Eau ou huile : comment choisir le fluide thermique
Le fluide détermine la température jusqu’à laquelle il peut fonctionner et la manière dont la chaleur est transférée. Ici, nous comparons l'eau et l'huile (leurs propriétés et plages) et établissons un lien vers chaque technologie de la série SMART pour une plongée plus approfondie.
Il eau fonctionne jusqu’à 90 °C en réservoir ouvert et, pressurisée, jusqu'à un maximum de 180 °C. En dessous de 90 °C, l'une ou l'autre des deux technologies - cuve ou sous pression - peut être utilisée selon l'installation. Il huile couvre jusqu’à 150 °C en réservoir ouvert et jusqu'à 300 °C en circuit fermé.
Le fluide conditionne précision, coût et sécurité
Le fluide thermique détermine la température jusqu'à laquelle il peut fonctionner et la manière dont la chaleur est transférée au processus.
Il influe sur la précision (capacité de transfert et stabilité), dans le coût (énergie et taille de l'équipement) et dans le entretien (qualité du fluide, propreté et conservation). C'est pourquoi la gamme s'organise en familles selon le fluide et la technologie.
À chaque fluide ses technologies
À chaque technologie son température
Pourquoi l’eau atteint-elle 180 °C et pas plus ?
Pour que l'eau reste liquide au-dessus de 100°C, la pression dans le circuit doit être maintenue au-dessus de sa pression de saturation (la pression de vapeur à cette température). Cette pression monte fortement : la pression réelle de travail du circuit peut se situer environ 16 bars à 180 °C.
Travailler avec de l'eau à plus de 180 °C ajoute des inconvénients : la pression nécessaire augmente très vite (de l'ordre de 40 barres vers 250 °C, plus la pression fournie par la pompe), avec les exigences de sécurité que cela implique (tuyaux et raccords adéquats, révision périodique du circuit) ; et à haute température, le traitement de l'eau devient plus critique (calcaire, tartre et corrosion), nécessitant un dessalement et des inhibiteurs. C'est pourquoi 180°C est le maximum de la famille eau pressurisée : au-dessus, la plage haute est couverte par huile, qui ne bout pas à ces températures et n'exige pas de pressuriser le circuit.
Une nuance : en dessous de 90 °C l'eau peut être travaillée aussi bien en réservoir ouvert que pressurisée —là, le choix dépend de l'installation et du procédé—. Sur la page eau pressurisée, nous développons le circuit fermé, le vase d'expansion et le calcul de la pression de travail.
Le transfert de chaque fluide
La chaleur spécifique de l'eau est 4,18 kJ/kg·K et celui de l’huile 2,0 kJ/kg·K: l'eau transporte environ le double d'énergie par kilogramme, et son coefficient de transmission de chaleur est lui aussi de l'ordre du double, de sorte qu'elle cède la chaleur plus efficacement.
L'eau ajoute d'autres avantages : une viscosité faible et quasi constante sur toute sa plage, moins de dilatation et ne se fissure pas (ne forme pas de coke), ce qui permet des équipements plus compacts et une maintenance simple axée sur la qualité du fluide. L’huile, quant à elle, atteint des températures que l’eau ne peut atteindre sans haute pression, en échange d’un suivi de son oxydation et de sa dégradation au fil du temps. Chaque fluide couvre sa gamme avec sa propre technologie.
Eau et huile, propriété par propriété
| Propriété | Eau | Huile thermique |
|---|---|---|
| Plage de température | ≤ 90 °C ouvert · 90–180 °C sous pression | ≤ 150 °C ouvert · ≤ 300 °C circuit fermé |
| chaleur spécifique | 4,18 kJ/kg·K | 2,0 kJ/kg·K |
| transfert de chaleur | Haut | Mineure |
| Gelée | Faible et stable | Âgé; varie avec la température |
| dilatation thermique | Mineure | Plus grand (nécessite un vase d'expansion plus grand) |
| Cokéfaction | Non | Possible à haute température |
| Pression de travail | Atmosphérique (ouvert) ou sous pression | Atmosphérique (réservoir) ou circuit fermé |
| Entretien des fluides | Qualité de l'eau (calcaire/corrosion) | Oxydation/dégradation thermique |
| Nettoyage et manipulation | Simple | Nécessite plus de soins |
L'équipe adaptée à votre démarche
Indiquez-nous votre température, puissance et débit et le configurateur dimensionne l'équipement pour la famille correspondante.
Une fois le fluide choisi, reste l'équipement : voir la gamme de thermorégulateurs industriels à eau et à huile.
Une plateforme, cinq familles
Nous fabriquons les cinq familles sur la même plateforme SMART, avec le même système de contrôle : Eau en réservoir ouvert (≤90 °C), Eau sous pression directe (WDC) et indirecte (WIC) (90-180 °C), Huile en réservoir ouvert (≤150 °C) et Huile en circuit fermé (≤300 °C).
Questions fréquentes
Quelle température atteint chaque fluide ?
Eau : 90 °C en cuve ouverte et jusqu'à 180 °C sous pression. Huile : 150 °C en cuve ouverte et jusqu'à 300 °C en circuit fermé.
Pourquoi l'eau a-t-elle besoin d'une pression supérieure à 90°C ?
Car à la pression atmosphérique, l’eau bout à 100 °C. En pressurisant le circuit il reste liquide jusqu'à 180 °C dans la famille pressurisée.
Quelle est la différence entre WDC et WIC ?
Il existe deux familles d'eau sous pression selon le mode de refroidissement : WDC (direct) et WIC (indirect).
Pourquoi l’eau transfère-t-elle plus de chaleur ?
En raison de sa chaleur spécifique plus élevée (4,18 contre 2,0 kJ/kg·K) et de son coefficient de transmission plus élevé.