récupérateur chaleur

Modèles de récupérateur de chaleur pour des liquides : les eaux grises.

Avec l’augmentation continuelle du prix des énergies, la rentabilité du récupérateur de chaleur a encore augmenté.

Les nombreuses utilisations des récupérateurs de chaleur, qui existent depuis très longtemps, notamment comme radiateur de chauffage pour une voiture thermique, sont rentrées dans nos habitudes.

Aujourd’hui, les récupérateurs d’énergie ont évolué : leurs performances sont meilleures.

De nouveaux modèles complètent les possibilités pour réduire les coûts de production de l’énergie.

Dans cet article nous ne parlerons que de la récupération de chaleur pour les liquides.

La récupération de chaleur pour la ventilation fait l’objet d’un autre article.

Définition d’un système de récupération de chaleur

Un système de récupération de chaleur est un ensemble énergétique. Il économise l’énergie afin de réduire la facture de chauffage. Mais pas que…

Le chauffage d’une voiture à moteur thermique vient du radiateur de chauffage. Il récupère la chaleur du moteur. Une chaudière gaz condensation récupère la chaleur des fumées tandis qu’un échangeur à plaques récupère la chaleur d’un process industriel.

Ces 3 exemples nous permettent de constater que les systèmes de récupération d’énergie sont de plus en plus nombreux. Les évolutions technologiques s’adaptent aux besoins des utilisateurs. Le niveau de confort est plus élevé.

Les récupérateurs de chaleur sont plus que nécessaires car l’énergie coûte de plus en plus chère. De plus, son impact polluant est de plus en plus préjudiciable pour la planète. Les systèmes de récupération d’énergie sont donc rentables sur les plans économiques et écologiques.

Récupération de chaleur pour la ventilation des habitations

La ventilation d’une habitation ou d’un bureau est obligatoire car elle est nécessaire pour la santé, pour le maintien des murs intérieurs et la non-dégradation des matériaux de construction.

Lors des premières constructions, la ventilation était naturelle. Puis est apparue une ventilation avec un moteur pour une VMC simple flux, l’air entrait à la température de l’air extérieur.

L’évolution est venue en récupérant la chaleur de l’air vicié rejeté.

L’innovation a été d’installer une ventilation centralisée avec un échangeur métallique. Le bloc de ventilation récupère la chaleur de l’air sortant pour chauffer l’air entrant.

Aujourd’hui, on a pu faire des améliorations conséquentes sur le procédé.

La récupération de chaleur avec céramique

Le ventilation n’est plus centralisée, ce qui est logique. Les activités sont différentes entre une chambre, une salle de bain et une cuisine. L’humidité des activités humaines est totalement différente entre les pièces.

Maintenant on a un système de ventilation décentralisée, par pièce. Le moteur fonctionne au maximum lorsqu’il y a beaucoup d’humidité. Si la qualité de l’air est correct, le moteur est à l’arrêt et n’a pas de consommation électrique.

De plus, la récupération de chaleur se fait avec un bloc céramique. Le moteur extrait l’air pendant une minute. La céramique récupère la chaleur. Le moteur s’arrête. Puis il repart dans l’autre sens. L’air entrant prend la chaleur dans la céramique et chauffe l’air.

On atteint 90 % de récupération de chaleur, ce qui est énorme.

ventilation récupération chaleur performante

Récupération de chaleur pour les eaux grises

Définition des eaux grises

Les eaux usées sont les eaux souillées par l’utilisation.

Les eaux usées domestiques proviennent des habitations.

2 catégories :

  • Les eaux grises : douche, baignoire, lavabo, évier, lave-linge, lave-vaisselle
  • Et les eaux noires ou vannes : WC

Les différents produits pour la récupération de chaleur pour les eaux grises

Consommation de l’eau chaude sanitaire

Dans les calculs réglementaires, les douches représentent 80% de la consommation d’eau chaude sanitaire.

Dans ces calculs, l’eau est consommée à 40°C en sortie du pommeau de douche, et perd 3°C jusqu’au siphon.

Il est donc intéressant d’en extraire les calories afin d’en valoriser la chaleur fatale.

Rejet moyen par jour pour une personne : 150 à 250 litres d’eau.

2 types de récupérateurs de chaleur sur les eaux grises sont commercialisés :

  • Les récupérateurs de chaleur sur eaux grises passifs :
    les calories contenues dans les eaux grises sont fournies à l’eau froide par un échangeur de chaleur
  • Et les actifs :
    ils valorisent les eaux grises à l’aide d’une pompe à chaleur

Les récupérateurs de chaleur sur eaux grises passifs

Les récupérateurs de chaleurs sur les eaux grises en colonne verticale

Le récupérateur est constitué d’un tube central où les eaux usées s’écoulent. Ce tube a un diamètre de 50, 75 ou 100 mm. Dans le cas d’un montage avec un seul récupérateur, le diamètre de 100 mm permet de faire passer des eaux grises et des vannes. De plus, plusieurs douches sont possibles ainsi que les laves-linges et les laves-vaisselles. Les températures des eaux rejetées sont plus importantes.

