Pour les ingénieurs de procédés et les responsables des achats travaillant avec des systèmes de refroidissement ou de stockage d'énergie thermique, le défi consiste souvent à équilibrer les pics de consommation sans surdimensionner les équipements. Un accumulateur de glace à plaques coussinées offre une solution compacte et performante grâce à ses surfaces d'échange thermique gaufrées qui permettent de congeler et de stocker la glace pendant les heures creuses, puis de libérer la capacité de refroidissement en cas de besoin. Cet article explique le fonctionnement de cette technologie, ses principaux paramètres de performance et pourquoi elle s'impose comme une solution de choix pour les applications de stockage thermique industriel.
Les systèmes de stockage d'énergie thermique (TES) sont largement utilisés pour décaler les charges de refroidissement des périodes de pointe vers les périodes creuses, réduisant ainsi les coûts énergétiques et la sollicitation des équipements. Parmi les différentes conceptions de TES,banque de glace à coussinsCe système se distingue par son efficacité de transfert thermique supérieure et sa construction robuste. Contrairement aux systèmes traditionnels à serpentins, les plaques à coussins utilisent une série de panneaux soudés et alvéolés qui créent des courants turbulents, optimisant ainsi la formation et la fonte de la glace. Cette conception permet des réservoirs de stockage plus compacts et des temps de réponse plus rapides, ce qui la rend idéale pour des industries telles que l'agroalimentaire, la chimie et le CVC.
Un système de refroidissement par plaques coussin est constitué de plusieurs plaques coussin en acier inoxydable immergées dans un réservoir d'eau ou de glycol. Chaque plaque est formée par le soudage de deux tôles métalliques selon un motif de points de soudure, puis gonflée pour créer des canaux d'écoulement internes. Un fluide frigorigène circule dans ces canaux, absorbant la chaleur de l'eau environnante. Lorsque la température de l'eau descend en dessous de zéro, de la glace se forme à la surface extérieure des plaques. Lors de la vidange, le fluide de traitement chaud circule dans les mêmes canaux, faisant fondre la glace et récupérant l'énergie frigorifique stockée.
Le principal avantage de cette conception réside dans son coefficient de transfert thermique amélioré. La surface alvéolée crée des turbulences, même à faible débit, ce qui accélère la formation et la fonte de la glace. L'épaisseur typique de la glace varie de 25 à 50 mm, et le système peut atteindre des taux de formation de glace de 10 à 15 kg par mètre carré et par heure, selon la température du fluide frigorigène et les conditions d'écoulement.
Les banques de glace traditionnelles utilisent des tubes enroulés ou des tuyaux serpentins, qui souffrent souvent d'une répartition inégale de la glace et d'une réponse thermique plus lente. En revanche, une banque de glace à plaque coussin offre plusieurs avantages distincts :
Pour les ingénieurs à la recherche d'une alternative fiable aux systèmes de glace Alfa Laval ou GEA, les modèles à plaques coussinées sont entièrement compatibles avec les circuits de réfrigération existants et peuvent être installés dans la plupart des réservoirs.
Lors de l'évaluation d'un système de refroidissement par glace à plaques coussinées pour votre procédé, les paramètres suivants sont généralement utilisés pour dimensionner et sélectionner la configuration appropriée :
| Paramètre | Plage typique | Notes |
|---|---|---|
| épaisseur de glace | 25–50 mm | Une glace plus épaisse augmente la capacité de stockage, mais ralentit le cycle de renouvellement. |
| température du liquide de refroidissement | -10°C à -5°C | Les basses températures accélèrent la formation de glace |
| coefficient de transfert thermique | 300–600 W/m²·K | Cela dépend du débit et de la géométrie de la plaque |
| Pression de service | Jusqu'à 16 bars | Des pressions plus élevées nécessitent des plaques plus épaisses |
| Matériel | SS304 ou SS316L | L'acier inoxydable SS316L est recommandé pour les fluides corrosifs. |
Ces valeurs constituent des références acceptées par l'industrie. Les performances réelles varieront en fonction de vos conditions de procédé spécifiques, notamment les propriétés du fluide, la température ambiante et l'isolation du réservoir.
