L’échange de chaleur

Comment améliorer le traitement des eaux usées

Toutes les lignes de produits EVALED® sont équipées d'échangeurs de chaleur qui optimisent le potentiel de traitement et offrent des possibilités de réduire la consommation d'énergie.

La chaleur (énergie) est échangée entre deux systèmes ayant des températures différentes. Si de la chaleur est créée au cours de ce processus, la quantité de chaleur cédée par le premier système est égale à la quantité de chaleur reçue par le second (principe de conservation de l'énergie).

L'échange de chaleur peut se faire de trois façons:

 

  • Conduction : lorsqu'un gradient de température est présent dans un milieu stable, solide ou liquide
  • Convection : lorsque l'échange thermique se produit entre une surface et un fluide en mouvement, les deux ayant des températures différentes
  • Irradiation : se produit entre deux surfaces ayant des températures différentes, par l'émission d'énergie sous forme d'ondes électromagnétiques et en l'absence de milieu interposé (par exemple, le rayonnement du soleil sur la terre).

 


DE QUOI DÉPEND LE TRANSFERT DE CHALEUR PAR CONDUCTION ?

L'échange thermique est lié à l'amplitude du gradient thermique (delta T) et à la surface d'échange, sur la base d'une constante qui dépend, à son tour, du matériau, de la façon dont la surface est réalisée et de son degré de salissure, selon la formule :

Q = K x S x ∆T / s

L'échange thermique par conduction se produit entre des objets ayant des températures différentes, sans échange de matière.

Dans le cas d'un objet ayant une surface (S) et une épaisseur (s) à une température interne (T1) et à une température externe inférieure (T2), l'intensité de l’échange thermique est proportionnelle à la différence de température (∆T = T1-T2) entre les deux surfaces de la paroi, et dépend des caractéristiques de cette dernière, selon une constante de transmission de chaleur (K).

Le débit (Q) sera beaucoup plus élevé lorsque :

  • la surface sera plus grande
  • l’épaisseur sera plus faible
  • la constante K sera plus élevée

Cela signifie qu'une plus grande quantité de chaleur sera transférée si la différence de température est plus grande, si la surface d'échange de chaleur est plus grande, si son épaisseur est plus faible et si le coefficient de transmission ou la conductivité thermique est plus élevé. Ce dernier (K) dépend du type de matériau, de la forme et de l'encrassement.

 

EXISTE-T-IL DES TECHNOLOGIES D'ÉVAPORATION DE L'EAU QUI LIMITENT LA CONSOMMATION D'ÉNERGIE ?

Pour faire passer de l'eau (1 kg) de la température ambiante à la température d'ébullition et permettre le passage de l'état liquide à l'état de vapeur, à la pression atmosphérique (100 kPa), le système a besoin d'environ 2500 kJ (correspondant approximativement à 700 Wh).

Cette énergie est irrémédiablement perdue dans l'atmosphère si la chaleur latente de la condensation n'est pas récupérée.

Il existe des technologies qui permettent de récupérer cette énergie et de la réutiliser dans le cycle, ce qui permet de réduire la consommation d'énergie pour l'évaporation de l'eau :

  • Évaporation sous vide par pompe à chaleur
  • Évaporation à effets multiples
  • Évaporation par recompression mécanique de la vapeur

 

En utilisant ces technologies, la consommation d'énergie peut être réduite jusqu'à 25 fois.