Récupération de chaleur


De la théorie ...


graphe refroidissement 2L’énergie électrique consommée par un compresseur d'air est presque intégralement convertie sous forme de chaleur (voir le Diagramme de Sankey au paragraphe suivant), chaleur qui doit être éliminée par refroidissement. 

Ce refroidissement est non seulement nécessaire pour ne pas endommager les éléments du compresseur, mais joue également beaucoup sur le rendement énergétique du compresseur. En effet, plus le reroidissement est efficace, plus l'on se rapproche de la courbe idéale de compression, dite compression isotherme. 

Cette courbe idéale est purement théorique au sens où l'action mécanique de comprimer l'air dégage inévitablement de la chaleur, mais démontre bien l'importance capitale du refroidissement sur l'énergie consommée par le compresseur.

Image ADEME


... à la pratique

diagramme sankeyLa quasi-totalité de l'électricité consommée par un compresseur sert donc, au meilleur des cas, à réchauffer les petits oiseaux en hiver ! En effet, seuls 4% de cette énergie sont véhiculés par le fluide air comprimé. Le reste est dissipé sous forme de chaleur dans le circuit de refroidissement (72%), le réfrigérant final (13%) et le moteur(9%), ainsi qu'un infime pourcentage d'énergie dissipée par rayonnement (2%).

La part d'énergie récupérable est donc théoriquement de 94%.

La conjoncture économique actuelle, associée aux enjeux environnementaux et énergétiques devenus incontournables, impose une nouvelle sobriété dans les procédés de fabrication. Récupérer les calories des compresseurs y contribue pleinement, avec des temps de retour sur investissement extrêmement interessants, de l'ordre de 6 mois à un an.

Il est possible de récupérer cette énergie perdue, soit directement par ventilation du flux d'air chaud dans le cas d'un refroidissement par air, soit en disposant un échangeur de chaleur sur le circuit de refroidissement dans le cas d'un refroidissement par eau. La plupart des compressoristes proposent des kits standards de récupération de calories. 

Certains compressoristes sont allés plus loin dans la démarche, et ont optimisé la récupération des calories sur l'ensemble des organes du compresseur (éléments compresseurs, réfrigérant d'huile, réfrigérant intermédiaire et réfrigérant final). Ils proposent aujourd'hui des solutions totalement intégrées aux compresseurs exempts d'huile permettant, selon leurs concepteurs, de récupérer 100% de l'énergie consommée sous forme d'eau chaude jusqu'à 90°C. 

Voici un tableau récapitulatif des modalités d'installation des systèmes de récupération des calories sur des compresseurs existants, et du potentiel propre à chaque cas en fonction de la technologie du compresseur et du type de refroidissement :

 recuperation_chaleur_compresseur
* ATTENTION
 : L'apport de chaleur doit être prévu au prorata de la charge du compresseur.
En effet, un compresseur dont le taux de charge atteint par exemple 70%, n'apportera sa chaleur ... que 70% du temps !
Ceci est peut-être une Lapalissade, mais ne doit pas être négligé dans les cas où la chaleur doit être dispensée en continu au procédé (préchauffage de l'eau pour une chaudière, préchauffage de graisses etc..). Cet apport de calories ne devra donc pas constituer l'unique source de chaleur, mais plutôt un appoint, dont on peut se dispenser le cas échéant.

La récupération des calories sur les compresseurs d'air comprimé fait l'objet de Certificats d'Economies d'Energie (CEE). 

Vous pouvez télécharger sur le site du Minstère de l'Ecologie, du Développemet Durable et de l'Energie :