Récupération de la chaleur des gaz d’échappement de combustion :
Les fumées évacuées par les cheminées des centrales thermiques (y compris les chaudières des installations de cogénération et les fours industriels) présentent une température d’environ 120 °C. Dans les centrales alimentées au gaz naturel ou au GNL, les fumées contiennent des quantités importantes de vapeur d’eau issue de la combustion ; la chaleur latente de cette vapeur d’eau représente plus de 70 % de l’enthalpie totale des fumées. Si cette vapeur d’eau était condensée en eau liquide, environ 50 % de sa chaleur latente pourrait être récupérée.

Lors de la récupération de chaleur résiduelle à moyenne et basse température, si le flux d’échappement ne contient pas de composés corrosifs mais renferme des particules, un dispositif de lavage à l’eau peut être installé. En revanche, en présence de composés corrosifs, ceux‑ci se combinent avec les poussières et provoquent la corrosion. La corrosion survient généralement lorsque le point de rosée des gaz d’échappement est inférieur à la température d’entrée du flux à basse température, ou lorsque les poussières obstruent les passages d’écoulement. Une fois que les poussières adhèrent aux surfaces d’échange thermique, elles créent une résistance thermique qui entrave le transfert de chaleur et peut entraîner la condensation à une température proche de celle du fluide à basse température ; dans de telles conditions, de nouvelles poussières s’accumulent plus facilement, accélérant ainsi le processus de corrosion. Afin de prévenir la corrosion, les mesures suivantes doivent être mises en œuvre :

(a) Élever la température du gaz du côté basse température au‑dessus du point de rosée du gaz du côté haute température, empêchant ainsi la condensation de se produire du côté haute température.

(b) Ne laissez pas la poussière s’accumuler aux endroits où les températures de surface d’échange thermique sont les plus basses :

(c) La température du gaz du côté basse température doit être supérieure à la température de rosée de l’oxygène.

Application dans les systèmes de valorisation de la chaleur utilisant les eaux usées comme source de chaleur

Évaluation de l’énergie thermique des eaux usées

Selon des enquêtes statistiques, l’énergie thermique contenue dans les eaux usées représente environ 39 % de la chaleur résiduelle totale d’une ville. La faisabilité de la récupération et de l’utilisation de cette chaleur résiduelle dépend de facteurs tels que la distance, le moment et la qualité de l’eau.

(1) La chaleur issue des eaux usées constitue une ressource énergétique encore inexploitée, pouvant être valorisée sur un vaste territoire. À l’heure actuelle, l’utilisation de la chaleur provenant des eaux usées se répartit en deux catégories : les eaux usées traitées et les eaux usées non traitées. Les eaux usées traitées permettent de récupérer de l’énergie thermique à proximité des stations d’épuration, tandis que les eaux usées non traitées sont collectées par le réseau d’assainissement et traitées dans des installations centralisées raccordées au réseau d’assainissement, afin de rapprocher cette chaleur des consommateurs et d’en réduire les coûts d’approvisionnement.

(2) (Temps) Les eaux usées constituent une source de chaleur stable et abondante ; dans les zones à forte densité de population, des sources de chaleur importantes sont facilement accessibles, capables de répondre aux besoins de chauffage des utilisateurs ayant de fortes exigences thermiques.

(3) Qualité

1) La température des eaux usées présente de faibles fluctuations annuelles et diurnes. En toute saison, elle se situe autour de 26 °C en été et d’environ 15 °C en hiver ; elle est inférieure à la température de l’air ambiant en été et légèrement supérieure en hiver, avec une amplitude de variation plus réduite que celle des températures atmosphériques.

2) Elle est moins influencée par les conditions météorologiques ; contrairement aux sources d’énergie naturelles telles que l’énergie solaire, éolienne et atmosphérique, les eaux usées sont pratiquement insensibles au vent, à la pluie, aux périodes nocturnes ainsi qu’aux masses d’air exceptionnellement froides ou chaudes, ce qui en fait une source de chaleur stable.