Les accumulateurs de glace à plaques coussins sont utilisés dans de nombreux secteurs industriels où la demande de refroidissement intermittente ou la tarification de l'énergie en fonction des heures d'utilisation rendent le stockage thermique avantageux. Voici quelques applications courantes :
Pour chaque application, le système de stockage de glace à plaques coussinées peut être conçu sur mesure afin de répondre aux besoins en capacité de stockage, généralement de 50 kWh à plusieurs MWh d'énergie frigorifique. Si vous travaillez avec unplaques d'appui conçues sur mesureLe fournisseur peut vous aider à déterminer la disposition optimale des plaques et la taille du réservoir.
SHPHE, entreprise basée à Shanghai et fondée en 2005, fabrique depuis près de vingt ans des échangeurs de chaleur à plaques de haute qualité. Notre gamme de produits comprend :échangeurs de chaleur à plaques jointéesNous proposons des systèmes de stockage thermique par plaques soudées et des plaques à coussins spécialisées. Certifiés ISO 9001 et ASME U, nous garantissons la conformité de chaque unité aux normes de qualité internationales. Notre équipe d'ingénieurs vous offre un service gratuit de conception et de sélection thermiques, vous aidant à choisir la configuration de votre système de stockage de glace à coussins la mieux adaptée à votre débit, température, pression et aux caractéristiques du fluide caloporteur.
Nous exportons dans plus de 20 pays et bénéficions d'une solide expérience dans des secteurs aussi variés que l'agroalimentaire et la pétrochimie. Que vous ayez besoin d'un bac à glace standard ou d'une solution entièrement personnalisée, nos ingénieurs travaillent en étroite collaboration avec vous pour optimiser les performances et les coûts. Pour les applications exigeant des performances élevées en température ou en pression, nous proposons également des solutions adaptées.Échangeurs de chaleur à plaques soudées HT-Blocet d'autres produits spécialisés.
Q1 : Combien de temps faut-il pour charger complètement une banque de glace à plaque coussin ?
Un cycle de charge complet typique dure de 6 à 10 heures, selon la température du fluide frigorigène, le débit et l'épaisseur de glace souhaitée. Avec une température de fluide frigorigène de -8 °C et un débit de 2 à 3 m/s, la plupart des systèmes atteignent 90 % de leur capacité de production de glace en 8 heures.
Q2 : Peut-on utiliser un bac à glace à plaques coussinées avec des solutions de glycol ou de saumure ?
Oui, les plaques à coussin sont compatibles avec les solutions salines d'éthylène glycol, de propylène glycol et de chlorure de calcium. Le choix du matériau (acier inoxydable 304 ou 316L) doit se faire en fonction de la corrosivité du fluide. Consultez toujours le fabricant pour connaître les spécifications de compatibilité.
Q3 : Quel entretien est nécessaire pour une banque de glace à plaques coussinées ?
L'entretien courant comprend la vérification de l'uniformité de la formation de glace, l'inspection des soudures pour détecter tout signe de fatigue et le nettoyage de l'eau du réservoir afin de prévenir la prolifération biologique. La plupart des systèmes ne nécessitent qu'une inspection annuelle s'ils fonctionnent conformément aux paramètres de conception.
Q4 : Comment un système de glace à plaque coussinée se compare-t-il à un système de matériau à changement de phase (MCP) ?
Les systèmes à changement de phase (PCM) offrent une densité énergétique volumique supérieure, mais sont généralement plus coûteux et leur temps de réponse est plus long. Les batteries de glace à plaques coussinées sont plus économiques pour le stockage à grande échelle et offrent des vitesses de décharge plus rapides, ce qui les rend adaptées aux applications à forte demande.
Q5 : Puis-je installer un système de refroidissement par plaque à coussin dans un réservoir de stockage existant ?
Oui, les faisceaux de plaques à coussinets peuvent être conçus pour s'adapter à la plupart des réservoirs rectangulaires ou cylindriques. L'installation nécessite généralement de modifier le couvercle ou la paroi latérale du réservoir pour les raccordements d'entrée et de sortie. Une inspection sur site est recommandée afin de garantir un ajustement et une distribution du débit optimaux.
Q6 : Quelle est la durée de vie typique d'une banque de glace à plaque coussin ?
Avec un entretien adéquat, les plaques à coussin en acier inoxydable peuvent durer de 15 à 20 ans. Leur construction entièrement soudée élimine la dégradation des joints, et elles résistent à la fatigue thermique si elles sont utilisées dans les limites de température recommandées.