Ce tube central est entouré de serpentins. C’est le système le plus ancien et le plus reconnu.

Un autre système existe. C’est lorsqu’il y a un second tube autour du tube central. Le diamètre du tube d’évacuation est de 50 mm. Ce diamètre limite le nombre de douches, les rejets de lave-linge et de lave-vaisselle. La perte de charge pour l’eau propre est importante.

Dans les 2 systèmes, l’eau propre circule à contre-courant de l’eau usée. L’eau propre est ainsi préchauffée de 10°C à 27°C par exemple.

La chaleur contenue dans les eaux grises est transférée vers l’eau propre froide. Il en découle une réduction de la consommation d’énergie pour la production d’eau chaude.

Avantages des récupérateurs passifs verticaux :

Il s’agit indiscutablement de la fiabilité des récupérateurs de chaleur, permise parce qu’ils sont très simples.

Il n’y a pas besoin d’énergie ni d’électricité pour leur fonctionnement.

Ils s’insèrent directement dans la continuité du tuyau d’évacuation des eaux usées.

Le procédé découle du principe de la tension superficielle. L’eau s’écoule naturellement le long des parois d’un tuyau d’évacuation vertical. Une fine pellicule d’eau se forme le long de la paroi interne du tuyau. La chaleur des eaux usées est alors extraite et transférée à l’eau propre.

L’énergie récupérée correspond à autant de chaleur que le système de production d’Eau Chaude Sanitaire n’aura pas à fournir. Donc que l’utilisateur n’aura pas à payer.

La récupération de chaleur horizontale des eaux grises sous le bac à douche

Certains récupérateurs s’installent sous le ou les bacs de douche.

L’évacuation des eaux grises se fait par gravité à travers un échangeur eau/eau. L’eau propre froide est envoyée à contre-courant dans cet échangeur.

Ce système est intéressant pour des habitations sans étage. L’encrassement (cheveux, savons, etc.) nécessite une attention particulière. Les opérations de maintenance pour des fuites ou du nettoyage sont plus difficiles.

Les récupérateurs actifs de chaleur sur les eaux grises

Ces systèmes actifs nécessitent de l’énergie -électricité ou gaz- pour fonctionner.

Ce sont des pompes à chaleur, PAC, eau/eau.

Les eaux grises concernent l’eau de la douche, du lavabo, de la baignoire, du lave-linge et de l’évier. Dans certains systèmes, les eaux grises graisseuses sont traitées par un système de filtrage. La chaleur des eaux grises venant des lave-vaisselles est alors valorisable.

Les eaux grises venant des cuisines et des salles de bain sont récupérées, filtrées puis stockées. Les eaux grises sont la source froide de la PAC.

Ces systèmes sont composés :

  • D’un ou de plusieurs réservoirs de stockage des eaux grises,
  • Avant d’être stockées, les eaux grises sont filtrées.

Avantages et inconvénients des récupérateurs actifs

L’avantage des systèmes actifs par rapport aux systèmes passifs est la possibilité de produire l’intégralité de l’eau chaude sanitaire.

Les inconvénients sont le prix d’achat, la complexité. Et les frais de maintenance chaque année.

Ces systèmes sont surtout choisis par les bureaux d’études pour leur performance. Beaucoup moins par les clients utilisateurs. Les coûts sont plus importants.

La chaleur contenue dans les eaux grises est transférée vers l’eau propre froide. Il en découle une réduction de la consommation d’énergie pour la production d’eau chaude.

Il n’y a pas besoin d’énergie ni d’électricité pour leur fonctionnement.

Ils s’insèrent directement dans la continuité du tuyau d’évacuation des eaux usées.

Le procédé découle du principe de la tension superficielle. L’eau s’écoule naturellement le long des parois d’un tuyau d’évacuation vertical. Une fine pellicule d’eau se forme le long de la paroi interne du tuyau. La chaleur des eaux usées est alors extraite et transférée à l’eau propre.

L’énergie récupérée correspond à autant de chaleur que le système de production d’Eau Chaude Sanitaire n’aura pas à fournir. Donc que l’utilisateur n’aura pas à payer.

La récupération de chaleur horizontale des eaux grises sous le bac à douche

Certains récupérateurs s’installent sous le ou les bacs de douche.

L’évacuation des eaux grises se fait par gravité à travers un échangeur eau/eau. L’eau propre froide est envoyée à contre-courant dans cet échangeur.

Ce système est intéressant pour des habitations sans étage. L’encrassement (cheveux, savons, etc.) nécessite une attention particulière. Les opérations de maintenance pour des fuites ou du nettoyage sont plus difficiles.

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