N°6 - Les autres types de récupérateurs - niv. 4

En formation de niveau 3 (CAP), on n'étudiera pas ce chapitre.

Les caloducs

Le caloduc est un échangeur de chaleur fonctionnant en cycle fermé selon le principe "évaporation – condensation" d’un fluide frigorigène. La circulation du liquide s'effectue par gravité (caloducs installés verticalement ou en pente), ou par capillarité (caloduc horizontaux).

Le transfert énergétique s'effectue par changement de phase. Il permet d’obtenir une récupération élevée avec une moindre surface d’échange que les autres types de récupérateurs.
Les pertes de charges seront donc plus faibles que sur les autres modèles et l’entretien est plus aisé.
Comme pour n’importe quel échangeur, la protection par des filtres et un entretien régulier est indispensable, tant sur la veine d'air neuf que sur la veine d'air repris.

Dans les modèles verticaux, le flux d'air chaud circule dans la partie inférieure du tube. Il cède sa chaleur au fluide frigorigène liquide et le porte à ébullition. La vapeur ainsi formée monte dans la partie haute du tube où elle se trouve en contact avec l'air froid. Le gaz se condense sur la paroi interne du tube en cédant sa chaleur de condensation, puis va retombe naturellement par gravité dans la partie inférieure pour un nouveau cycle.

Lorsque le caloduc est de type vertical, la circulation du fluide frigorigène, qui s'effectue par gravité, se réduit puis disparait en mi-saison. La récupération n'intervient qu'en hiver.
Les modèles horizontaux dans lesquels la circulation s'effectue par capillarité sont "réversibles" et peuvent donc fonctionner en été.

Le risque de prise en glace existe mais il est moindre que dans le cas des récupérateurs à plaque. Il y a lieu de se rapprocher du fabricant, pour définir si un système de dégivrage est nécessaire dans les régions froides.

Avantages
- Faible encombrement,
- Peu de maintenance,
- Réversibilité pour le type horizontal à capillarité.

Inconvénients
- Amenée et évacuation d'air doivent être adjacentes,
- Coût supérieur à celui des récupérateurs à plaque

Les récupérateurs par accumulation

Le principe général des récupérateurs par accumulation ou encore appelé récupérateurs à régénération est de récupérer la chaleur contenue dans l'air extrait en faisant transiter cet air au travers d'un matériau accumulateur. Ce matériau accumulateur est ensuite soumis au flux d'air neuf et lui cède sa chaleur.

L’efficacité thermique (récupération de chaleur) des récupérateurs rotatifs est élevée.

Le matériau accumulateur cylindrique en rotation lente (de 5 à 20 tours/min) est traversé dans une direction par l'air rejeté et dans l'autre par l'air neuf. Il se compose d'un média de transfert en aluminium, acier inoxydable ou matériau synthétique formant de très nombreux petits canaux. Le matériau accumulateur est alternativement traversé par l'air chaud rejeté où il se charge d'énergie, et l'air neuf froid où il se décharge.

Les écoulements aérauliques d'air neuf et d'air repris doivent être disposés de telle façon que la circulation de l'air s'effectue à contre-courant. Ceci permet un effet d'auto-nettoyage car toute poussière qui se serait déposée sur la face avant de chacune des moitiés du rotor sera délogée dans l'autre moitié du rotor puisque l'air y circule dans l'autre sens.

En vue d'éviter le mélange d'air neuf et d'air rejeté, il est prévu un secteur de nettoyage dans lequel l'air rejeté est chassé vers l’extérieur par de l'air neuf. Une légère contamination est toutefois inévitable.

Le matériau accumulateur peut être imprégné ou non d'un produit hygroscopique (*) de manière à permettre le transfert tant de chaleur sensible (remontée en température) que d'humidité.
(*) Une matière hygroscopique est une matière qui a tendance à absorber l'humidité de l'air. Lorsque la roue passe dans l'air extrait elle se charge d'humidité et s'assèche lorsqu'elle passe dans l'air neuf plus sec.

Le transfert possible d’humidité permet de définir une efficacité en humidité.