Falling Film ruisseleur : Refroidissement à haut rendement avec la technologie Falling Film ruisseleur
Introduction : Aperçu technologique du Falling Film ruisseleur
Dans l'ingénierie des procédés industriels, un refroidissement précis, économe en énergie et hygiénique est essentiel, en particulier pour les applications sensibles dans les industries alimentaire, pharmaceutique et chimique. Le refroidisseur à film ruisseleur (également appelé refroidisseur Baudelot ou refroidisseur à film ruisseleur) offre une solution éprouvée pour produire de l'eau réfrigérée proche du point de congélation. Cette technologie de refroidissement ouverte et nécessitant peu d'entretien utilise les performances élevées de transfert de chaleur de films d'eau minces s'écoulant sur des surfaces en acier inoxydable.
Qu'est-ce qu'un Falling Film ruisseleur ?
Définition, construction et fonctionnement
Un refroidisseur à film ruisseleur est constitué de plaques en acier inoxydable en forme de coussin, disposées verticalement, appelées plaques Pillow Plate. L'eau s'écoule le long de ces plaques sous la forme d'une fine pellicule et est refroidie par le réfrigérant (ammoniac, fréon, glycol ou CO₂, par exemple) qui passe en dessous. L'évaporation ou le passage du réfrigérant à l'intérieur des plaques assure une extraction intensive de la chaleur. L'eau réfrigérée atteint des températures aussi basses que 0,5°C, ce qui en fait un système idéal pour les processus industriels nécessitant des températures basses.
La construction comprend généralement
- Un bac de distribution pour une alimentation en eau régulière
- Des plaques d'acier inoxydable ouvertes et soudées, très faciles à nettoyer.
- Un circuit de refroidissement fermé avec compresseur, condenseur, détendeur et échangeur de chaleur.
Avantages et caractéristiques spéciales : Efficacité énergétique, nettoyage, sécurité de fonctionnement
Les refroidisseurs à film ruisseleur offrent de nombreux avantages par rapport aux méthodes de refroidissement conventionnelles :
- Risque minimal de gel à 0,5°C, car il y a un côté eau ouvert
- Rendement énergétique élevé grâce au transfert direct de chaleur
- Peu d'entretien - pas de joints, pas de pièces mobiles
- Nettoyage facile, même en cours de fonctionnement
- Faible sensibilité à la contamination
- Robustesse face aux fluctuations de la régulation, pas de dommages mécaniques en cas de formation de glace
- Fonctionnement rentable avec des réfrigérants naturels tels que l'ammoniac (NH₃) ou le CO₂
Comparaison avec les échangeurs de chaleur à plaques : Données de performance, coûts, maintenance
Contrairement aux échangeurs de chaleur à plaques fermés, les refroidisseurs à film ruisseleur constituent un système ouvert sans joints. Cela élimine les points faibles habituels tels que les blocages, l'usure des joints ou le démontage coûteux en temps et en argent pour le nettoyage.
Comparaison en un coup d'œil :
| Criterion | Falling Film ruisseleur | Échangeur de chaleur à plaques |
| Risque de formation de glace | Très faible | Élevé (inférieur à 1°C) |
| Nettoyage | Ouvert et possible pendant le fonctionnement | Uniquement à l'arrêt et lors du démontage |
| Coûts de maintenance | Minimes | Élevés (joints et systèmes de contrôle) |
| Encombrement | Compact | Dépend du système de tuyauterie |
| Coûts de contrôle | Simple | Élevés (capteurs, contrôleurs nécessaires) |
Domaines d'application typiques : Alimentation, pharmacie, énergie, environnement
Les refroidisseurs à film ruisseleur sont idéaux pour les processus exigeant des conditions d'hygiène et des performances de refroidissement élevées :
- Industrie alimentaire : refroidissement de la pâte, produits laitiers, fruits, légumes, poissons, fruits de mer
- Industrie pharmaceutique et biotechnologie : stabilisation de la température des fermenteurs et des réacteurs
- Récupération de chaleur : par exemple, à partir des eaux de lavage
- Refroidissement des bâtiments et des processus à haut rendement énergétique
- Distributeur automatique de glace écaille comme alternative à l'entreposage frigorifique conventionnel
Fabrication, matériaux et fluides frigorigènes : Acier inoxydable, ammoniac, CO₂
Les ruisseleurs Falling Film ruisseleur sont fabriqués en acier inoxydable de haute qualité, entièrement soudés et sans joints d'étanchéité, ce qui est idéal pour les processus soumis à des exigences strictes en matière d'hygiène. Les réfrigérants préférés sont l'ammoniac (NH₃) ou le CO₂. Ces deux fluides sont respectueux de l'environnement, neutres pour la couche d'ozone et très efficaces. Des systèmes de saumure ou de glycol peuvent également être intégrés pour répondre à des exigences particulières.
