fluide caloporteur
Un fluide caloporteur est une substance qui transporte l'énergie thermique d'une source de chaleur vers un récepteur. Il circule dans un circuit fermé ou ouvert et transfère de la chaleur à des appareils, des produits ou des procédés, ou en absorbe.
En génie des procédés, on utilise des fluides caloporteurs pour le chauffage, le refroidissement ou la régulation de température. Les fluides caloporteurs courants sont l'eau, l'eau chaude, la vapeur, l'huile thermique, les huiles caloporteuses, les mélanges eau-glycol ainsi que, dans certains cas particuliers, les gaz. Le choix dépend de la plage de température, du débit thermique, du niveau de pression et des exigences de sécurité.
Les fluides caloporteurs transfèrent la chaleur par l'intermédiaire de surfaces d'échange thermique, par exemple dans des double-parois, des serpentins ou des parois chauffées. Un bon transfert thermique nécessite des vitesses d'écoulement appropriées ainsi que des surfaces propres et mouillées.
Plus les propriétés physiques et chimiques d'un fluide caloporteur sont stables, plus celui-ci est adapté. Une faible dégradation et une grande résistance thermique sont particulièrement déterminantes en cas d'exposition prolongée à des températures élevées. Les fluides qui ont tendance à se décomposer thermiquement ou à craquer perdent leurs propriétés et compromettent la sécurité de fonctionnement. Il n'existe pas de formule simple et définitive pour l'altération ou le craquage, mais une règle empirique importante :
taux de vieillissement ~ exp (-E_A / (R * T))
- E_A est l'énergie d'activation de la décomposition
- T est la température
De même, plus la pression requise dans le système est faible à haute température, plus un fluide caloporteur présente un intérêt. Les fluides qui restent liquides même à haute température, sans s'évaporer ni subir de modifications chimiques, permettent de concevoir des installations plus simples et renforcent la sécurité. L'adéquation d'un fluide caloporteur est déterminée par sa capacité thermique, sa pression de vapeur, sa stabilité thermique, sa viscosité et son comportement au vieillissement.