La régulation parfaite des échangeurs de chaleur grâce à l'utilisation des éjecteurs

La régulation parfaite des échangeurs de chaleur grâce à l’utilisation des éjecteurs

Figure 1 : Circuit d’étranglement ou contrôle du débit massique

Le transfert de chaleur ou d’énergie de refroidissement au moyen d’un échangeur de chaleur est une application standard dans l’industrie et le génie climatique. En règle générale, on y utilise le circuit de régulation, qui ne peut que contrôler le débit massique.

La température d’entrée dans l’échangeur de chaleur reste toujours la même et correspond à la température de départ primaire du réseau de chauffage. Ce montage est désavantageux s’il existe de grandes différences de température entre le flux primaire et le flux secondaire. Si, en plus de cela, des capacités encore plus importantes doivent être contrôlées avec des conditions de charge partielle très faibles, une deuxième vanne à faible charge est nécessaire pour un réglage efficace (voir fig. 1).

Les échangeurs de chaleur atteignent leurs limites de performance ou de régulation à de très faibles vitesses d’écoulement sous charge partielle et un écoulement laminaire peut se produire.

Figure 2 : Circuit de mélange avec la technologie des éjecteurs

Une solution alternative est donc proposée ici. L’éjecteur remplace et reprend la fonction de la vanne de régulation. Cette forme alternative de contrôle de mélange avec une vanne (voir Fig. 2) optimise la qualité du système dans tous les cas de charge par rapport au contrôle du débit massique décrit ci-dessus. À l’aide de l’éjecteur avec actionneur, la température d’entrée côté primaire dans l’échangeur de chaleur peut être adaptée de manière optimale aux conditions limites du cas d’application et ainsi un contrôle de la capacité peut être obtenu.

En ajoutant le débit de retour, il est possible de faire circuler plusieurs fois la quantité d’eau habituelle, en particulier dans les cas de charge partielle, et d’obtenir ainsi un flux turbulent permanent sur l’échangeur de chaleur. Les avantages qui en résultent sont résumés dans le tableau suivant (voir tableau 1).

Ces dernières années, Colin Swiss a déjà mis en place certaines de ces installations avec la technologie des éjecteurs en Suisse. Tant dans le secteur du chauffage urbain que pour des applications industrielles. L’installation suivante a été installée à l’automne 2019 et a depuis lors pour tâche de fournir une puissance calorifique variable de 3,0 MW (divisée en 2 x 1 500 kW) pour un processus de séchage de copeaux de bois sur 7 000 heures de fonctionnement par an. Le circuit secondaire eau-glycol du côté secondaire est chauffé en conséquence pour alimenter en énergie thermique les registres de ventilation des usines de conteneurs et pour sécher les copeaux de bois en conséquence. La centrale a été conçue en collaboration avec le constructeur du pipeline et en consultation avec le fournisseur d’énergie. Elle a été fournie par Colin Swiss, y compris le système de contrôle. Depuis sa mise en service, la centrale fonctionne sans problème.