Empêcher la congélation d’un liquide

Il existe certaines industries situées dans des climats plus froids – comme Edmonton à Alberta ou même Pittsburgh en Pennsylvanie – qui nécessitent une protection afin d’empêcher leurs produits liquides de geler. L’industrie la plus susceptible d’être concernée est probablement l’industrie pétrolière et gazière. Il ne s’agit pas nécessairement uniquement des conditions météorologiques extrêmement froides qui amènent à s’inquiéter du gel. Les produits chimiques et pétroliers ont des points de congélation différents, et quelle que soit la météo, empêcher que ces liquides et ces gaz gèlent restent une préoccupation. Les éléments chauffants industriels sont utilisés afin que ces industries puissent contrôler la congélation. En plus des industries pétrolières et gazières, d’autres industries comme l’industrie agricole et l’industrie minière peuvent également bénéficier d’un contrôle de la congélation.Le contrôle basique de la congélation débute par l’isolation des réservoirs contenant la solution liquide. Étant donné la taille du réservoir, si ce dernier n’est pas correctement isolé, cela peut créer deux zones de température, à moins que plusieurs éléments chauffants ne soient utilisés. Le contrôle normal de la congélation consiste à empêcher la température de chuter en dessous de 0°C, stade auquel débute la cristallisation. Même si certains combustibles comme le diesel ne gèlent pas, ils se transforment en gel ou en une cire plus épaisse. Le meilleur moyen d’empêcher les substances chimiques de geler consiste à utiliser plusieurs éléments chauffants.
Quelle puissance énergétique ?
Lorsque des éléments chauffants sont utilisés pour le contrôle de la congélation, la partie difficile consiste à calculer la puissance énergétique nécessaire pour que des réservoirs d’une certaine taille restent remplis de leur contenu spécifique. Wattco™ dispose de formules pour le chauffage afin de déterminer les besoins énergétiques par rapport à la taille du réservoir en gallons. Les formules sont conçues la fois pour l’eau et pour les huiles selon différentes températures delta. La température delta (également appelée delta T) désigne un changement de température sur une période donnée. Elle est calculée en prenant la température finale puis en soustrayant la température initiale.

Cependant, il existe également un facteur lié à la situation géographique. Certaines régions, comme Denver au Colorado, ont une température moyenne en hiver inférieure à 0°C, dans ce cas le rendement des éléments chauffants doit correspondre de manière exacte à la perte de chaleur ou dépasser cette dernière. D’autres régions qui ont des températures moyennes plus élevées en hiver peuvent ne subir des chutes de température que pendant quelques heures. Dans ces circonstances, il peut être nécessaire de disposer d’une puissance électrique juste suffisante pour maintenir une température de fonctionnement pendant une période pouvant aller jusqu’à 72 heures.

Les besoins énergétiques peuvent également varier selon les substances chimiques. Par exemple, l’huile pour moteur comme la 15W30 a un point de congélation de l’ordre de -48°C, soit une température bien inférieure au point de congélation classique des autres substances chimiques. Dans de tels cas, un environnement extrêmement froid peut avoir plus d’effet que dans la plupart des autres situations classiques sur la problématique consistant à empêcher l’huile de geler.
Isolation et contrôle de la congélation
Peu importe à quel point les éléments chauffants sont performants, la clé pour le contrôle de la congélation réside dans la capacité à bien isoler la chaleur. Si le réservoir n’est pas correctement isolé, la chaleur générée continue à être perdue. Il s’agit d’une étape extrêmement importante car l’autre partie du réservoir, la partie opposée à celle où se trouve l’élément chauffant, commence à geler très vite si l’élément chauffant ne peut pas suivre la chute de température par temps froid. Le réservoir qui est bien isolé n’enregistrera environ que 5% de perte de chaleur selon Wattco™ si la température chute en dessous de 0°C. Le seuil de 5% est plus qu’approprié pour compenser la perte de chaleur pour le réservoir isolé.