Un serpentin à plaques est un dispositif d’échange de chaleur qui utilise des plaques métalliques plates soudées ensemble avec un canal d’écoulement de fluide entre elles pour absorber ou évacuer l’énergie thermique. La conception de l’échangeur de chaleur à serpentin à plaques offre plusieurs avantages distincts par rapport aux modèles à serpentin tubulaire et à plaques empilées, notamment des surfaces de rayonnement thermique plus grandes, une mise en forme flexible et des caractéristiques d’économie d’espace. Selon les exigences du système, les bobines à plaques peuvent être empilées pour former des unités modulaires ou formées pour s’adapter dans des fûts ou des tuyaux. Les plaques peuvent être roulées en cylindres aussi petits que 12 pouces (30 cm) de diamètre, faisant ainsi du serpentin à plaques une option d’échange de chaleur flexible et efficace.
L’introduction ou l’élimination de la chaleur d’un environnement ou d’un matériau est généralement réalisée par transfert ou échange de chaleur. Ce concept constitue la base de tous les systèmes de conditionnement d’air et de fluides et fonctionne sur le principe de permettre à un milieu, généralement un liquide ou un gaz, d’absorber la chaleur d’un endroit et de la déplacer vers un autre. Les échangeurs de chaleur utilisent généralement de l’eau pour effectuer ce transfert d’énergie thermique. La plupart fonctionnent en canalisant l’eau à travers une série de tubes ou de récipients où ils absorbent ou rejettent de la chaleur à travers les surfaces du trajet d’écoulement. Évidemment, plus ces surfaces sont grandes, plus la zone de transfert est grande et mieux l’échangeur fonctionnera.
L’échangeur à plaques tire parti de ce concept en utilisant des plaques plates en acier inoxydable ou en titane qui sont gaufrées avec un motif prédéterminé sur un ou les deux côtés. Lorsque ces motifs sont alignés avec ceux d’une deuxième plaque, ils forment un canal ou un chemin d’écoulement entre les plaques. Ce canal comporte deux points où il sort de la zone interne qui sont équipés de raccords d’entrée et de sortie. Lorsque l’eau circule dans le canal, elle utilise efficacement à la fois le canal et toute la surface de la plaque comme mécanisme de rayonnement pour évacuer ou absorber la chaleur. Cette conception permet de grandes zones de rayonnement dans un assemblage aux dimensions physiques plates et compactes.
Un autre avantage de la bobine à plaques est sa flexibilité de formage. Les plaques peuvent être regroupées pour former des piles modulaires, et les plaques elles-mêmes peuvent prendre différentes formes en fonction de l’application. Comme indiqué ci-dessus, les ensembles de bobines à plaques cylindriques peuvent être empilés de manière concentrique dans des fûts, des réservoirs ou des tuyaux d’un diamètre aussi petit que 12 pouces (30 cm). Cela permet une utilisation maximale de la plupart des profils internes tout en permettant de bons modèles d’écoulement et une exposition et un transfert thermiques optimaux. Les serpentins à plaques sont également assez faciles à entretenir et à remplacer si nécessaire, ce qui ajoute encore à leur valeur en tant que mécanismes d’échange de chaleur efficaces.