La récupération d’énergie par condensation

La condensation a pour but de récupérer le maximum de la chaleur qui s’échappe dans les fumées, pour augmenter la performance de l’installation de chauffage. Ce principe a été mis en œuvre avec succès dans les chaudières au gaz naturel, avec un potentiel de récupération de chaleur* de l’ordre de 10 %, soit l’équivalent de la chaleur contenue dans l’eau vaporisée par la combustion. Dans le cas des chaufferies bois-énergie de moyenne et forte puissance, l’humidité du combustible induit un potentiel de récupération énorme, qui atteint parfois 100 % de la puissance du générateur…

La puissance qui a nécessairement été consommée pour évaporer l’eau contenue dans le combustible pourra, pour l’essentiel, être récupérée grâce à un changement de phase inverse : la condensation de la vapeur d’eau, qui libère sa chaleur en redevenant liquide. Ce phénomène se produit à une température qui, selon divers paramètres, se situe environ entre 55°C et 65°C, le fameux « point de rosée ».

Pour tirer parti de cette propriété naturelle, il faudra disposer d’un fluide « preneur » à une température suffisamment basse pour pouvoir refroidir la vapeur jusqu’au point de rosée. Ce preneur – typiquement le retour du réseau de chaleur – sera lui-même réchauffé dans l’échange, à une température qui tendra vers le point de rosée.

On comprend dès lors l’importance pour la performance de la chaufferie bois d’un retour réseau à la température la plus faible possible. Il se trouve que cette exigence côté chaufferie converge avec les exigences de l’efficacité thermique côté réseau : avec l’Agence Internationale de l’Énergie et l’ADEME, les acteurs de la performance énergétique militent aujourd’hui pour une augmentation du « Delta T », principal marqueur de l’efficacité thermique d’un réseau.

Cela signifie que, la température de départ du réseau étant ajustée au besoin, par exemple 85°C, le réseau sera d’autant plus efficace que le retour sera plus déchargé thermiquement. Les techniques actuellement disponibles permettent sans grande difficulté des différences de température de 40°C et plus, soit dans notre exemple un retour réseau à 45°C. Cette direction s’impose pour l’efficience de l’ensemble des réseaux eau chaude existants ou en création.

Convergence des performances

La performance du réseau par l’augmentation du Delta T procure des avantages immédiats (diminution des pertes, économie sur la consommation des pompes, puissance supérieure pour une section donnée) ; elle permet de plus la performance de la chaufferie biomasse, dont la condensation des fumées constitue un facteur majeur.
La solution réseau à fort Delta T + chaufferie bois + récupération d’énergie par condensation est performante, fiable et écologiquement responsable. Elle a largement fait ses preuves dans les pays scandinaves, où elle s’est développée depuis le début des années 2000.

Elle concerne :

    • la production d’énergie pour les réseaux de chaleur,
    • les bâtiments collectifs, résidentiels ou tertiaires,
    • l’industrie, avec des résultats spectaculaires dans le séchage par air,
    • certaines applications agricoles, comme les serres.

La récupération d’énergie par échange direct :
le procédé Beirens-Save Energy

Le condenseur de fumée Save Energy récupère la chaleur (sensible et latente) grâce à un échangeur géant en constante régénération : des myriades de gouttelettes d’eau qui « douchent » les fumées.

On obtient ainsi la meilleure efficacité thermique possible, caractérisée par une différence de seulement 2°C entre la température du preneur (retour réseau) et la température de sortie des fumées.

De plus, ce procédé évite le risque d’encrassement et de corrosion, qui constitue la principale contrainte des échangeurs tubulaires ou à ailettes.

Pour en savoir plus : télécharger le dossier de presse Beirens - Save Energy

 

* Le potentiel de récupération de chaleur est l’écart entre PCI (pouvoir calorifique inférieur) et PCS (pouvoir calorifique supérieur).