Economiseur
Fiche technique - Fonctionnement
L'économiseur est conçu pour maximiser le transfert de chaleur résiduelle de vos fumées vers un fluide utile. Il opère sur un principe de contre-courant, garantissant un rendement thermique maximal tout en assurant une maintenance simplifiée.
- Fluide côté froid : eau d’alimentation chaudière / retour process / eau-glycol (–10 à 120 °C typ.), huile thermique (jusqu’à 250–300 °C selon qualité et joints).
- Fumées compatibles : gaz naturel/biogaz (condensing favorisé), fiouls/biocombustibles (attention point de rosée acide plus élevé).
- Connexions :
- Côté eau : brides EN 1092-1 PN16/PN25 ou ASME B16.5 Class 150/300 (DN typ. DN80 à DN400+).
- Côté fumées : raccordement gaines/cadres avec piquage bypass (volets motorisés).
- Instrumentation de base : T° fumées entrée/sortie, T° eau entrée/sortie, ΔP fumées, ΔP eau, prises d’échantillonnage condensats (condensing), détecteur de niveau bac de condensats.
Rendement & Économies
Nos échangeurs sont conçus pour atteindre des performances thermiques spécifiques, garantissant un $\text{ROI}$ optimal tout en protégeant l'intégrité de votre installation contre la corrosion.
- Cible T° fumées sortie (sensible) : souvent 120–180 °C (éviter corrosion/condensation acide sur fioul ; possible plus bas sur gaz).
- Cible T° fumées sortie (condensing) : 30–60 °C typ. sur gaz naturel/biogaz (point de rosée H₂O ~55 °C).
- Gain condensing (ordre de grandeur) : +8 à +15 % PCI vs économiseur sensible seul (dépend humidité fumées et T° eau d’entrée).
- ΔP fumées typiques : 1–3 mbar (sensible), 5–20 mbar (condensing / batteries plus denses).
- ΔP eau typique : 30–80 kPa par module (à caler avec pompe d’alim).
- Calculs de base :
- Bilan : Q=m˙eau cp ΔTeau=m˙fumeˊes cp ΔTfumeˊesQ = \dot m_{\mathrm{eau}}\,c_p\,\Delta T_{\mathrm{eau}} = \dot m_{\mathrm{fumées}}\,c_p\,\Delta T_{\mathrm{fumées}}Q=m˙eaucpΔTeau=m˙fumeˊescpΔTfumeˊes
- Méthode : LMTD (Log Mean Temperature Difference) avec UA issu de la surface d’échange.
Installation & Conformité
La longévité et la sécurité de l'économiseur reposent sur un choix rigoureux des matériaux et une implantation qui respecte les contraintes hydrauliques et mécaniques de votre site.
- Implantation : en ligne sur la gaine fumées ou en dérivation avec bypass. Prévoir accès frontal/latéral aux cartouches et dégagement pour manutention.
- Hydraulique : montage sur eau d’alimentation chaudière (amont deaérateur/dégazeur selon stratégie), ou boucle process. Vannes d’isolement, purge, points de mesure débit/T°/ΔP.
- Condensing : prévoir bac de collecte, drainage et neutralisation des condensats (pH), siphons et évacuation. Ventilation locale si risque d’acidification.
- Maintenance : plan de nettoyage (brossage, lavage, air/steam-blow), périodicité selon poussières/soot ; cartouches amovibles = temps d’arrêt réduit.
Données techniques (installation & matériaux)
- Pression côté eau : conception courante PN16–PN25 (eau) ; pour huile, vérifier limites joints/jauges (souvent PN16).
- Températures côté eau : 5–120 °C (eau/eau-glycol) ; huile thermique jusqu’à 250–300 °C selon série.
- Matériaux (guidage rapide) :
- AISI 304/316L : fumées gaz naturel en sensible ; 316L recommandé en condensing (condensats moins agressifs).
- AISI 904L / Duplex 2205 : environnements très corrosifs (soufre/chlore, fiouls lourds, biomasse acide).
- Tubes lisses : milieux encrassants (poussières) – nettoyage facilité.
- Tubes ailettés : haute compacité/efficacité sur fumées propres.
