Les technologies de récupérateurs d'énergie

Il existe différentes technologies pour ces équipements. Celles qui sont rencontrées le plus souvent sont décrites ci-dessous. Outre la technologie employée, il est également nécessaire de prévoir des systèmes qui permettent une maintenance et un entretien réguliers, notamment si la nature de l'air traité laisse supposer un encrassement rapide.

En savoir plus sur la "récupération de chaleur"

L’échangeur à plaques

L’échangeur est constitué d’un grand nombre de plaques séparant un flux d’air extrait et un flux d’air neuf. L’échange thermique est réalisé par l’intermédiaire de la plaque. Le motif circulation d’air extrait/plaque/circulation d’air neuf est répété un grand nombre de fois dans l’échangeur.
L’efficacité de ce type d’échangeur dans le cadre d’applications industrielles est de l’ordre de 60 %. Elle est directement liée aux paramètres de l’échange par convection entre l'air et les plaques (vitesse de l'air, état de surface des plaques) et à la conduction thermique des plaques (épaisseur et conductivité).

Échangeur à plaques air/air (Source : échangeur haute performance SB 3.66 de F2A)

 

Les échangeurs les plus efficaces, caractérisés par des distances entre plaques et des épaisseurs de plaques très faibles, sont particulièrement sensibles au phénomène d’encrassement. Par ailleurs dans les zones froides, il est nécessaire de préchauffer l'air afin d'éviter le givrage de l'échangeur. Ce préchauffage induit une baisse de rendement. Avec ce type d'appareil, il est impossible de faire varier le taux de récupération sans installer de gaines de "by pass" encombrantes et coûteuses.

L'échangeur rotatif

Une roue constituée d’un matériau à forte capacité thermique tourne entre deux circuits aérauliques. Dans l’un des deux, l’air extrait traverse un secteur de roue et lui transfère son énergie thermique. Après rotation, le même secteur est traversé par l’air qui récupère l’énergie emmagasinée.

Ce type d’échangeur atteint une efficacité de transfert de l’ordre de 70 à 80 %. De manière générale, leur mode de construction (nid d’abeilles, matériaux poreux) les rend très sensibles à l’encrassement. Par ailleurs, la mise au contact direct avec l’air neuf d’un matériau préalablement irrigué par l’air pollué n’interdit pas la pollution éventuelle de l’air neuf. Pour éviter ce problème, la roue est dotée d’un secteur de purge où le matériau est nettoyé par de l’air neuf pour être ensuite rejeté à l’extérieur. Ce dispositif permet d'atteindre une efficacité de transfert de l'ordre de 70 %.

L'échangeur à double batteries

Le circuit d’air extrait et le circuit d’air neuf sont chacun dotés d’une batterie à ailettes. Entre ces deux batteries, un fluide caloporteur circule et permet de transporter la chaleur d'une batterie à l'autre. L’efficacité thermique de ce type d’équipement reste moyenne (inférieure à 50 %) car l’échange thermique n’est pas direct.
Cette technologie permet de :

• garantir une étanchéité parfaite entre les deux circuits d’air ;
• réaliser un échange thermique entre deux circuits qui sont distants en termes d'implantation.

Avec ce type d'échangeurs, le taux de récupération est variable.

L'échangeur à caloducs

Le caloduc est un tube contenant un fluide choisi en fonction des échanges thermiques à réaliser. Ce fluide s’évapore du côté "chaud" et se condense du côté "froid". Ce principe autorise une bonne capacité d’échange thermique interne. Pour l’échange avec l’air, les tubes sont dotés aux deux extrémités d’ailettes.
L’efficacité de ce type d’échangeur peut atteindre 70 %. Le principe permet une grande étanchéité entre les deux circuits d’air. L’encombrement d’un tel échangeur est réduit par rapport à un échangeur traditionnel à plaques. Cependant, de même que pour les échangeurs à plaques, il est impossible de faire varier le taux de récupération sans installer de gaines de "by pass" encombrantes et coûteuses.