Échangeur à faisceau tubulaire horizontal sous-dimensionner
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Échangeur à faisceau tubulaire horizontal sous-dimensionner



  1. #1
    invite5daf8c62

    Échangeur à faisceau tubulaire horizontal sous-dimensionner


    ------

    Bonjour à tous.

    Pour faire chauffer mon bâtiment, j'ai un en amont un échangeur thermique eau/fluide thermique qui malheureusement à l'époque de son installation, une étude bien menée n'avait pas été réalisée et l'ensemble se trouve donc être pas mal sous dimensionner. En hiver non notamment, l'échangeur est loin d'arriver à fournir les 70°C en eau chaude requise pour chauffer correctement le bâti (on atteint au maximum les 50°C).
    J'ai donc pensé à déterminer la puissance que fournit mon échangeur de chaleur pour atteindre les 50°C en hiver (où la température atteint les -10°C et plus), et quel serait la puissance dont elle aurait besoin pour atteindre les 70-80°C requis et redimensionner mon échangeur suivant ce critère (voir même à complètement changer le système d'eau chaude à fournir dans les radiateurs).
    Le problème c'est que je ne m'y connais pas beaucoup en échangeur thermique, et celui que j'ai là date de 1980 donc je ne trouve pas vraiment d'information le concernant sur le net.
    J'ai toute même réussie à avoir certaines informations du genre la nature du fluide thermique qui baigne dans la calandre (du SERIOLA 1510) ainsi que ses différentes caractéristiques (Cp, rho, lambda); le liquide circulant dans les tubes étant de l'eau.
    Je sais aussi que j'ai surement affaire à un Échangeur à faisceau tubulaire en U horizontal de ce genre :
    Nom : Echangeur.PNG
Affichages : 1392
Taille : 145,9 Ko
    Bien que je n'ai pour le moment aucun moyen de vérifier cela.

    Je connais aussi les différentes températures d'entrée et de sortie de l'eau et du fluide thermique, ainsi que la pression dans la calandre et dans le tube qui avoisine les 4-5 bars. Il est aussi marqué sur l'échangeur que le "Faisceau" a un volume de de 39 L et que l'"Enveloppe" un volume de 103 L.

    Pensez-vous qu'avec juste ces données il me serait possible de déterminer la puissance actuelle de mon échangeur? Si oui auriez-vous une démarche à me proposez? Si non pensez-vous qu'il serait idéale pour de changer complètement l'installation actuelle quitte à ne plus utiliser ce circuit de fluide thermique (qui par ailleurs n'était pas prévue pour ce échangeur au départ, il a juste été détourné lorsque lorsque cet échangeur a remplacé la chaudière à vapeur initialement présente), et à pense à utiliser un autre de système de chauffage d'eau en local?

    Merci à vous.

    -----

  2. #2
    invite5daf8c62

    Re : Échangeur à faisceau tubulaire horizontal sous-dimensionner

    ***Erreur de syntaxe au niveau du dernier paragraphe***

    Pensez-vous qu'avec juste ces données il me serait possible de déterminer la puissance actuelle de mon échangeur?
    Si oui auriez-vous une démarche à me proposer?
    Sinon pensez-vous qu'il serait idéal pour moi de changer complètement l'installation actuelle quitte à ne plus utiliser ce circuit à fluide thermique (qui par ailleurs n'était pas prévue pour cet échangeur au départ, il a juste été détourné lorsque cet échangeur a remplacé la chaudière à vapeur initialement présente) sans chercher à savoir la puissance actuelle fournie, et à penser à utiliser un autre de système de chauffage d'eau en local pour les chaudières?

    Merci à vous.

  3. #3
    invite52ec1137

    Re : Échangeur à faisceau tubulaire horizontal sous-dimensionner

    Bonjour,

    Il dois bien y avoir une plaque signalétique sur cet échangeur?

    Les débits primaires/secondaires sont t'ils indiqués/respectés?

    Les surfaces d'échanges sont propres/non obstruées?