- Électricité/automatisme :
- Volets bypass fumées motorisés (commande 0–10 V / 4–20 mA / TOR).
- Sondes T°, transmetteurs ΔP, débitmètre (côté eau) raccordés GTC/SCADA (Modbus/4–20 mA).
- Interverrouillages : arrêt chaudière si ΔP fumées trop élevé, alarme T° sortie fumées, niveau bac condensats (condensing).
- Civils & manutention : châssis avec anneaux de levage, bac de rétention (condensing), dégagement ≥ 800 mm en façade pour extraction cartouches (à confirmer sur plan).
Ce qu’on te demandera pour lancer le dimensionnement
- Fumées : débit (kg/h ou Nm³/h), T° entrée, composition (O₂, H₂O, SOₓ, Cl), ΔP max admissible, propreté (poussières).
- Eau/huile : débit, T° entrée/sortie cible, pression, qualité d’eau (pH, dureté), ΔP max.
- Contraintes : encombrement, orientation, accès maintenance, besoin de bypass, normes de site (PED/CE, ATEX si applicable).
Condenseur
Fiche technique - Fonctionnement
Les condenseurs de fumées (aussi appelés économiseurs condensing) récupèrent la chaleur sensible et la chaleur latente contenues dans les gaz de combustion en abaissant leur température sous le point de rosée. La vapeur d’eau des fumées condense sur l’échangeur et libère son enthalpie, ce qui préchauffe fortement un fluide (eau d’appoint/de ville, retour process, boucle ECS, eau-glycol).
Le système comprend un échangeur (tubes lisses ou ailettés selon l’encrassement), un circuit d’eau (pompe, vannes, instrumentation), un bypass fumées motorisé pour la continuité d’exploitation, et un collecteur de condensats avec neutralisation.
Données techniques – fonctionnement
- Fluide côté froid : eau d’appoint/de ville (5–25 °C typ.), retour process/ECS, eau-glycol.
- Fumées compatibles : gaz naturel/biogaz (idéal), fiouls/biomasse (étude anticorrosion renforcée).
- Point de rosée : H₂O ~ 50–60 °C (gaz naturel) ; rosée acide (H₂SO₄) plus élevée avec soufre : ~110–150 °C (fiouls/biomasse soufrés) → choix matériaux & stratégie de régulation adaptés.
- Connexions : eau en brides PN16/PN25 (DN selon débit), fumées par cadres/brides avec clapets/volets (TOR ou 4–20 mA).
- Instrumentation : T° fumées in/out, T° eau in/out, ΔP fumées (colmatage), ΔP eau, débitmètre eau, niveau bac condensats, pH condensats.
Rendement & Économies
En abaissant la T° des fumées en dessous du point de rosée, on récupère en plus de la chaleur sensible la chaleur latente de condensation : c’est le “bonus condensing”.
Résultats : économie d’énergie sur la chaudière, réduction CO₂ et hausse du rendement global de l’installation.
Données techniques – performance
- Température fumées sortie (condensing) : 25–60 °C typ. (gaz naturel), selon T° eau d’entrée et surface d’échange.
- Gains (ordre de grandeur) :
- Sensible seul : dépend du ΔT fumées (souvent 80–150 °C récupérés).
- Latent (condensing) : +8 à +15 % (PCI) par rapport à un économiseur non condensing, selon humidité des fumées et T° eau d’entrée.
- ΔP fumées : 5–20 mbar (suivant compacité et propreté des gaz).
- ΔP eau : 30–100 kPa/module (calé avec la pompe).
- Calculs utiles :
Qsensible=m˙fumeˊes cp,fumeˊes (Tin−Tout)Q_{\text{sensible}} = \dot m_{\text{fumées}} \, c_{p,\text{fumées}} \, (T_{\text{in}}-T_{\text{out}})Qsensible=m˙fumeˊescp,fumeˊes(Tin−Tout)
Qlatent=m˙H₂O cond. ΔhcondQ_{\text{latent}} = \dot m_{\text{H₂O cond.}} \, \Delta h_{\text{cond}}Qlatent=m˙H₂O cond.Δhcond (≈ 2 300 kJ/kg selon conditions).
