Tout savoir sur les fluides caloporteurs
Les transferts thermiques jouent un rôle important dans de nombreux processus naturels, domestiques et industriels, notamment au sein des appareils de chauffage et de refroidissement. Les transferts thermiques s’effectuent par rayonnement, par convection ou par conduction. Dans ce dernier cas, les fluides caloporteurs sont utilisés. Dans cet article, nous allons vous présenter ces fluides, vous expliquer leur rôle, leurs avantages et leurs applications diverses.
Qu'est-ce qu'un fluide caloporteur ?
Un fluide caloporteur, ou caloriporteur, est un fluide (liquide ou gaz) chargé de transporter la chaleur entre un point A et un point B. Pour cela, il doit posséder certaines propriétés physico-chimiques : il doit être peu corrosif et peu visqueux, pas toxique et sans impact sur l’environnement, doit résister aussi bien aux températures élevées et qu’au gel, mais surtout posséder une grosse capacité d’assimilation de calories (conductivité thermique élevée).
L’eau et l’huile sont deux fluides caloporteurs fréquemment utilisés.
Pourquoi utiliser un fluide caloporteur ?
Les fluides caloporteurs sont employés dans divers systèmes qui sont basés sur un procédé d'échanges thermiques parce qu’ils assurent un transfert efficace et rapide de la chaleur. Et cela, pour une multitude d’usages !
Ils assurent la régulation de la température : maintiennent une température stable dans les systèmes de chauffage et de refroidissement (notez que quand il s’agit de transporter du froid, on parle plutôt des fluides frigorigènes ou des liquides de refroidissement). Ils protègent des équipements en prévenant des surchauffes susceptibles d’engendrer des dommages. Ils améliorent aussi l'efficacité énergétique des appareils, réduisent la consommation d'énergie.
Types de fluides caloporteurs
Il existe une grande variété de fluides caloporteurs.
Les liquides, comme l'eau pure ou avec des additifs (antigel), ou les huiles minérales, sont très fréquemment utilisés. On apprécie leur faible coût, ainsi que leur excellente capacité calorifique. Ces fluides s’adaptent à de nombreuses utilisations.
Les gaz caloporteurs, comme l’hydrogène, l’hélium, le néon, l’argon, l’oxygène ou l’azote, sont surtout utilisés dans les systèmes de refroidissement. Utilisés sous haute pression, ils permettent de réduire la taille des installations.
Des solides peuvent aussi être utilisés comme fluides caloporteurs. C’est notamment le cas de certains métaux, comme le mercure ou le plomb, et de sels fondus. Les solides présentent l’avantage de supporter de très hautes températures ce qui les rend parfaits pour un usage industriel. Ils sont même largement utilisés dans les moteurs de fusées et pour les vols spatiaux.
Applications courantes du fluide caloporteur
Les fluides caloporteurs peuvent être utilisés dans de nombreux domaines. On les retrouve bien sûr dans le secteur résidentiel, dans les systèmes de chauffage central et de production d’eau chaude sanitaire (chauffe-eau solaire, par exemple), dans les climatiseurs et les réfrigérateurs. Ils sont aussi l’élément essentiel des radiateurs électriques à inertie fluide, dont le corps de chauffe est composé d’une résistance plongée dans une solution composée d’eau et de glycol ou une huile végétale ou minérale.
Dans le domaine de l’industrie, les fluides caloporteurs servent à chauffer des équipements et des locaux, mais aussi des bains thermiques, des autoclaves ou des fours. Ils sont utilisés dans les centrales électriques thermiques ou nucléaires.
Dans le secteur automobile, ces fluides interviennent dans les systèmes de refroidissement des moteurs thermiques et dans les systèmes de climatisation.
Ils sont aussi utiles dans le secteur de l’énergie renouvelable : on les utilise, par exemple, dans les parcs solaires thermiques pour stocker la chaleur, dans les panneaux solaires domestiques pour produire de l’eau chaude ou pour faire fonctionner les pompes à chaleur.
Conseils pour choisir le bon fluide caloporteur
Pour choisir le bon fluide caloporteur, il convient d’évaluer d’abord ses besoins spécifiques et les conditions d’utilisation du fluide. Par exemple, en cas d’exposition de votre installation aux intempéries, le fluide ne doit pas geler, sinon il est indispensable de procéder au calorifugeage afin de conserver l’énergie dans les tuyauteries, de sorte à réduire la facture d’énergie et empêcher les déperditions de chaleur.
Tenez également compte des coûts opérationnels et de complexité de la maintenance et faites attention aux questions environnementales et à la sécurité.
Le fluide caloporteur a une multitude d'applications dans tout ce qui concerne les échanges de chaleur. Il ne faut pas non plus sous-estimer son rôle dans l'amélioration de l'efficacité et la protection des systèmes. Et c’est pour cela qu’il doit être bien choisi. Si vous cherchez un fluide pour un usage domestique ou industriel, n’hésitez pas à faire des recherches approfondies et de consulter l’avis des experts pour garantir un résultat optimal.
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