ECHANGEUR GAZ-LIQUIDE

Échangeurs de chaleur industriels pour la récupération d’énergie et le chauffage des fluides

Un échangeur de chaleur gaz-liquide est un échangeur de chaleur industriel conçu pour transférer l’énergie thermique entre un fluide gazeux (généralement des gaz de combustion ou des gaz de procédé) et un fluide liquide, sans mélange des fluides et avec un contrôle total de l’échange thermique.

Ce type d’échangeur est essentiel dans les procédés industriels où il est nécessaire de :

  • chauffer les fluides de service

  • préchauffer l’eau d’alimentation de chaudière

  • récupérer l’énergie des gaz de combustion

  • réduire la consommation énergétique globale

  • améliorer l’efficacité et la durabilité du procédé

Les échangeurs gaz-liquide constituent l’une des solutions les plus efficaces en matière de récupération d’énergie industrielle, aussi bien dans les installations neuves que dans les procédés existants.

Ce que permet un échangeur gaz-liquide

Selon sa conception, les matériaux utilisés et l’application, un échangeur gaz-liquide peut fonctionner comme :

  • échangeur d’eau chaude ou d’eau surchauffée

  • échangeur d’huile thermique

  • échangeur de vapeur vive ou de vapeur flash

  • économiseur de chaudière industrielle

  • récupérateur de chaleur sur gaz de combustion

L’objectif est de valoriser l’énergie résiduelle des gaz chauds et de la transformer en énergie utile pour le procédé de production, en réduisant la consommation de combustibles tels que la biomasse, le gaz naturel, le gazole, le diesel, le GPL, le fioul ou le biogaz.

Applications industrielles courantes

Les échangeurs gaz-liquide sont présents dans la majorité des secteurs industriels utilisant des procédés thermiques :

  • chaudières industrielles à tubes de fumée et à tubes d’eau

  • fours industriels

  • systèmes de cogénération et de trigénération

  • procédés de séchage industriel

  • cabines et ateliers de peinture

  • cuisines industrielles

  • unités de traitement d’air industrielles (CTA)

  • procédés pétrochimiques, chimiques et pharmaceutiques

  • industries agroalimentaire, papetière, textile et navale

Très souvent, l’échangeur gaz-liquide est intégré dans des équipements tels que des groupes frigorifiques, des pompes à chaleur, des déshumidificateurs ou des systèmes de récupération de gaz, faisant partie intégrante du procédé global.

Image d’un économiseur industriel développé par BOIXAC et entièrement configurable selon chaque projet. Disponible en acier inoxydable ou en acier carbone, il récupère la chaleur résiduelle des fumées propres ou chargées provenant de chaudières fonctionnant au gaz naturel, à la biomasse, au diesel, au fioul et à d’autres combustibles. Compatible avec les systèmes à eau surchauffée, vapeur, huile thermique et autres fluides de procédé, il améliore l’efficacité énergétique et réduit les coûts d’exploitation dans les installations industrielles.
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Typologie des fluides et critères réels de conception

Les performances et la fiabilité d’un échangeur gaz-liquide dépendent directement du type de fluides et de leurs conditions réelles de fonctionnement.

Fluides liquides courants

  • eau

  • eau fluviale

  • eau glycolée

  • eau de mer ou eau salée

  • eau surchauffée

  • condensats

  • huile thermique (Therminol et fluides similaires)

  • fluides frigorigènes industriels

Fluides gazeux courants

  • gaz de combustion de chaudières industrielles

  • gaz d’extraction de fours

  • gaz issus de la cogénération

  • gaz contenant des poussières, des cendres ou des particules solides

Des facteurs tels que la densité, la viscosité, la sédimentation et le facteur d’encrassement sont déterminants dans la conception. Dans les environnements industriels réels, les ignorer constitue l’une des erreurs les plus fréquentes et les plus coûteuses.

Construction du faisceau d’échange thermique

En fonction du niveau d’encrassement, de la température de fonctionnement et de la perte de charge admissible, les échangeurs gaz-liquide peuvent être réalisés selon différentes configurations :

  • tubes lisses (sans ailettes)

  • tubes à ailettes continues

  • tubes à ailettes hélicoïdales (en spirale)

  • systèmes de type pillow plate

Avec des gaz propres, la performance thermique peut être privilégiée.
Avec des gaz chargés ou sales, la facilité de nettoyage et la stabilité opérationnelle sont souvent plus importantes que la surface d’échange théorique maximale.

Échangeur de chaleur à tubes lisses adapté aux applications industrielles nécessitant un entretien simplifié.

Tubes lisses

L’échangeur de tubes et ailettes BOIXAC assure une performance thermique élevée pour le traitement de l’air, des gaz industriels et des fluides thermiques. Conception robuste, conductivité optimale et solutions sur mesure pour eau, vapeur, huile thermique et fluides diathermiques. Idéal pour CVC, réfrigération et procédés industriels.

Tubes à ailettes continues

Échangeur de chaleur à ailettes hélicoïdales conçu pour augmenter la surface d’échange et améliorer les performances thermiques industrielles.

