Les échangeurs thermiques
Les règles de base
Les échanges thermiques
Les échanges thermiques représentent le transfert thermique au sein d'un échangeur.
Ils sont de trois formes :
Les échangeurs à cocourant ou anti-méthodique
Les échangeurs à contrecourant ou méthodique
Les échangeurs à changement de phase.
Les échangeurs à cocourant ou anti-méthodique
Le sens du fluide chaud circulant dans l'échangeur est le même que le sens du fluide froid circulant dans l'échangeur.
Fondamental : Pour un échange cocourant
La température de sortie du fluide froid ne peut pas être supérieure à la température de sortie du fluide chaud.
Le pincement (écart entre la température de sortie du fluide chaud et la température de sortie du fluide froid est obligatoire. Il est de l'ordre de 5K pour des échangeurs standards.
Les échangeurs à contre courant
Le sens du fluide chaud circulant dans l'échangeur est inversé par rapport au sens du fluide froid circulant dans l'échangeur.
Fondamental : Pour un échange contrecourant
La température de sortie du fluide froid ne peut pas être supérieure à la température d'entrée du fluide chaud.
La température de sortie du fluide froid peut être supérieure à la température de sortie du fluide chaud.
Le pincement (écart entre la température d'entrée du fluide chaud et la température de sortie du fluide froid est obligatoire. Il est de l'ordre de 5K pour des échangeurs standards.
Les échangeurs à changement de phase
Les sens du fluide importe peu. Il y a changement d'état dans l'échangeur donc température constante (pour un fluide pur).
Fondamental : Pour un échange avec changement de phase
Lorsque le fluide changeant d'état est le fluide froid (évaporateur) la température de sortie du fluide chaud sera supérieure à température de changement d'état du fluide froid.
Lorsque le fluide changeant d'état est le fluide chaud (condenseur) le température de sortie du fluide froid sera inférieure à la température de changement d'été du fluide chaud.
Méthode : Calcul de puissance sur le fluide
Le calcul général de puissance dans un échangeur est :\( Puissance_{echangeur }= qm_ \times C_p \times \Delta T \newline avec ~Puissance ~en~ kW \newline qm~debit~massique~en~ kg/s \newline C_p ~capacite~thermique~massique~en~{kJ}/{kg.K}\newline \Delta T~difference~de~temperature ~sur~ le ~fluide~en~Kelvin~ou~^\circ C\)
Méthode : Calcul de puissance avec DTLM
Le DTLM \(\Delta T\log\) est la différence de température logarithmique moyenne.
\(Puissance = K\cdot S \cdot \Delta T \log\)
\(K \text{ coefficient global d'échange en }W/m^2 \cdot ^\circ C\)
\(S \text{ surface d'échange en } m^2\)
\(\Delta T\log \text{ en } ^\circ C\)
Les types d'échangeurs
En génie climatique, nous utilisons principalement trois types d'échangeurs :
Les échangeur liquide/liquide (eau/eau ou fluide frigorigène/eau ou fluide frigorigène /fluide frigorigène).
Les échangeurs liquide/air (eau/air ou fluide frigorigène/air).
Les échangeur air/air.
Les échangeurs liquide/liquide 
Il s'agit du type d'échangeur très courant.
Ils peuvent être :
Tubulaire 
Coaxiaux 
À plaques 
Les échangeurs liquide/air 
Ils font aussi parti des échangeurs très courant dans le domaine du génie climatique.
Ils peuvent être :
Statique 
Il s'agit principalement des radiateurs.
À ventilation forcée intégrée. 
Il s'agit des aérotherme, aéroréfrigérant, condenseur à air ou évaporateur à air... .
À ventilation forcée déportée.
Il s'agit principalement des batteries des centrales de traitement d'air.
À ventilation forcée sur température humide. 
Il s'agit principalement des tours de refroidissement.
Attention :
Pour les tour de refroidissement en circuit fermé un entretient périodique est obligatoire. Un suivi régulier est nécessaire.
Les échangeurs air/air
Les échangeur air/air sont utilisés exclusivement comme récupérateur de chaleur dans les VMC double flux ou dans les CTA.