  4. #4
    invite5daf8c62

    Re : Échangeur à faisceau tubulaire horizontal sous-dimensionner

    Bonjour Goustave,

    Effectivement cet échangeur a toujours sa plaque signalétique mais je n'arrive pas à y faire ressortir l'ensemble des informations qui me permettaient de résoudre mon problème :
    IMG_0775.JPG

    En ce qui concerne les débits primaires/secondaires ils ne sont pas vraiment indiquées. Je pense qu'on pourrait les calculer en connaissant la pression et le diamètre des conduites d'entrées et de sorties de l'échangeur, mais je ne suis pas sûr s'il s'agit de ce dont vous me parlez. Ils me semblent néanmoins qu'ils sont tout de même respectés, car l'ensemble est relié à un régulateur de chauffage central qui, suivant la température ambiante, impose une consigne de température d'eau chaude à avoir. Et suivant la consigne de températures, des vannes automatiques situées en amont et en aval des rentrées d'huile chaude se mouvent en s'ouvrant et en refermant en partie ou totalement.

    Les surfaces d'échanges par contre sont pas mal obstruées, surtout que l'installation date de pas mal déjà. Toutes fois, l'ensemble a toujours été autant sous dimensionner semble-t-il (peut-être un plus maintenant remarque).

    En plein hiver donc, le régulateur de chauffage impose comme consigne de température de l'eau chaude 70°C et l'installation peine à atteindre les 50°C.

    Pensez-vous qu'avec juste ces données il me serait possible de déterminer la puissance actuelle de mon échangeur et le redimensionner? Ou l'idéal serait plutôt de penser à changer complètement l'ensemble?

    Merci.
    Images attachées Images attachées  

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    invite52ec1137

    Re : Échangeur à faisceau tubulaire horizontal sous-dimensionner

    Peut être voir ici:http://www.crct.fr/

    Et comparer avec un modèle proche en contenance et fluide?

    Reste 2 inconnues et non des moindres, la surface d'échange et les débits, sans ces chiffres, difficile de calculer une puissance.

    Hormis cela, je ne vois pas pourquoi cet échangeur serais sous dimensionné depuis le départ.....

    Je pense plus a un manque de maintenance.

    Si le régulateur de chauffage reste en demande constante pendant les grosses demandes calorifiques, 3 solution:

    1 Primaire trop froid (facilement contrôlable)

    2 Manque de débit primaire (vérifier le delta T° entre entrée/sortie primaire, si très élevé, pas assez de débit)

    3 Échangeur sale (vérifier le delta T° entre entrée/sortie primaire, si très faible, pas assez d'échange)

  7. #6
    invite5daf8c62

    Re : Échangeur à faisceau tubulaire horizontal sous-dimensionner

    Bonjour Goustave,

    Je suis allé jeter un coup d’œil sur le site internet de la société C.R.C.T dont vous m'avez passé le lien et il semble effectivement y avoir pas mal d'échangeur similaire au mien, mais à part quelques images rien ne semble indiquer plus amples informations sur les caractéristiques de ces échangeurs. Je vais essayer de les contacter directement pour en savoir un peu plus et d'ici là je vous tiens au courant.

    Et effectivement, n'ayant pas beaucoup d'informations sur mon échangeur et ses caractéristiques, il m'est assez difficile de déterminer avec exactitude la surface d'échange et les débits. Je suppose aussi qu'il est assez difficile de les estimer rien qu'en connaissant la nature de l’échangeur, le volume total dans les tubes et dans la calandre et les débits à la sortie des vannes (que l'on pourrait peut-être déterminer grâce à leur diamètre de 30 et la pression de 4 bars qui y règne).
    Mais à supposé que l'on avait toutes ces données, quel calcul devrions-nous effectuer pour déterminer la puissance qu'il faudrait pour atteindre les 70°C d'eau chaude demandée par le régulateur en hiver?
    J'ai bien pensé à la formule du calcul théorique d'un flux thermique d'un échangeur co-courant, mais je bug totalement sur le calcul du coefficient d'échange global vu la géométrie des tubes, et aussi sur l’évaluation de la résistance d'encrassement.
    Je me doute bien aussi que dans un cadre réel il pourrait il y pourrait y avoir un peu plus de simplification prise, un rendement à prendre en compte ou des trucs du genre permettant d'avoir un résultat qui se rapproche le plus de la réalité, mais comme je l'ai dit précédemment, je ne m'y connais pas vraiment en échangeur de chaleur.

    En ce qui concerne les 3 solutions proposées, j'ai eu à mener une petite expérience hier.

