Le type d’échangeur étant choisi, la phase de dimensionnement peut être menée. Une attention particulière doit donc être portée sur un nombre important de paramètres pour obtenir le meilleur dessin possible et réaliser l’échangeur qui répond au cahier des charges tout en restant le moins coûteux ou le moins encombrant. L’analyse de tous ces facteurs n’est pas l’objet du présent document mais il est essentiel de garder en mémoire que le dimensionnement d’un échangeur ne se réduit pas à un simple problème de calcul thermique. On doit également prendre en compte différents points tels que :

 

I. Méthode de dimensionnement utilisant l’écart de température logarithmique entre les fluides

 

Les équations du chapitre précédent aboutissent après intégration aux bornes de l’échangeur à l’expression classique qui relie la puissance échangée \(\dot{Q}\), le coefficient d’échange global \(U\) et la surface d’échange totale \(A\) :

 

II. La méthode de dimensionnement par l’écart de température logarithmique se résume donc à une succession d’opérations simples dont l’organigramme suivant synthétise les principales étapes

 

 

III. Application de la méthode de l’écart de température logarithmique aux évaporateurs et condenseurs

 

On a noté qu’une des hypothèses des méthodes globales de dimensionnement par la méthode de l’écart de température logarithmique stipule la constance du coefficient d’échange global le long de l’échangeur ou d’une zone de l’échangeur sur laquelle on souhaite appliquer la méthode de calcul. On comprend donc la nécessité, même dans une approche simple, de décomposer l’évaporateur ou le condenseur en zones distinctes :

 

IV. Incidence du type du fluide à changement de phase sur l’écart de température logarithmique et le dimensionnement d’un échangeur thermique

 

L’incidence des pertes de pression et donc de la variation de température de saturation sur l’écart de température logarithmique et donc sur la surface d’échange à installer est aisée à comprendre si l’on se reporte à la Figure 4 sur laquelle est représentée l’évolution des températures du fluide à changement de phase et du frigoporteur dans un évaporateur pour les quatre situations suivantes :