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Les échangeurs de chaleur permettent d’économiser de l’énergie lorsqu’ils sont utilisés dans un objectif de récupération d’énergie. Celle-ci consiste à récupérer autant d’énergie (chaud ou froid) excédentaire que possible, une fois que la fonction primaire de l'échangeur de chaleur a été réalisée. Cette énergie peut ensuite être réutilisée pour améliorer l'efficacité du process d'échange de chaleur ou être utilisée pour un autre procédé.

Quelques applications de récupération de la chaleur

Dans une usine produisant de la crème pasteurisée, la crème doit être chauffée à la température de pasteurisation, puis rapidement refroidie pour en conserver la qualité et maintenir sa tenue dans le temps. Lors du process de refroidissement, la température de l'eau utilisée comme fluide de service est augmentée de manière significative. Pour pouvoir être réutilisée, cette eau doit à nouveau être refroidie. On utilise alors un échangeur de récupération d’énergie pour refroidir cette eau tout en préchauffant le produit entrant dans le système de pasteurisation. Ainsi, on réduit la quantité d’énergie nécessaire pour les phases de pasteurisation suivantes.

De nombreuses installations de méthanisation par digestion anaérobie utilisent des échangeurs de chaleur pour hygiéniser le digestat produit au cours du process, afin qu'il puisse être vendu comme engrais agricole. La chaleur excédentaire générée au cours du process est utilisée pour préchauffer le digestat entrant. Cela réduit la charge thermique totale et améliore l'efficacité globale de l'installation en augmentant la quantité d'énergie produite disponible pour d'autres utilisations.

Certains process permettent de maximiser les avantages de la récupération d’énergie, comme les systèmes d’évapo-concentration à effets multiples. On cherche ici à réduire le volume et augmenter la concentration d’un produit. Pour cela on utilise de la vapeur faible pression. Cette vapeur utilisée sur un premier effet sera ensuite réutilisée à plus basse pression sur le second effet et sur le troisième, ce qui permet de tirer le maximum d’énergie de chaque kg de vapeur. Après la dernière étape, la vapeur est condensée en eau et cette chaleur est utilisée pour préchauffer le produit entrant avant la première étape d'évaporation.

La récupération de la chaleur ne se limite pas qu’aux systèmes de traitement des liquides. Nous avons récemment fourni un grand échangeur de chaleur gaz-gaz de la série G pour récupérer la chaleur des gazs d'échappement à haute température sortant d'un grand réacteur chimique. Cette chaleur récupérée est ensuite utilisée pour préchauffer les produits chimiques entrant dans le réacteur à environ 500°C.

Les avantages de la récupération de la chaleur

Efficacité énergétique : L'avantage le plus évident est qu’il faut moins d'énergie pour atteindre le niveau de chauffage ou de refroidissement nécessaire. Cela permet de réduire les coûts de fonctionnement et d'améliorer l'empreinte écologique, par rapport à d'autres échangeurs qui ne permettent pas la récupération de la chaleur.

Optimisation des sources d’énergies : La réduction des besoins énergétiques initiaux peut également permettre d'utiliser des sources de chaleur ou des fluides de chauffage qui ne seraient pas disponibles autrement. Par exemple, si de l'eau chaude est disponible, l'ajout de la récupération de chaleur peut permettre de l'utiliser comme moyen de chauffage ailleurs dans le process.

Amélioration du rendement et du process grâce aux tubes corrugués : Le même niveau de transfert de chaleur peut être assuré même dans un process plus restreint. Lorsqu'elle est combinée à des technologies telles que les tubes corrugués, la récupération de chaleur peut permettre d'installer un échangeur de chaleur dans des endroits où l'espace est réduit ou d'autres facteurs restreints.

Lorsque la source énergétique et l'espace ne posent pas de problème, tous les autres facteurs étant similaires, l'amélioration de l'efficacité du process fournie par la récupération de chaleur permet ainsi un traitement plus rapide ou un taux de traitement plus élevé du produit.
Quelle que soit la décision prise, l'utilisation de la récupération de chaleur lors de la spécification d'une installation d'échangeur de chaleur est idéale pour votre process, économique pour votre portefeuille et meilleure pour l'environnement.