    J'ai posé 4 capteurs thermiques de contacts sur les entrées et les sorties de mes fluides primaire et secondaire, et j'ai ouvert manuellement totalement ma vanne d'entrée de fluide thermique de 10h à 15h, jusqu’à atteindre une température maximale d'eau chaude se stabilisant aux alentours des 70,4°C. Ainsi donc, avec une température extérieure de 17°C et une température de retour d'eau de 69°C affichées par le régulateur de chaleur, j'ai obtenu grâce aux différents capteurs, les valeurs suivantes de mes fluides chauds et froids en entrée et sortie : Tf-e=68.7°C, Tf-s=82.4°C ; Tc-e=196.7°C, Tc-s=147°C.

    J'ai refait cette même expérience ce matin (où il faisait plutôt beau) en régulation normale, et avec une température extérieure de 16.1°C et une température de retour d'eau de 33.8°C affichées par le régulateur de chaleur, mes valeurs de température des fluides chauds et froids en entrée et sortie étaient les suivantes : Tf-e=33.7°C, Tf-s=34.2°C ; Tc-e=93.8°C, Tc-s=55°C (Sachant que la température réglée par le régulateur de chaleur est celle du retour de l'eau amené à être chauffé à nouveau, à savoir le Tf-e).
    Avec ces différentes valeurs, pensez-vous qu'on serait en mesure de donner une conclusion sur un éventuel manque de débit ou échangeur sale? (me disant bien qu'avec une température du fluide en entrée atteignant les 200°C, pour chauffer de l'eau à 70°C, le fluide primaire pourrait difficilement peut être considéré comme trop froid).

    Merci à vous.

  8. #7
    invite52ec1137

    Re : Échangeur à faisceau tubulaire horizontal sous-dimensionner

    Pour répondre, je suis bien incapable de calculer la puissance de cet appareil, par contre j'ai trouvé ceci:

    https://www.barriquand.com/fr/actual...ue-mode-emploi

    https://www.google.com/search?q=calc...hrome&ie=UTF-8

    Je suis surpris (en fait a moitié) que pas un seuls de nos ingénieurs sur ce site ne réponde a la question......

  9. #8
    invite5daf8c62

    Re : Échangeur à faisceau tubulaire horizontal sous-dimensionner

    Bonjour Goustave,

    J'espère que vous verrez ce message!!!

    Je tenais à vous remercier pour notre échange sur ce forum, j'ai pu finalement rentrer en contact avec l’entreprise C.R.T.C dont vous m'avez filé le lien et grâce à la fiche signalétique de mon échangeur ainsi que d'autres informations que j'ai pu leur filer, on a pu retrouver le modèle exact de mon échangeur. Par la suite, ayant trouvé un débit de 9 m^3/h de circulation d'eau dans le tube, on a aussi pu grâce à la formule : Nom : Equation 3.png
Affichages : 328
Taille : 1,4 Ko, calculer la puissance nécessaire pour rattraper le gap de 20°C de température Flux=9*1000*1*20/860=210 kW (bien que j'avoue n'avoir vraiment pas capté pourquoi diviser le tout par 860).

    Ensuite nous avions conclu comme votre intuition le pressentait que l'échangeur devrait surement être très sale et pas mal obstrué, ce qui est le cas (il n'avait visiblement jamais été nettoyé depuis sa mise en marche paraît-il ). Et puis si après nettoyage le gap de température n'est pas toujours comblé, vu l'état de l'appareil, on a aussi pensé par la suite à installer un faisceau tubulaire horizontal de rechange à la place de l'ancien vu l'état qu'il pourrait avoir après plus de 20 années sans être nettoyé.
    Ce n'est qu'après avoir épuisé toutes ces pistes qu'on pensera à changer complètement d'échangeur.

    J'en suis à peine à mon premier mois de stage, présenter un raisonnement du genre à l'entreprise m'a permis je pense d'avoir une meilleure reconnaissance auprès de mes responsables et de m'affirmer un peu plus dans ma démarche moi qui bloquait sur tout depuis 3 semaines et perdait totalement confiance.

    Cordialement.

  10. #9
    invite52ec1137

    Re : Échangeur à faisceau tubulaire horizontal sous-dimensionner

    Bonjour,

    Eh bien très heureux que vous ayez pu avancer sur le sujet !

    C'est bien de se donner la peine de chercher un peu et surtout tenter de comprendre 😊

    Bon courage pour la suite et si d'autres questions auxquelles je peut participer.... Ne vous gênez pas 😉

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