) ou lorsque la différence de température est importante mais que la pression côté coque - n'est pas élevée.
Type à tête flottante : une extrémité du faisceau de tubes peut flotter librement pour compenser les contraintes de dilatation thermique. Les avantages des échangeurs de chaleur à tête flottante sont que la différence de température entre la coque et le faisceau de tubes n'est pas limitée, le nettoyage et l'entretien du faisceau de tubes sont relativement pratiques et le côté tube-et le côté coque-sont faciles à nettoyer. Les inconvénients sont une structure complexe, des exigences d'étanchéité élevées et une difficulté de gestion des fuites en ligne. Les échangeurs de chaleur à tête flottante sont généralement utilisés dans les opérations d'unités chimiques avec de grandes différences de température.
Type de tube en U- : les tubes d'échange thermique sont pliés en forme de U-, éliminant automatiquement les contraintes thermiques.
Les échangeurs de chaleur à tubes en U- surmontent les inconvénients des échangeurs de chaleur à plaques tubulaires fixes et à tête flottante, mais les coudes en forme de U- sont difficiles à nettoyer en profondeur et le remplacement des tubes est relativement difficile. Ils conviennent aux conditions dans lesquelles la différence de température entre les deux fluides est importante et où le côté coque est sujet à l'entartrage.
Type de boîte remplie : Un joint d’étanchéité est utilisé entre la plaque tubulaire flottante et la coque.
Structure de la bouteille : conçue spécifiquement pour les applications de chauffage à la vapeur.
Les échangeurs de chaleur à plaques utilisent un processus de pressage-, avec deux plaques soudées formant une seule unité d'échange de chaleur. Plusieurs boucles d'écoulement sont créées en modifiant la forme et la disposition des ondulations. Sa structure compacte peut améliorer le coefficient de transfert de chaleur de 50 % -200 % par rapport aux équipements à calandre-et tubes.
Les échangeurs de chaleur à plaques sont des échangeurs de chaleur-à haut rendement, caractérisés par une petite taille et un faible encombrement ; efficacité de transfert de chaleur élevée, permettant un transfert de chaleur amélioré à basse vitesse ; montage facile; faible perte de chaleur; démontage, nettoyage et entretien faciles ; et longue durée de vie. Les inconvénients sont un long périmètre d’étanchéité, ce qui le rend sujet aux fuites ; une température de fonctionnement inférieure à 150 degrés ; faible tolérance différentielle de pression ; et une capacité limitée. Une fois que du tartre est détecté sur les plaques, celles-ci doivent être démontées et nettoyées.
En outre, il existe des extensions aux échangeurs de chaleur à surface, tels que les types à plaques-à ailettes et à tubes-à ailettes.
