FLUIDE CALOPORTEUR

LE FLUIDE CALOPORTEUR OPPOSÉ À L’HUILE DE LUBRIFICATION

Le fluide caloporteur et ses différents types

Les réchauffeurs à bride sont utilisés dans les industries de transformation pour chauffer les fluides caloporteurs. Dans le domaine industriel et en ingénierie, le fluide caloporteur est aussi appelé liquide de refroidissement. Comme son nom l’indique, c’est un liquide qui est destiné à couler à l’intérieur ou autour d’un appareil particulier afin d’empêcher sa surchauffe. Cette dernière étant généré par le transport de la chaleur vers d’autres dispositifs ou machines qui l’utilisent ou qui le dispersent. Vous avez souvent entendu l’expression liquide de refroidissement surtout s’agissant des véhicules et de CVC (chauffage, ventilation et climatisation) ; tandis que le fluide caloporteur est utilisé dans des endroits où la fabrication de produits se fait à des températures extrêmes.

Un autre terme de substitution estliquides de coupe. Le liquide de refroidissement peut être conservé dans un état liquide ou gazeux tout en changeant son stade exact en le traitant par la chaleur. Lorsqu’il est utilisé pour avoir une température basse, il peut aussi être appelé réfrigérant.
 

Caractéristiques d’un liquide de refroidissement idéal

Certaines caractéristiques intéressantes d’un excellent liquide de refroidissement sont listées ci dessous :
· Il peut résister à un haut rendement appelé aussi rendement thermique.
· Il est moins visqueux, autrement dit, il peut facilement se mélanger à différents liquides comme de l’eau.
· Il est moins onéreux, non toxique et physiquement stable.
· Il n’endommage ou ne détériore pas la machine ou l’équipement sur lequel il est mis ou exposé.
Les fluides caloporteurs se présentent sous différentes formes : liquides, solides, et gazeux. Un aperçu complet de chacun est donné ci-dessous, ainsi que la manière et le lieu d’utilisation.

 
Liquides de refroidissements sous forme gazeux

Le plus répandu des liquides de refroidissements gazeux est l’air utilisé comme flux de convection, appelé aussi liquide de refroidissement passif. Les ventilateurs par exemple sont utilisés comme agent fluide dans différents procédés de fabrications industrielles.
L’hydrogène est jugé comme étant le plus puissant liquide de refroidissement gazeux pour le transfert de chaleur, parce qu’il a une plus grande conductivité thermique comparé aux autres gaz. Compte tenu de sa faible viscosité et de sa densité, les ingénieurs le considèrent comme étant le mieux adapté aux machines rotatives. Dans les grandes centrales électriques, les turbo-générateurs refroidis à l’hydrogène sont utilisés dans les générateurs électriques.

Les gaz inertes ou statiques sont aussi utilisés pour refroidir les réacteurs nucléaires qui utilisent différents gaz comme moyen de refroidissement. L’hélium est souvent utilisé pour le même procédé. On peut aussi citer le dioxyde de carbone qui fût utilisé comme transfert de chaleur à Magnox, un réacteur nucléaire AGR (Advance Gas-Cooled Reactor) ou réacteur avancé refroidi au gaz, qui est aujourd’hui dépassé.
Pour les disjoncteurs, les interrupteurs de puissance et même les transformateurs électriques, l’hexafluorure de soufre est utilisé comme agent de transfert de chaleur.

Liquides de refroidissements sous forme liquide

L’eau et différents produits chimiques sont réputés les meilleurs liquides de refroidissement. Le condensateur thermique le moins cher et le plus grand est l’eau. Il est facilement disponible et constitue le meilleur moyen de transfert de chaleur. Cependant, il n’est pas possible d’utiliser de l’eau simple dans toutes les machines et pour tous les procédés. C’est pourquoi, pour la rendre sensible à la chaleur, elle est souvent traitée avec de l’éthylène glycol, du diéthylène glycol ou du propylène glycol. L’eau désionisée est également utilisée pour refroidir différents émetteurs de forte puissance.
Le polyalkylène glycol est le meilleur dans le domaine en raison de sa stabilité thermique supérieure à la moyenne et sa capacité antioxydante. Le développement récent de ce liquide de refroidissement le rend moins nocif. Cependant, il est fortement recommandé de ne pas l’exposer à la peau humaine.