Pour démarrer votre projet de stockage thermique, veuillez fournir les informations suivantes à notre équipe d'ingénieurs : débit (m³/h ou GPM), températures d'entrée et de sortie (°C ou °F), pression de service (bar ou psi) et type de fluide (eau, glycol, saumure, etc.). Grâce à ces informations, nous pourrons réaliser gratuitement une étude thermique et vous recommander la configuration optimale de votre système de refroidissement par plaques de glace. Contactez-nous dès aujourd'hui pour nous faire part de vos besoins et recevoir une proposition personnalisée.
Lebanque de glace à coussinsCette technologie demeure un choix fiable et efficace pour le stockage d'énergie thermique, offrant aux ingénieurs de procédés une solution éprouvée pour réduire les coûts énergétiques et améliorer la fiabilité des systèmes. Grâce à ses surfaces d'échange thermique de pointe et à sa conception robuste, elle continue d'apporter des avantages concrets à de nombreux secteurs industriels à travers le monde.
Nous vous proposons des solutions complètes de commerce extérieur pour aider les entreprises à atteindre un développement international.
Conçue au milieu du XXe siècle pour pallier les contraintes de fabrication et de poids des composants thermiques à double enveloppe classiques, la plaque coussin (également appelée plaque à alvéoles ou plaque gaufrée) a révolutionné l'ingénierie de précision des parois de fluides. Chez SHPHE, nous exploitons cette technologie extrêmement flexible pour en faire un élément fondamental de l'intégration sur mesure des transferts thermiques industriels. Grâce à un procédé de soudage laser à fibre CNC automatisé de pointe, nos ingénieurs personnalisent les profils de gonflement mécanique et les grilles de pas de points afin de s'adapter parfaitement à votre dynamique des fluides, vos limites de pression et la configuration de vos cuves. Aujourd'hui, les plaques coussin sur mesure de SHPHE sont des atouts indispensables pour les usines de transformation du monde entier qui privilégient les performances thermiques avancées, l'étanchéité parfaite et l'hygiène des procédés. Elles constituent la solution de référence pour les secteurs de l'agroalimentaire, de la pharmacie, de la chimie et du refroidissement des produits en vrac.
Conçus sur mesure pour les applications les plus exigeantes. Chez SHPHE, nous ne nous contentons pas de fournir des équipements ; nous concevons des solutions thermiques personnalisées. Nos échangeurs de chaleur à plaques soudées HT-Bloc sont configurés sur mesure par nos ingénieurs expérimentés afin de répondre aux défis spécifiques de votre secteur d'activité, qu'il s'agisse de fluides à haute viscosité, de températures extrêmes ou de contraintes d'espace importantes.
Les gaz d'échappement des fours et chaudières industriels contiennent d'importantes quantités d'énergie thermique inexploitée. Le préchauffeur d'air à plaques (PAPH) SHPHE, conçu sur mesure, est spécifiquement destiné à intercepter ces gaz de combustion à haute température, à récupérer la chaleur résiduelle et à la réinjecter directement dans l'air de combustion ou les flux de gaz de procédé. En augmentant sensiblement la température de l'air alimentant la flamme, nos systèmes sur mesure optimisent la thermodynamique de la combustion, permettent de réaliser d'importantes économies de combustible et réduisent considérablement l'empreinte carbone et les émissions industrielles. Conçus pour résister aux environnements de gaz de combustion les plus extrêmes, les systèmes PAPH de SHPHE constituent le choix idéal pour les installations modernes à forte consommation d'énergie qui privilégient la décarburation et une efficacité thermique maximale.
Solutions anti-colmatage sur mesure pour les boues à haute viscosité : Conçus spécifiquement pour lutter contre l’encrassement industriel sévère, les échangeurs de chaleur à plaques soudées à large espacement SHPHE sont spécialement conçus pour traiter les fluides complexes contenant des fibres denses, des cristaux grossiers ou des suspensions solides sans colmatage. Chaque canal non obstrué est calculé et formé par des ensembles de plaques soudées au laser, adaptés à la rhéologie et à la granulométrie exactes de votre fluide, éliminant ainsi totalement les zones mortes et la stagnation du fluide. Disponibles en configurations verticales très compactes et horizontales polyvalentes, nos échangeurs verticaux réduisent considérablement l’encombrement des installations tout en maintenant un débit de produit optimal, des pertes de charge minimales et un fonctionnement continu sans faille, même dans les circuits de process les plus exigeants.