Qeau=m˙eau cp,eau (Tout−Tin)Q_{\text{eau}} = \dot m_{\text{eau}} \, c_{p,\text{eau}} \, (T_{\text{out}}-T_{\text{in}})Qeau=m˙eaucp,eau(Tout−Tin)
Installation & Conformité
Le condenseur s’installe en ligne sur la gaine fumées ou en dérivation avec bypass pour les phases de nettoyage/maintenance. Côté eau, on le raccorde de préférence sur l’eau d’appoint froide (gain maximal), ou sur un retour process. Un bac collecte les condensats et un kit de neutralisation ajuste le pH avant rejet.
Données techniques – installation & matériaux
- Matériaux :
- AISI 316L : référence pour gaz naturel en condensing.
- AISI 904L / Duplex 2205 : milieux très corrosifs (soufre/chlore, biomasse/fiouls).
- Tubes lisses : fumées encrassantes (nettoyage facilité). Tubes ailettés : fumées propres (efficacité/compacité).
- Températures côté eau : 5–80 °C (eau) ; eau-glycol possible (viscosité/ΔP à vérifier).
- Pression côté eau : conception courante PN16–PN25.
- Électricité/automatisme : commande volets (0–10 V / 4–20 mA / TOR), régulation sur T° fumées sortie et/ou T° eau sortie, interverrouillages (haut ΔP fumées, haut niveau condensats, défaut pH).
- Condensats : prévoir drainage, neutralisation, siphons, matériaux et joints compatibles ; ventilation locale si nécessaire.
- Maintenance : trappes d’accès, cartouches/extractibles selon modèle, plan de nettoyage (brossage, lavage, air/steam-blow) avec périodicité adaptée aux poussières/soot.
- Conformités : équipements sous pression côté eau (PED/CE), règles site (ATEX si poussières/solvants), rejet condensats conforme (pH, T°, débit).
Pour lancer une étude
- Fumées : combustible, débit (kg/h ou Nm³/h), T° entrée, composition (H₂O, O₂, SOₓ, HCl), ΔP max admissible, propreté (poussières/soot).
- Eau : débit, T° entrée/sortie souhaitées, pression, qualité (pH, dureté), ΔP max.
- Contraintes : encombrement, orientation, accès maintenance, besoin bypass, normes de site.
Echangeur
Fiche technique - Fonctionnement
L'échangeur est le dispositif central qui permet de transférer efficacement l'énergie thermique entre deux fluides sans les mélanger. Il est dimensionné sur mesure pour s'intégrer dans vos boucles de récupération de chaleur fatale.
Principe Thermique et Types
Fonction Principale : Transférer l'énergie thermique des fumées ou d'un fluide chaud de process (le fluide émetteur) vers un fluide utilitaire (eau d'alimentation, eau-glycol, huile thermique, etc. – le fluide récepteur).
Conception Modulaire : Nous travaillons principalement avec des échangeurs à plaques, à faisceau tubulaire ou à tubes à ailettes (pour les gaz/fumées), le choix étant déterminé par la nature des fluides, les pressions et la compacité requise.
Flexibilité des Fluides : L'échangeur est compatible avec une large gamme de fluides : eau d’alimentation chaudière, huile thermique (jusqu'à 300°C), ou fluides de process variés.
Rendement & Économies
- Réduction de la Consommation : En préchauffant l'eau d'alimentation de la chaudière ou l'air de combustion, vous diminuez la quantité d'énergie primaire (gaz/fioul) nécessaire pour atteindre la T° de consigne.
- Valorisation de la Chaleur Fatale : L'échangeur permet de transformer une perte (chaleur des évents, fumées) en une ressource utilisable (chauffage de process, eau chaude sanitaire ou préchauffage de chaudière).
- Longévité du Process : L'utilisation de matériaux adaptés aux contraintes des fluides (ex : AISI 316L ou matériaux exotiques pour les condensats acides) assure une résistance accrue à la corrosion et à l'encrassement, réduisant la maintenance.
L'installation d'un échangeur permet de réinjecter une énergie qui serait gaspillée dans vos boucles de production, garantissant un retour sur investissement rapide et une meilleure performance environnementale.
