En utilisant l'énergie disponible dans l'air comme source de chaleur, le
Vaporisateur d'air ambiant (AAV) est une alternative économique pour vaporiser des liquides cryogéniques. Les vaporisateurs chauffés par air ambiant sont conçus pour éliminer le besoin d’équipements de chauffage électrique coûteux tout en réduisant l’impact environnemental du chauffage des liquides cryogéniques. Ces vaporisateurs conviennent à une large gamme d’applications et peuvent être utilisés aussi bien pour les gaz industriels que pour les gaz exotiques.
La conception de base du vaporisateur d’air ambiant est une base composée d’éléments de pieds en canal orientés verticalement. Ces éléments sont ancrés au sol, aux semelles ou à d'autres éléments structurels. Ces composants fournissent le support structurel nécessaire au vaporisateur et améliorent sa zone de transfert de chaleur. Le vaporisateur peut être fabriqué dans diverses configurations avec différents éléments de transfert de chaleur. Les configurations les plus couramment utilisées comprennent un tube à ailettes longitudinales orienté verticalement, communément appelé tube à ailettes.
Les tubes à ailettes ont une grande surface de transfert de chaleur. Ils sont fabriqués à partir de matériaux en aluminium de haute qualité et ont un rendement élevé. Cependant, ils sont vulnérables à la formation de givre, ce qui peut nuire aux performances du vaporisateur. Les éléments à ailettes doivent donc être conçus pour éliminer le givre et régénérer la surface pendant le fonctionnement.
La première étape du processus de conception consiste à déterminer les variables de conception appropriées pour un climat donné. Ces variables incluent la température de l'air ambiant, l'humidité relative, les débits et les cycles de service. Il est également important de considérer les effets des conditions éoliennes et solaires. Ces facteurs peuvent ne pas être inclus dans les notes citées. De plus, des conditions particulières peuvent également affecter les performances.
La deuxième étape du processus de conception consiste à créer un modèle du transfert de chaleur du vaporisateur. Ceci est réalisé en résolvant un modèle de transfert de chaleur unidimensionnel en utilisant la méthode des différences centrales. Le modèle est ensuite optimisé en faisant varier le nombre d'éléments à ailettes et la longueur des éléments de transfert de chaleur. La conception optimisée entraîne une augmentation des performances de 23,4 pour cent.
La troisième étape du processus de conception consiste à concevoir la commande électrique du vaporisateur. La conception de la commande électrique comprend un contrôleur de température à semi-conducteurs, logé dans un boîtier étanche à la poussière. Le contrôleur est également indépendant du contrôleur du commutateur de température. Le contrôleur est équipé d'un interrupteur de surchauffe et est conçu pour maintenir une température constante dans le vaporisateur. Les composants électriques sont disponibles en plusieurs tensions et peuvent être facilement remplacés.
La quatrième étape du processus de conception consiste à tester les performances du vaporisateur dans des conditions de fonctionnement. Cela peut être fait grâce à un test de fuite d’azote et un test de pression d’eau. Le vaporisateur peut également être commuté pour fonctionner en mode tirage forcé. Ce mode peut être mis en œuvre en conjonction avec un système de commutation automatique.
Le vaporisateur à température de l'air est principalement composé d'ailettes de tube de vaporisation en forme d'étoile, de tubes de guidage de liquide et de gaz, de bases, de supports, de joints d'entrée et de sortie, etc.
Le matériau des ailettes du tube de vaporisation en forme d'étoile est fabriqué en alliage d'aluminium antirouille LF, qui présente un bon effet de vaporisation, une forte durabilité, une résistance à la corrosion et une résistance aux intempéries.
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