Types et usages des serpentins dans les industries

Les serpentins sont des dispositifs constitués de tubes de différents matériaux, généralement en forme de spirale. De l’eau chaude, de la saumure, de la vapeur, un réfrigérant ou de l’eau froide circule dans ces tubes, afin de contrôler la température du fluide qui y circule.

Leur fonctionnement commence lorsque l’air traverse les tubes en entrant en contact avec la surface du serpentin et, en fonction de la température des fluides à l’intérieur des tubes, il se refroidit, se réchauffe, ou peut aussi se refroidir et se déshumidifier.

Fonction des serpentins et utilisation des ailettes

En bref, dans un système de réfrigération, la fonction des serpentins est de refroidir ou réchauffer l’air. S’il s’agit d’une chambre froide où certaines conditions d’humidité relative doivent être maintenues, leur fonction est la déshumidification, c’est-à-dire le contrôle de l’humidité.

Pour améliorer leur efficacité, les serpentins nécessitent des ailettes qui aident à capter la chaleur afin d’optimiser l’échange entre la chaleur et le fluide circulant à l’intérieur du serpentin. Ces ailettes peuvent être de différents matériaux et conceptions.

Il convient de mentionner que, dans les installations où des turbines à gaz chaud sont utilisées et où ce gaz est évacué, l’utilisation de serpentins peut permettre de valoriser la chaleur émise dans d’autres processus qui en ont besoin, par exemple pour l’eau, entre autres.

Espacement des serpentins et signification

L’espacement des serpentins déterminera la température obtenue. Si une température plus basse est nécessaire, le nombre de serpentins installés par pouce devra être plus faible.

Lorsqu’il s’agit d’une température négative inférieure à 0 degré Celsius, l’espacement devra être plus important, d’environ quatre par pouce. Pour des températures plus proches de 0 degré Celsius, l’espacement devra être d’environ 6 par pouce.

Types de serpentins

Nous pouvons classer les serpentins selon le matériau utilisé pour leur fabrication et selon leur usage.

Selon le matériau utilisé, ils peuvent être :

1. Ailettes en aluminium et tubes en acier inoxydable.
2. Ailettes en aluminium et tubes en cuivre (les plus utilisés en réfrigération).
3. Ailettes et tubes en acier galvanisé.
4. Ailettes et tubes en cuivre.
5. Ailettes en titane et tubes en cupro-nickel, utilisés dans l’industrie pétrochimique.

Par ailleurs, selon leur usage, il existe des serpentins pour le chauffage, la congélation, la réfrigération, les procédés industriels, la climatisation, les laboratoires, les tunnels aérodynamiques, le refroidissement de l’eau, le transport frigorifique, etc.

Serpentins pour systèmes de réfrigération

De nombreuses industries utilisent des serpentins pour leur système de réfrigération, notamment :

1. Secteur hôtelier : ils sont utilisés pour les systèmes de climatisation ainsi que pour les systèmes de déshumidification. En général, le nombre à utiliser correspond au nombre de chambres.
2. Secteur de la santé : dans ce secteur, leur utilisation est très importante non seulement pour le confort, mais aussi pour les processus où il est indispensable de maintenir un contrôle optimal des niveaux d’humidité afin de préserver l’hygiène.
3. Secteur éducatif : ils sont principalement utilisés pour l’aménagement des laboratoires, afin de conserver correctement tous les produits ; ils sont aussi souvent nécessaires pour les auditoriums et les salles de classe.
4. Secteur public : ils sont généralement utilisés pour le confort des bureaux gouvernementaux.
5. Secteur pétrochimique : ils sont nécessaires au bon maintien des différents matériaux utilisés dans la production pétrochimique, comme le titane.

Serpentins de configuration standard pour le refroidissement

Il existe trois types de serpentins de configuration standard pour le refroidissement :

1. Une spire : ce sont des serpentins dotés d’une tuyauterie verticale, généralement en forme d’épingle à cheveux. Ils sont installés dans de petits réacteurs où l’espace est très réduit.
2. Serpentins : ces serpentins sont composés d’environ six à huit tuyauteries verticales, disposées avec un espacement uniforme tout autour du récipient.
3. Ils occupent un espace tout à fait raisonnable, sans interférer avec les standards d’agitation et de déflexion. De plus, ils sont faciles à entretenir et à nettoyer.
3. Serpentins en spirale : ils sont composés de plusieurs spires enroulées à l’intérieur du récipient. En général, ils ne sont utilisés que dans des récipients de 4” et 6”. Ils permettent d’augmenter la surface de refroidissement disponible, parfois au détriment de la facilité de nettoyage et d’une agitation uniforme.

Le choix du serpentin approprié dépend des besoins de chaque réacteur. Ils sont fabriqués dans le même matériau que les réacteurs et peuvent être retirés. Ils disposent également de bouchons utilisés pour obturer les fentes de la tête, qui pourraient normalement servir d’options de sortie ou d’entrée lorsque le refroidissement n’est pas nécessaire.

Serpentins industriels

Les serpentins industriels sont fabriqués à partir des matériaux suivants :

1. Acier inoxydable.
2. Acier au carbone.
3. Cuivre
4. Laiton amirauté.
5. Cupro-nickel (CuNi)

En général, l’utilisation de ces matériaux est essentielle dans la plupart des secteurs qui ont besoin d’un système de réfrigération au cours de leur processus, depuis un simple mécanisme de climatisation jusqu’aux environnements où l’utilisation de substances telles que l’acide sulfurique est nécessaire, dans l’industrie pétrochimique.

Serpentins pour systèmes automobiles

Dans l’industrie automobile, ils sont devenus une pièce indispensable. L’utilisation de ces dispositifs est essentielle au bon fonctionnement de la transmission automatique.

Ils ont pour fonction de refroidir l’huile pendant qu’elle circule vers les composants du véhicule, en évitant d’endommager les pièces en caoutchouc, certains composants métalliques et les filtres, ce qui pourrait entraîner des conséquences coûteuses.

Dans une transmission automatique, l’huile est le fluide le plus important et, si les niveaux de température augmentent de manière incontrôlée, elle perdra sa viscosité et s’oxydera. Cela entraînerait une accélération de l’usure des composants du système.

Ces serpentins remplissent les mêmes fonctions et sont fabriqués avec des matériaux identiques à ceux utilisés dans les systèmes de réfrigération.

Importance de l’entretien des serpentins

Pour conclure, comme ils sont parfois installés à l’extérieur et sont susceptibles d’être endommagés par l’environnement, il convient de souligner l’importance d’un bon entretien et nettoyage des serpentins. Ceux-ci doivent être spécifiques et adaptés à chaque cas, afin de garantir les bonnes performances des équipements.