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Les procédés industriels impliquant des boues chargées de particules, des sirops à haute viscosité ou de la pâte à papier riche en fibres exigent bien plus qu'un équipement standard : ils requièrent une gestion thermique sur mesure. Chez SHPHE, nous configurons l'échangeur de chaleur à plaques soudées TP pour éliminer efficacement les risques d'encrassement, d'obstruction et d'érosion importants rencontrés dans votre usine. Grâce à l'association de géométries de canaux personnalisées, d'une métallurgie résistante à l'usure et de systèmes NEP (Nettoyage en Place) intégrés, nous garantissons une continuité de production absolue là où les échangeurs de chaleur conventionnels échouent.
L'échangeur de chaleur à circuit imprimé (PCHE) de SHPHE représente une révolution dans la gestion thermique des microcanaux. Conçu avec une précision extrême pour répondre aux exigences industrielles les plus critiques, il surpasse les limitations physiques des échangeurs tubulaires classiques dans les environnements à très haute pression. Nos PCHE sur mesure intègrent des techniques avancées de gravure photochimique et de brasage par diffusion à l'état solide, garantissant une sécurité, une efficacité thermique et une intégrité inégalées, même sous contraintes extrêmes. Initialement déployée dans des secteurs critiques tels que l'aérospatiale et le nucléaire, la technologie PCHE a révolutionné le traitement thermique haute densité. Aujourd'hui, SHPHE met cette innovation au service des transitions énergétiques majeures – liquéfaction du GNL, cycles de puissance au CO₂ supercritique, traitement des hydrocarbures et systèmes hydrogène haute pression – permettant aux installations d'optimiser la récupération d'énergie, de garantir une étanchéité parfaite et de réduire considérablement leur impact environnemental.
Conçue au milieu du XXe siècle pour pallier les contraintes de fabrication et de poids des composants thermiques à double enveloppe classiques, la plaque coussin (également appelée plaque à alvéoles ou plaque gaufrée) a révolutionné l'ingénierie de précision des parois de fluides. Chez SHPHE, nous exploitons cette technologie extrêmement flexible pour en faire un élément fondamental de l'intégration sur mesure des transferts thermiques industriels. Grâce à un procédé de soudage laser à fibre CNC automatisé de pointe, nos ingénieurs personnalisent les profils de gonflement mécanique et les grilles de pas de points afin de s'adapter parfaitement à votre dynamique des fluides, vos limites de pression et la configuration de vos cuves. Aujourd'hui, les plaques coussin sur mesure de SHPHE sont des atouts indispensables pour les usines de transformation du monde entier qui privilégient les performances thermiques avancées, l'étanchéité parfaite et l'hygiène des procédés. Elles constituent la solution de référence pour les secteurs de l'agroalimentaire, de la pharmacie, de la chimie et du refroidissement des produits en vrac.
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Commentaires des utilisateurs
Témoignages de clients ayant réellement partagé leur expérience.
Micro
Ingénieur de procédés principalNous avons installé ces accumulateurs de glace à plaques coussinées dans notre circuit de refroidissement laitier le trimestre dernier. Le transfert thermique est nettement supérieur à celui des anciens groupes tubulaires. Les soudures sont propres et les plaques ne présentent aucune fissure malgré les cycles de fonctionnement constants. Cela nous a permis d'économiser environ 12 % sur les coûts liés aux pics de consommation.
Sarah
Gestionnaire des installationsJ'ai acheté ces unités pour la rénovation d'un ancien entrepôt frigorifique. L'installation s'est faite sans problème une fois l'espacement des supports déterminé. La seule raison pour laquelle je ne donne pas 5 étoiles est que le kit de joints pour les raccords du collecteur était un peu délicat à positionner parfaitement. Mais une fois en marche, la température est parfaitement stable. Excellent rapport qualité-prix.
Tom
Technicien de maintenanceJe travaille avec des systèmes de stockage de glace depuis 15 ans, et ces plaques à coussin sont les plus faciles à nettoyer que j'aie jamais vues. Aucun endroit où la boue s'accumule. Nous avons eu une petite fuite sur l'une des soudures d'entrée après six mois, mais le fabricant nous a envoyé une plaque de remplacement sans poser de questions. Excellente qualité de fabrication.
Emma
Ingénieur en conception de systèmes CVCJ'ai spécifié ces plaques pour un nouveau projet de chambre froide pharmaceutique. La perte de charge est inférieure à mes calculs, ce qui signifie que notre pompe était légèrement surdimensionnée ; un problème plutôt agréable, en somme. La formation uniforme de glace est exactement ce qu'il nous fallait pour des températures de sortie constantes. Je les réutiliserai.