CHOISIR LE BON FLUIDE CALOPORTEUR

Les fluides caloporteurs jouent un rôle inestimable dans les réchauffeurs à circulation et les processus de chauffage industriel. Bien que toutes sortes de processus utilisent ces fluides, il n’existe pas un seul type de fluide idéal pour toutes les opérations. Au contraire, il existe un certain nombre de facteurs qui déterminent le fluide caloporteur approprié pour chaque processus.

Facteurs de sélection des fluides caloporteurs

Quatre facteurs principaux influencent le choix du type de fluide caloporteur adapté à un projet spécifique. Le premier est la température. Les températures de fonctionnement minimales et maximales sont directement liées aux types de fluides. L’eau, par exemple, a une température maximale plus basse que les autres fluides de transfert, et les sels fondus peuvent fonctionner à des températures beaucoup plus élevées.

La pompabilité est une autre considération importante. Le fluide doit pouvoir être pompé et circuler au débit et à l’efficacité souhaités pour maintenir un chauffage et des opérations efficaces.

De même, les exigences en matière de pression déterminent également l’adéquation d’un fluide caloporteur. Si le fluide est mieux adapté à des pressions supérieures ou inférieures aux exigences du projet, cela peut entraîner une inefficacité.

Enfin, la stabilité thermique doit être prise en compte. Si le fluide se décompose sous la chaleur d’une opération régulière, ses propriétés physiques s’en trouveront modifiées. Si cela affecte bien sûr l’efficacité opérationnelle, cela peut également être dangereux et présenter un risque sérieux d’endommagement de l’équipement.

D’autres facteurs entrent en ligne de compte dans le choix du bon fluide caloporteur :

• La corrosion
• Le gel
• Les cycles chaud/froid
• L’économie à long terme
• La toxicité

Parmi tous ces facteurs, la température est souvent le premier élément à être pris en compte. C’est donc à travers le prisme de la température que nous abordons ici les types de fluides caloporteurs.

Fluides caloporteurs

Eau

L’eau est le fluide caloporteur le moins cher. En tant que telle, elle est presque toujours utilisée lorsqu’elle est applicable. Cependant, elle présente un ensemble de limitations qui la rendent inefficace pour de nombreuses opérations. Sa plage de température de fonctionnement, par exemple, est assez faible. 

La congélation se produit à 0 ℃ et l’ébullition à 100 ℃. De ce fait, les opérations à haute température ne peuvent pas utiliser ce fluide, et les basses températures nécessitent des additifs ou d’autres solutions de chauffage.

Huile

Les huiles peuvent offrir une plus grande plage d’utilité que l’eau en tant que fluide caloporteur. Cependant, les huiles naturelles connaissent encore des plages de température assez limitées. Pour les applications dépassant 175 ℃ (350 ℉), il est préférable de passer à une huile organique synthétique.

Huile synthétique

Les huiles organiques synthétiques offrent une meilleure stabilité thermique, ainsi qu’une plus grande plage de températures de fonctionnement. Une variété de différents types de fluides dans cette catégorie offrent des températures minimales aussi basses que -80 ℃ (-110 ℉) et des températures maximales de -400 ℃ (-750 ℉). 

Bien que les températures minimales soient inférieures à celles de l’eau, le transfert de chaleur à base de produits organique synthétique est plus souvent utilisé dans la plage 175 ℃ à 400 ℃ qu’en dessous de 0 ℃. Pour les températures inférieures, on se tourne plus souvent vers les fluides à base de glycol inhibé.

Fluides à base de glycol inhibé

Solutions composées d’eau et de glycols inhibiteurs, ces fluides caloporteurs sont le plus souvent utilisés pour des opérations inférieures à 175 ℃ (350 ℉). Ils peuvent toutefois être performants à des températures aussi basses que -50 ℃ (-60 ℉).

Il peut s’agir de fluides à base d’éthylène glycol ou de propylène glycol, en fonction de votre application. Par exemple, en cas de contact potentiel avec l’eau potable, les fluides à base d’éthylène glycol sont idéaux en raison de leur faible toxicité orale.

Sels fondus

L’utilisation de sels fondus comme fluide caloporteur est idéale pour les opérations à haute température. Ils sont idéaux pour des températures allant de 285 ℃ à 565 ℃ (545 ℉ à 1049 ℉). Pour les températures supérieures à 565 ℃, les sels de chlorure et de fluorure peuvent être utilisés car ils sont plus stables.  Cependant, ceux-ci sont plus corrosifs que les sels de nitrate.

Même à des températures aussi basses que 285 ℃, où les huiles synthétiques sont utilisables, les sels fondus peuvent être préférables. En effet, les sels fondus présentent moins de risques de dégradation à ces températures et ont une pression de vapeur plus faible.

Les avantages des sels fondus dans les systèmes de chauffage comprennent leurs températures de fonctionnement, leur faible pression de vapeur et leur efficacité.

Choisir le fluide caloporteur adapté à votre activité est tout aussi important que l’équipement lui-même. Pour choisir les réchauffeurs et les systèmes de chauffage appropriés, lisez Comment choisir le bon équipement de chauffage par fluide thermique.