Gains Financiers et Opérationnels
Installation & Conformité
Nous concevons l'échangeur pour une intégration et une maintenance optimisées, dans le respect des contraintes mécaniques et des normes de sécurité.
Intégration et Maintenance Simplifiée
Implantation Flexible : L'échangeur s'installe en ligne ou en dérivation (avec bypass motorisé optionnel) sur les gaines de fumées ou les tuyauteries de fluides de process.
Facilité d'Accès : Pour les échangeurs tubulaires ou à ailettes, nous prévoyons l'accès (trappes ou cartouches extractibles) pour le nettoyage ou le brossage des surfaces d'échange, minimisant le temps d'arrêt pour la maintenance.
Sécurité de Fonctionnement : Intégration des interverrouillages et de l'instrumentation de base (T°C, DeltaP) pour la supervision SCADA/GTC et l'arrêt de sécurité en cas de problème (ex : DeltaP fumées trop élevé).
Matériaux et Réglementation
Sélection des Matériaux : Choix ciblé entre acier carbone, AISI 304/316L ou 904L en fonction de la corrosivité des fumées et de la pression de service.
Pression de Conception : Les pressions côté fluide sont généralement PN16 – PN25 ou ASME Class 150/300.
Conformité : L'équipement est conçu selon la Directive Équipements Sous Pression (DESP) et toutes les normes de sécurité en vigueur pour garantir la fiabilité de l'installation.
Récupération sur event
Fiche technique - Fonctionnement
La Récupération sur événement consiste à capter et valoriser l'énergie thermique (chaleur fatale) produite de manière non linéaire, notamment lors de cycles de production spécifiques (démarrage, arrêt, phases de refroidissement, pics de charge ponctuels, purges). Ces systèmes, souvent négligés, sont des leviers majeurs pour l'efficacité énergétique de vos process.
Principe de Capture : Le système est conçu pour réagir rapidement aux variations de température et de débit. Il utilise des échangeurs thermiques à haute réactivité (souvent à plaques) pour transférer l'énergie du flux de rejet (fumées, eaux chaudes, vapeurs) vers un fluide caloporteur ou directement dans un ballon accumulateur (tampon).
Technologies Clés : L'élément central est le système de stockage (accumulateur de chaleur ou d'eau surchauffée), qui permet de lisser la production de chaleur intermittente et de la réinjecter dans le réseau de manière stable, pour un usage différé (eau chaude sanitaire, chauffage de locaux, préchauffage d'eau d'alimentation de chaudière).
Applications Typiques : Récupération sur les purges de fond de chaudières, les cycles de refroidissement de fours industriels, les rejets de fluides à haute pression ou les dépressurisations cycliques.
Rendement & Économies
Optimisation du Bilan Carbone : En valorisant une énergie qui serait autrement perdue dans l'atmosphère, vous réduisez directement votre consommation de combustibles fossiles et diminuez significativement les émissions de CO₂ associées à votre production.
Rendement Économique : La chaleur récupérée est une énergie gratuite. La mise en place de ces systèmes offre généralement un retour sur investissement (ROI) rapide, particulièrement dans les process à forte intermittence énergétique. Les économies sur les factures de gaz ou d'électricité sont immédiates.
Aides et Subventions : Les projets de récupération de chaleur fatale sont fortement encouragés par les pouvoirs publics et sont souvent éligibles aux Certificats d'Économie d'Énergie (CEE), réduisant considérablement le coût initial de l'investissement.
Installation & Conformité
Étude de Faisabilité : Notre intervention commence par un bilan énergétique précis pour identifier la fréquence, la température et le volume des événements thermiques à valoriser. Nous dimensionnons ensuite le système (échangeurs, stockage) pour une efficacité maximale sans perturber votre production.
Intégration et Sécurité : L'installation est réalisée en s'intégrant parfaitement à vos installations existantes, y compris la bâche alimentaire ou le réseau vapeur. Tous les équipements sous pression (ballons, tuyauteries) sont mis en œuvre et mis en service dans le strict respect de la Directive Équipements Sous Pression (DESP) et de l'encadrement des ICPE.
Maintenance et Exploitation : Nous assurons la maintenance des équipements et la vérification périodique des échangeurs et systèmes de stockage pour garantir la sécurité et la conformité continue de l'installation.