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2025-12-15
Les échangeurs de chaleur à plaques et les échangeurs de chaleur à courroie tubulaire sont deux principaux types d'échangeurs de chaleur compacts, largement utilisés dans l'automobile, les machines de construction, les compresseurs d'air,climatisation et réfrigérationUne analyse comparative détaillée est réalisée ci-dessous à partir de plusieurs dimensions, y compris la structure, le processus de fabrication, les performances, l'application et le coût.
I. Comparaison de la structure de base et du principe de fonctionnement
1Échangeur de chaleur à courroie
1.Structure:Il est constitué de tubes plats et de nageoires de refroidissement ondulées empilées en alternance et reliées par brasage, comme indiqué sur la figure 1.
2Principe de fonctionnement:Un fluide à haute température (par exemple, liquide de refroidissement, réfrigérant) circule à l'intérieur des tubes plats.La chaleur est transférée à travers les parois du tube vers les nageoires, qui le dissipent ensuite dans l'air.![]()
Figure 1: Structure typique d'un échangeur de chaleur à courroie
2Échangeur de chaleur à nageoires de plaque
1.Structure:Composé de trois éléments de base: feuilles de séparation, nageoires et barres latérales, comme indiqué à la figure 2.
2Principe de fonctionnement:Les ailerons sont placés entre deux feuilles de séparation et scellés sur les côtés avec des barres latérales, formant une "unité plaque-aileron" ou "passage de flux".fluides froids et chauds) peuvent circuler dans des passages séparés, échangeant de la chaleur à travers les feuilles de séparation.
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Figure 2: Structure typique d'un échangeur de chaleur à plaques
II. Analyse comparative des échangeurs de chaleur en tôle fin et en bande de tube
| L'aspect de la comparaison | Échangeur de chaleur à nageoires de plaque | Échangeur de chaleur à courroie | Analyse et conclusion |
|---|---|---|---|
| Structure du noyau | Feuilles de séparation + nageoires (de différentes formes) + barres latérales | Tubes plats + nageoires ondulées | La structure des nageoires de plaque est plus complexe, compacte et présente des passages de débit plus clairement définis. |
| Processus de fabrication | Très complexe, nécessite plusieurs étapes de précision: formage des nageoires, assemblage des passages, brasage sous vide, etc. | Relativement simple, il s'agit principalement d'un assemblage de tubes à nageoires et d'un brasage protégé par de l'azote. | Le procédé de la ceinture de tube est mature avec une haute automatisation. |
| Efficacité du transfert de chaleur | Divers types d'ailerons (plains, dentelés, perforés, ondulés, etc.) permettent une optimisation pour les conditions, augmentant considérablement la surface et la turbulence. | Les nageoires ondulées perturbent efficacement la couche de confinement de l'air, améliorant le transfert de chaleur. | La plaque à nageoire surpasse généralement la ceinture à tube et est représentative des échangeurs de chaleur compacts à haut rendement. |
| Résistance à la pression | La structure de passage scellée formée par des feuilles de séparation et des barres latérales est robuste, capable de résister à une pression interne plus élevée. | Les tubes plats résistent bien à la pression, mais les joints de brasage entre les ailerons et les tubes sont des points faibles potentiels. | La finition en tôle présente un avantage évident dans les applications à haute pression (par exemple, entre refroidisseurs de compresseurs d'air, refroidissement par gaz à haute pression). |
| Compacte et léger | Une très grande surface de transfert de chaleur par unité de volume, une structure compacte, légère. | Ça va. | La plaque à aileron présente un avantage absolu dans les applications exigeant "une petite taille, une grande capacité de refroidissement". |
| Compatibilité avec les médias | Très souple, capable de concevoir plusieurs passages indépendants dans un seul noyau pour l'échange de chaleur entre deux ou plusieurs supports (p. ex. huile-eau-air). | Les canaux plus larges offrent une tolérance légèrement plus élevée pour la saleté et les particules. | La plaque à aileron est le choix idéal pour la mise en œuvre de réseaux d'échange de chaleur complexes (par exemple, intercoolers, récupérateurs). |
| Coût | Les exigences élevées en matière de matériaux (souvent en alliage d'aluminium) et le processus complexe entraînent une augmentation des coûts. | Relativement avantageux en termes de coûts de matériaux et de fabrication. | Le coût est un des principaux atouts concurrentiels de l'échangeur de chaleur à bande tubulaire. |
| Fiabilité / Maintenabilité | Les fuites internes sont presque impossibles à réparer, nécessitant généralement un remplacement complet. | Si un seul tube plat fuit, le brasage ou le soudage par patch est possible. | La ceinture à tubes offre une légère amélioration de l'entretien. |
| Principaux domaines d'application | Intercoolers automobiles, refroidisseurs à huile hydraulique pour les machines de construction, refroidisseurs interstadiens à compresseur d'air, aérospatiale, traitement chimique. | Radiateurs automobiles, condensateurs AC automobiles, évaporateurs. | Les scénarios d'application se chevauchent mais ont des enjeux différents. |
III. Sélection des scénarios d'application typiques des échangeurs de chaleur à bande et à plaques
Il n'existe pas de supériorité absolue entre les échangeurs de chaleur à plaques et les échangeurs de chaleur à courroie tubulaire; le choix dépend de l'adéquation au scénario d'application spécifique.
1. Choisissez un échangeur de chaleur à plaqueslorsque l'on recherche les performances de transfert de chaleur, la compacité et la résistance à la pression les plus élevées, et lorsque le budget le permet.
2. Choisissez un échangeur de chaleur à bande tubulairelorsque le coût est la principale considération et que les conditions de fonctionnement (pression, exigences d'efficacité) sont dans des limites acceptables.
1Pourquoi les types de ceintures à tubes sont-ils couramment utilisés pour les radiateurs automobiles?
Les radiateurs automobiles sont extrêmement peu coûteux, fonctionnent à une pression relativement basse (~ 1,5 bar) et le liquide de refroidissement peut contenir des impuretés.la fiabilité, et résistance à l'encrassement.
2. Pourquoi les types à nageoires plates sont-ils couramment utilisés pour les intercoolers automobiles?
Les intercoolers doivent refroidir efficacement l'air d'admission à haute température sous haute pression de propulsion (éventuellement supérieure à 2-3 bar).La haute résistance à la pression et l'efficacité élevée des échangeurs de chaleur à plaques répondent à cette demandeEn outre, leur compacité est avantageuse dans l'espace limité du compartiment moteur.
3Comment choisir dans les domaines industriels (par exemple, les compresseurs d'air)?
1- Les refroidisseurs interstadiums:Il est soumis à un gaz chaud à haute pression après compression.
2- Après-refroidisseurs:Aussi haute pression, tendant vers l'utilisation de plaques.
3.Cools d'huile de lubrification:Si la pression n'est pas élevée et que la sensibilité au coût est importante, on peut choisir la ceinture à tubes ou d'autres types.
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