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Types de construction des échangeurs thermiques et récupération de chaleur

L’air vicié est filtré avant l’échangeur thermique, passe par l’échangeur thermique à contre-courant croisé et est soufflé vers l’extérieur par un ventilateur. L’air extérieur froid est également filtré dans le système de ventilation, absorbe ensuite l’énergie de l’air vicié dans l’échangeur thermique à contre-courant croisé et alimente les pièces par le biais d’un deuxième ventilateur.

Type de construction des échangeurs thermiques et récupération de chaleur

Représentation d’un échangeur thermique: Échangeur thermique à courants croisés Échangeur thermique à contre-courant croisé

En général, on différencie les échangeurs thermiques à récupération et à régénération. Les échangeurs thermiques à récupération comprennent les échangeurs thermiques à plaques tels que les échangeurs thermiques à contre-courant et à contre-courant croisé pour lesquels les courants échangent uniquement de l’énergie et n’entrent pas en contact direct les uns avec les autres. Ce n’est qu’avec la part de contre-courant que les rendements calorifiques sont nettement supérieurs à 60 %. Le rendement calorifique réalisé dépend en premier lieu de la taille des surfaces de l’échangeur thermique. Les surfaces peuvent avoir une taille égale en ce qui concerne le type de construction à plaques comme, par exemple, en utilisant des gaufres ou des gaines carrées.

Représentation d’un échangeur thermique: Échangeur thermique rotatif

Les échangeurs thermiques à régénération comprennent l’échangeur thermique rotatif. L’air chaud donne de la chaleur et de l’humidité à un accumulateur. Ce dernier pivote de manière à ce que l’air extérieur soit amené à une autre position dans le sens opposé par le biais de l’accumulateur ; la chaleur et l’humidité sont restituées. De par la transmission d’humidité (contenant beaucoup d’énergie), le rendement calorifique peut être augmenté. Avec le constat direct des substances entre les deux courants, il existe un risque de transmission d’odeurs et de substances toxiques. De ce fait, l’accumulateur doit être rincé dans une zone intermédiaire (perte d’énergie) et l’air entrant doit être de nouveau purifié après l’échangeur thermique avec un filtre fin de bonne qualité afin d’éliminer les impuretés éventuelles stockées ou apparaissant sur l’accumulateur humide (contamination microbienne). De ce fait, le système exige également un entretien très minutieux.

Le taux de récupération de chaleur et le rendement calorifique se basent toujours dur la chaleur sensible que l’on ressent sans tenir compte de l’énergie contenue dans l’humidité de l’air grâce à l’énergie d’évaporation (chaleurs latentes).

Taux de récupération de chaleur

Toute l’énergie transmise par l’air vicié (y compris la chaleur latente) est partagée par la quantité d’énergie qui pourrait être transmise si la condensation (chaleur latente de l’air vicié) n’est pas prise en considération. En théorie, des taux de récupération de chaleur supérieur à 100 % sont donc possibles.

Rendement calorifique

L’énergie ajoutée à l’air extérieur est utilisée à la place de celle transmise par l’air vicié. En particulier, la chaleur des ventilateurs est également prise en compte. Degré d’effet de la température Si l’on suppose des débits volumétriques équilibrés et un faible nombre de fuites internes, le rendement calorifique correspond essentiellement au degré d’effet de la température : Degré d’effet de la température = (TZu – TAu) / (TAb – TAu)

Rendement calorifique équivalant

Correspond au rendement calorifique pour lequel un système de ventilation a dû être installé dans la mesure où ce dernier aurait un degré d’efficacité électrique de 5 pour les économies d’énergie primaire réellement atteintes.

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