Comment les huiles sont utilisées comme fluide caloporteur

L’eau n’est pas le seul agent de refroidissement viable, car il existe des procédés où son utilisation est inadaptée ; dans ce cas, différentes huiles sont utilisées. Ces dernières ont un point d’ébullition élevé par rapport à l’eau ; c’est pourquoi elles sont considérées comme étant les meilleures. Un autre avantage est que vous n’avez même pas besoin d’ajouter différents produits chimiques pour accélérer le processus, comme les glycols dans l’eau.
Il existe différentes huiles utilisées comme fluides caloporteurs. Voici quelques exemples :
· Les huiles minérales sont utilisées dans de nombreux chauffages à radiateurs adaptés. Ces radiateurs sont utilisés par des particuliers, des industries et durant les traitements à chaud.
· Le Silicium et les huiles de transformateur sont d’autres types qui sont utilisés dans le processus, et également comme isolant dans les transformateurs électriques très puissants. 

Gaz liquéfiés

Le procédé qui consiste à transférer du fluide caloporteur à travers des gaz liquides est également appelé cryogénie. Il est utilisé pour stabiliser certaines machines et ordinateurs susceptible de chauffer. Il existe deux liquides gazeux très puissants qui sont considérés comme les meilleures liquides de refroidissements de tous les temps. Ce sont :
· L’azote liquide . Il bout à -196 degrés Celsius, et c’est le moins coûteux. Lorsqu’il coule à travers une machine ou quand il est exposé, il gèle immédiatement et sa température baisse plus vite que celle de tout autre produit chimique.
· L’hydrogène liquide . Il est utilisé dans les moteurs de fusée. Leur point d’ébullition se situe entre -256 et -260 degré Celsius. Par conséquent, il est plus puissant que le précédent ; toutefois, il n’est pas utilisé au cours des processus industriel où l’homme intervient. 

Que sont les nanofluides ?

Ce sont les fluides de transfert de chaleur nouveaux et émergents qui contiennent de l’eau et des additifs tels que l’Oxyde de cuivre II, l’Alumine, le Dioxyde de titane ou la Silice. Ces fluides accélèrent le processus de refroidissement sans que l’on ajoute des produits chimiques.
Les additifs qui sont dispersés dans l’eau sont aussi appelés nanoparticules. Les résultats indiquent que le processus de transmission de chaleur peut être accéléré au dessus de 300%.

L’utilisation des solides comme réfrigérants

Les solides peuvent aussi être utilisés comme agents de refroidissement. Ils nécessitent une très haute température pour se vaporiser. Ils sont largement utilisés dans les moteurs de fusée ou pendant les vols spatiaux. Un excellent exemple est le matériel utilisé pour construire les vaisseaux spatiaux et les jets. Lorsque ceux-ci entrent dans l’atmosphère terrestre, ils subissent une friction qui fait que le vaisseau brûle comme une étoile cramoisie. Cependant, il est vulnérable à la chaleur, tout comme les astronautes à l’intérieur du véhicule.
Lorsqu’il faut refroidir certaines machines par contact direct, on utilise généralement de la glace sèche. Une autre caractéristique de la glace sèche est que, exposée à de l’eau, elle créée un brouillard synthétique comme une véritable brume d’orage, assez fort pour aveugler une personne.
La NASA avait utilisé de la glace sèche sublimée pendant le projet Apollo dans le but de refroidir les combinaisons spatiales des astronautes. 

 
Chauffage solaire de l’eau

Les fluides caloporteurs peuvent transmettre la chaleur à travers des capteurs solaires en miroir, jusqu’à l’échangeur de chaleur dans le réservoir de chauffage proprement dit. Durant tout le processus, il y a quelques rares éléments à prendre en considération. Ce sont les suivants :
· Le point de congélation et d’ébullition du milieu liquide qui doit être vérifié.
· La traînée de viscosité ou la facilité avec laquelle elle peut circuler dans le système doivent également être prises en compte.
· Il faut noter la capacité à résister à la chaleur.