Systèmes de chauffage à la vapeur sous vide

Qu’est-ce qu’un système de chauffage à la vapeur sous vide ?

Lorsque les usines ont besoin d’une température de 60 °C ou 90 °C pour une application de chauffage indirect, elles choisissent souvent de chauffer avec de l’eau chaude en circulation. Cependant, le chauffage dans ces plages de température est également possible avec de la vapeur. Comme indiqué dans Bases de la vapeur sous vide, si la pression de la vapeur saturée est réduite en dessous de la pression atmosphérique, sa température peut être abaissée à par exemple 60°C ou 90°C.

Les systèmes de chauffage à la vapeur sous vide sont des systèmes utilisant de la vapeur saturée sous la pression atmosphérique comme moyen de chauffage. Par rapport aux autres technologies de chauffage, les systèmes de chauffage à la vapeur sous vide présentent les avantages suivants.

1. Chauffage uniforme
2. Chauffage plus rapide par rapport à l’eau chaude
3. Différence de température potentiellement plus faible entre le produit et le milieu chauffant, réduisant les brûlures et les dommages au produit.
4. Faible encombrement d’équipement

Différences entre le chauffage à la vapeur sous vide et à l’eau chaude

Tous les avantages mentionnés ci-dessus supposent que la vapeur sous vide soit saturée. Puisqu’il s’agit de vapeur saturée, la température de l’espace rempli de vapeur est uniforme et la chaleur est transférée rapidement par la chaleur latente de la vapeur au produit.

Le chauffage à l’eau chaude, quant à lui, transfère la chaleur au produit par la chaleur sensible, ainsi, la température de l’eau chaude elle-même diminuera. Ceci peut être observé en mesurant la température à l’entrée et à la sortie de l’eau chaude. Pour minimiser cette différence de température et fournir rapidement la quantité de chaleur requise, une énorme quantité d’eau chaude est nécessaire.

Coefficient de transfert thermique global

Cette section est un extrait de l’article complet : Coefficient de transfert thermique global. Voir l’article pour une explication plus approfondie.

Le coefficient de transfert thermique global, ou valeur U, fait référence à la manière dont la chaleur est conduite à travers une série de supports résistants. Son unité est le W/(m²°C).

Le coefficient de transfert thermique global est déterminé par l'épaisseur et la conductivité thermique des matériaux à travers lesquels la chaleur est transférée. Plus le coefficient est élevé, meilleur est la diffusion thermique. Dans un échangeur de chaleur, la relation entre le coefficient de transfert thermique global (U) et la puissance thermique échangée (Q) peut être démontrée par l'équation suivante :

Avec

• Q = puissance thermique échangée, W=J/s
• A = surface d'échange, m²
• U = coefficient de transfert thermique global, W/(m²°C)
• ΔT_LM =moyenne logarithmique des écarts de température, °C

Avec cette équation, on peut voir que U est proportionnel à Q. En supposant que la surface de transfert thermique et la différence de température restent invariables, plus U est élevé, plus la puissance thermique échangée est importante. En d'autres termes, cela signifie que pour un échangeur de chaleur et un produit donnés, une valeur U plus élevée générera des temps de chauffe plus courts et donc une augmentation de la productivité.

Pour plus d’informations sur le coefficient de transfert thermique global et sur la manière de calculer les valeurs U, reportez-vous à l’article complet ici : Coefficient de transfert thermique global

L’article suivant de notre série sur le contrôle de la vapeur s’éloignera du chauffage et se concentrera sur les applications de refroidissement pour la vapeur sous vide.

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