Échangeur de chaleur à courant parallèle et à contre-courant
Les échangeurs de chaleur sont généralement classés en fonction de la disposition des flux et du type de construction. L’ échangeur de chaleur le plus simple est celui pour lequel les fluides chauds et froids se déplacent dans le même sens ou dans des directions opposées. Cet échangeur de chaleur est constitué de deux tuyaux concentriques de diamètres différents.
- arrangement à flux parallèle . Dans l’arrangement à flux parallèle, les fluides chauds et froids entrent par la même extrémité, s’écoulent dans la même direction et partent par la même extrémité.
- arrangement à contre-courant . Dans le dispositif à contre-courant, les fluides entrent par des extrémités opposées, s’écoulent dans des directions opposées et sortent par des extrémités opposées.
La figure représente les directions d’écoulement du fluide dans les échangeurs en parallèle et à contre-courant. Dans des conditions comparables, plus de chaleur est transférée dans un système à contre-courant que dans un échangeur de chaleur à flux parallèle. Les profils de température des deux échangeurs de chaleur indiquent deux inconvénients majeurs dans la conception à écoulement parallèle.
- La grande différence de température aux extrémités provoque de fortes contraintes thermiques.
- La température du fluide froid sortant de l’échangeur thermique ne dépasse jamais la température la plus basse du fluide chaud.
La conception d’un échangeur de chaleur à écoulement parallèle est avantageuse lorsque deux fluides doivent être portés à presque la même température.