Intégration dans les systèmes de refroidissement industriels : Construction, contrôle, optimisation
Un Falling Film ruisseleur peut être intégré de manière modulaire dans des systèmes nouveaux ou existants. La régulation est généralement assurée par une simple technologie de vannes, ce qui rend inutiles les systèmes de régulation complexes que l'on trouve dans les Echangeurs de chaleur à plaques. En option, la séparation de l'huile peut être fournie pour les systèmes NH₃ ou CO₂. La combinaison avec des réservoirs tampons ou des réservoirs de stockage d'eau glacée ajoute de la flexibilité pour les charges de pointe.
Aperçu technique
| Fonctionnalité | Description des caractéristiques |
| Température de sortie de l'eau | Jusqu'à 0,5 °C |
| Construction | Ouvert, entièrement soudé, sans joints |
| Matériaux | Acier inoxydable (1.4301 / 1.4404 jusqu'au titane), polissable |
| Fluides frigorigènes | NH₃, fréon, CO₂, glycol, saumure |
| Capacités typiques | 50 kW à >10 000 kW |
| Applications | Alimentation, biotechnologie, énergie, stockage d'eau glacée |
| Maintenance | Minime, pas de temps d'arrêt nécessaire pour le nettoyage |
| Contrôle | Contrôle simple des vannes, pas de capteurs ou de contrôleurs sensibles |
Frequently asked questions
Un Falling Film Chiller, également appelé refroidisseur à ruissellement, est un refroidisseur d'eau basé sur la technologie Pillow-Plate. Cet appareil permet de réaliser des températures d'eau glacée inférieures à 0,5 degré.
Dans un Falling Film Chiller, l'eau est pompée dans un bac de distribution supérieur et répartie de manière homogène sur un système ouvert de plaques d'échange de chaleur verticales le long desquelles elle ruisselle. Cet appareil est appelé refroidisseur par ruissellement à haute efficacité.
Les Falling Film Chillers offrent plusieurs avantages :
- Aucun risque de gel et de destruction de l'appareil en cas de production d'eau glacée à 0,5 °C.
- Faible coût par kWh, rendement élevé et faible perte de charge.
- Entièrement soudés, pas de pièces de rechange comme les joints des échangeurs de chaleur à plaques.
- Accès facile, car il s'agit d'un système ouvert, nettoyage possible même en cours de fonctionnement
- Entièrement en acier inoxydable
- Convient pour les liquides contaminés, y compris l'eau salée
Les Falling Film Chillers sont utilisés dans différentes industries, notamment :
- l'industrie alimentaire et des boissons (par ex. pour le refroidissement du lait)
- Traitement des légumes (pour le blanchiment)
- Industrie du bâtiment (pour mélanger le béton)
Par rapport à d'autres systèmes de refroidissement, comme les échangeurs de chaleur à plaques, un Falling Film Chiller présente les différences suivantes :
- Entièrement soudé, pas de pièces de rechange comme les joints.
- Accès facile au système ouvert et nettoyage aisé, même en cours de fonctionnement
- Adapté aux liquides contaminés (par ex. eaux grises ou eaux usées)
- Faible sensibilité à l'encrassement
Les Falling Film Chillers sont conçus avec des plaques Pillow disposées avec précision et espacées de 50/150 mm. Les couches de liquide qui s'écoulent continuellement vers le bas ont une épaisseur de 0,5/0,4 mm. Cette construction garantit un échange d'énergie thermique efficace.
Quels sont les avantages des Falling Film ruisseleurs ?
-
Pas de risque de gel avec de l'eau glacée de 0,5 °C et de destruction de l'appareil
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Refroidisseur d'eau à faible coût par kWh, à haut rendement et à faible perte de charge
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Coefficients de transfert de chaleur élevés
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Simplicité de contrôle
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Entièrement soudé, pas de pièces détachées telles que des joints dans ce refroidisseur d'eau industriel.
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Accès facile au système ouvert du refroidisseur à film d'eau et facilité de nettoyage, même en cours de fonctionnement
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Refroidisseur adapté aux liquides contaminés (par exemple les eaux grises ou les eaux rouges)
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Faible tendance à l'encrassement
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Refroidisseur à film d'eau entièrement fabriqué en acier inoxydable, également pour l'eau salée
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