Tubes à ailettes hélicoïdales

Pillow plate BOIXAC en acier inoxydable doté d’une géométrie dimple optimisée pour maximiser l’échange thermique, assurer une hygiène optimale et fonctionner dans des environnements industriels sévères.

Pillow plate

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Relation avec les économiseurs et les récupérateurs de chaleur

Un économiseur est une application spécifique de l’échangeur gaz-liquide, utilisée principalement dans les chaudières industrielles pour le préchauffage de l’eau d’alimentation, augmentant le rendement de la chaudière et réduisant la consommation de combustible.

Un récupérateur de chaleur est un concept fonctionnel plus large, visant à récupérer l’énergie des gaz chauds pour chauffer tout fluide thermique du procédé.

L’économiseur comme le récupérateur de chaleur appartiennent à la même famille technologique : les échangeurs de chaleur industriels gaz-liquide.

Matériaux de construction et plages de température

Le choix des matériaux est critique pour garantir la sécurité, la durabilité et les performances thermiques :

  • acier au carbone

  • acier inoxydable AISI 304, 316, 309, 310

  • acier inoxydable réfractaire

  • cupronickel

  • titane

Selon la conception et les matériaux utilisés, un échangeur gaz-liquide peut fonctionner couramment jusqu’à 850 °C et dépasser 950 °C dans certaines applications industrielles spécifiques.

Conception orientée maintenance et durée de vie

Dans les projets industriels réels, les performances initiales ne suffisent pas : le comportement à long terme est essentiel.

Pour cette raison, les échangeurs gaz-liquide industriels BOIXAC peuvent intégrer :

  • des trappes d’inspection accessibles

  • des systèmes d’extraction du faisceau d’échange

  • des structures étanches à l’air

  • des ventilateurs et systèmes auxiliaires

  • des systèmes automatiques de nettoyage et d’hygiénisation

  • des traitements anticorrosion tels que Blygold ou Heresite

Cette approche garantit une consommation énergétique réduite, une haute disponibilité opérationnelle et des économies durables tout au long de la durée de vie de l’équipement.

Quand un échangeur gaz-liquide est pertinent (et quand il ne l’est pas)

Il est particulièrement recommandé lorsque :

  • des gaz résiduels sont disponibles à haute température

  • le procédé fonctionne de manière continue ou semi-continue

  • il existe une demande thermique réutilisable

Une analyse approfondie est nécessaire lorsque :

  • la perte de charge admissible est très limitée

  • il n’existe aucun usage réel pour la chaleur récupérée

Le jugement d’ingénierie est déterminant pour éviter des solutions inefficaces.

Échangeurs gaz-liquide industriels sur mesure – BOIXAC

Chez BOIXAC, nous concevons des échangeurs gaz-liquide sur mesure, adaptés à :

  • le procédé industriel

  • le type de chaudière et les brûleurs (un ou deux foyers)

  • le combustible utilisé

  • les conditions réelles de fonctionnement

Notre approche combine ingénierie thermique, expérience industrielle et critères de conception orientés vers des économies d’énergie réelles, mesurables et durables.

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Récupération

de chaleur

Échangeur de chaleur

industriel

FAQs

Qu’est-ce qu’un échangeur gaz-liquide ?

Un échangeur de chaleur qui transfère de l’énergie entre un gaz et un liquide.

Il permet de récupérer la chaleur des gaz de combustion ou de procédé pour chauffer des fluides tels que l’eau, l’huile thermique ou pour produire de la vapeur, améliorant ainsi l’efficacité énergétique industrielle.

Dans quels procédés industriels est-il utilisé ?

Chaudières, fours, cogénération et procédés de séchage.

Dans tout procédé disposant de gaz chauds résiduels et d’une demande thermique réutilisable au sein du même système de production.

Est-ce la même chose qu’un récupérateur de chaleur ?

Pas exactement.

L’échangeur gaz-liquide définit le type d’échange thermique, tandis que le récupérateur de chaleur définit l’objectif fonctionnel de récupération d’énergie.

Peut-il fonctionner avec des gaz chargés ?

Oui, si la conception est adaptée.

Avec des gaz contenant des poussières ou des cendres, on privilégie les tubes lisses, l’accessibilité et les systèmes de nettoyage afin de garantir les performances à long terme.

Quels fluides peuvent être chauffés ?

L’eau, l’huile thermique et la vapeur.

Également l’eau surchauffée, les condensats, les fluides glycolés et les fluides frigorigènes industriels.

Quelle température peut-il supporter ?

Cela dépend de chaque conception.

Avec des matériaux et une conception spécifiques, il peut dépasser 950 °C.

Quelles économies d’énergie peut-on obtenir ?

Des réductions significatives de la consommation de combustible.

Dans de nombreux cas, le retour sur investissement est compris entre 3 et 12 mois.

Peut-il être installé sur une chaudière existante ?

Oui.

La majorité des échangeurs gaz-liquide sont intégrés dans des installations existantes via des adaptations des cheminées et des conduits.