Solutions de pompes haute température pour la circulation de fluides thermiques
Aulank propose des solutions de pompage spécialisées, conçues pour les fluides caloporteurs et les circuits de circulation de processus à haute température. Destinées à des fluides tels que l'huile thermique (fluide caloporteur), l'eau surchauffée et les sels fondus, nos pompes sont conçues pour fonctionner en continu à des températures allant de 180 °C à plus de 400 °C. Grâce à des structures de gestion thermique uniques, nous résolvons les problèmes courants tels que la défaillance des joints et le grippage des roulements causés par la chaleur extrême.
Types de pompes et principes de fonctionnement
Pompe haute température à refroidissement par air
- Principe de fonctionnement : Le système utilise une chambre formant barrière thermique physique et des ailettes de refroidissement situées entre le corps de pompe et le moteur. Un ventilateur monté sur l'arbre dissipe la chaleur de manière naturelle, garantissant ainsi que la température au niveau de la garniture mécanique et du logement de roulement reste nettement inférieure à celle du fluide.
- Avantages : structure compacte ne nécessitant pas d'eau de refroidissement externe, ce qui simplifie l'installation et réduit les coûts d'entretien pour des systèmes tels que les régulateurs de température de moules.
Pompe à refroidissement par eau / à double enveloppe
- Principe de fonctionnement : Conçu pour les températures extrêmement élevées ou les fluides nécessitant un contrôle précis de la température. Une chemise de refroidissement entoure la chambre d'étanchéité ou le boîtier de roulement, où l'eau en circulation évacue activement la chaleur.
- Avantages : assure un contrôle thermique précis dans des conditions extrêmes (>350 °C) ou empêche la solidification des fluides (grâce au chauffage à la vapeur) dans les procédés de transformation des polymères.
Caractéristiques principales des pompes haute température
- Conception de la barrière thermique : une structure d'isolation thermique efficace empêche le flux thermique à haute température de se propager directement vers le moteur ou les composants sensibles des roulements.
- Compensation de la dilatation thermique : comprend un support central ou des structures flottantes permettant au corps de pompe de se dilater uniformément sous l'effet de la chaleur, ce qui évite tout désalignement et toute friction interne.
- Étanchéité haute température : équipé de joints mécaniques à soufflet métallique ou d'accouplements magnétiques haute température (aimants SmCo) afin d'éliminer les risques de fuite liés à la dégradation des joints.
- Stabilité des matériaux : les enveloppes en acier moulé ou en acier inoxydable sont soumises à un recuit de détente afin de garantir l'absence de déformation physique en cas d'exposition simultanée à des températures et à des pressions élevées.
Applications typiques à haute température
- Gestion thermique et régulation de la température : pompes de circulation pour régulateurs de température de moules (TCU), circuits de refroidissement pour moulage sous pression et systèmes de chauffage par chemise de réacteur.
- Industrie chimique et des polymères : transport de masses fondues de polymères à haute température, de résines et de fibres synthétiques nécessitant un apport de chaleur constant pour maintenir leur viscosité.
- Nouvelles énergies : transport de sel fondu dans les centrales solaires à concentration (CSP) et procédés de séchage à haute température pour les électrodes de batteries au lithium.
- Chaudières industrielles : systèmes d'alimentation en eau des chaudières, récupération des condensats et réseaux de circulation d'eau chaude à haute pression.
Critères clés à prendre en compte pour le choix des pompes à haute température
- Type de fluide et point d'ébullition : pour l'eau chaude, il faut tenir compte de la pression de vapeur afin d'éviter la cavitation (vaporisation). Pour l'huile thermique, il est nécessaire d'évaluer la tendance à la cokéfaction et la perméabilité.
- Plage de températures de fonctionnement : on distingue les plages standard haute température (< 180 °C), moyenne température (< 300 °C) et ultra-haute température (> 300 °C). Ces différentes plages déterminent si un refroidissement par air est suffisant ou si un refroidissement par eau est obligatoire.
- Méthode de refroidissement : Vérifier les installations techniques du site. Si l'eau de refroidissement n'est pas disponible ou coûte trop cher, privilégier les pompes à haute température refroidies par air pour les fluides dont la température est inférieure à 250 °C.
- Pression d'aspiration (NPSHa) : une température élevée augmente la pression de vapeur du fluide, ce qui réduit les marges de sécurité. Veillez à maintenir une hauteur d'aspiration positive nette suffisante (ce qui nécessite souvent une aspiration submergée) afin d'éviter la cavitation.
Foire aux questions
Q1. Quelle est la différence entre une pompe à refroidissement par air et une pompe à refroidissement par eau ?
Les pompes à refroidissement par air sont équipées d'un ventilateur et d'un dissipateur thermique ; elles ne nécessitent aucune tuyauterie externe et peuvent fonctionner jusqu'à 250 °C (huile). Les pompes à refroidissement par eau sont dotées d'une chambre de refroidissement ; elles peuvent supporter des températures plus élevées, mais nécessitent une source d'eau.
Q2. Puis-je utiliser la même pompe pour de l'eau à 150 °C et de l'huile à 150 °C ?
Non. L'eau à 150 °C présente une pression élevée et un faible pouvoir lubrifiant, ce qui nécessite des joints spécifiques (tels que SiC/SiC). L'huile assure la lubrification mais s'écoule facilement, ce qui nécessite des élastomères d'étanchéité différents (tels que Viton/FKM).
Q3. Les pompes à entraînement magnétique peuvent-elles fonctionner à des températures élevées ?
Les modèles standard ne le peuvent pas. Les pompes magnétiques à haute température doivent être équipées d'aimants spéciaux en SmCo (samarium-cobalt) afin d'éviter toute démagnétisation (perte de couple) au-delà de 150 °C.