Un échangeur de chaleur est un dispositif conçu pour transférer de l'énergie thermique d'une source vers une autre. Un échangeur de chaleur à plaques utilise trois plaques, dont la plaque centrale comporte un chemin d'écoulement usiné sur ses deux faces. Ce type d'échangeur est couramment employé en informatique pour évacuer la chaleur dégagée par le processeur (CPU). La taille de l'échangeur dépend de trois facteurs principaux : le matériau qui le constitue, la différence de température entre les fluides et la quantité de chaleur à évacuer par heure.
Instructions
1. Déterminer le coefficient de transfert thermique
Renseignez-vous sur le coefficient de transfert thermique du matériau utilisé pour construire l'échangeur de chaleur. La plupart des échangeurs à plaques sont fabriqués en acier ou en aluminium, deux matériaux dont le coefficient s'élève à 25 W/m²·K.
2. Calculer le débit de transfert de chaleur
Calculez le taux de transfert de chaleur en divisant la quantité totale d'énergie à évacuer (exprimée en BTU) par la période souhaitée (en heures). Par exemple, si vous devez dissiper 12 000 BTU en 2 heures, le débit sera de 6 000 BTU/h.
3. Déterminer la différence de température
Déterminez l'écart entre la température d'entrée et celle de sortie du réfrigérant en soustrayant la température de sortie de la température d'entrée. Cette différence, exprimée en kelvins ou en degrés Celsius, conditionne directement l'efficacité du transfert thermique.
4. Calculer la surface de contact nécessaire
Divisez le taux de transfert de chaleur par le produit de la différence de température et du coefficient de transfert thermique afin d'obtenir la surface de contact requise de l'échangeur. Le chemin d'écoulement usiné dans la plaque détermine la surface de contact disponible pour chaque taille d'échangeur. En divisant la surface de contact calculée par ce rapport, vous obtenez la dimension globale de l'échangeur dont vous avez besoin.
Conseils pratiques
Pour garantir un fonctionnement fiable, il est recommandé de prévoir une marge de sécurité d'environ 10 à 20 % sur la surface calculée, afin de compenser les pertes de performance liées à l'encrassement des plaques ou aux variations de charge thermique. Veillez également à vérifier la compatibilité du réfrigérant avec le matériau des plaques afin d'éviter toute corrosion prématurée.
Source : https://jardin.98905.com/building-remodeling/energy-efficient-homes/1007119436.html