Quel est le principe de la récupération de chaleur résiduelle dans les groupes électrogènes au biogaz ?
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Le principe de base de la récupération de chaleur résiduelle dans les groupes électrogènes au biogaz consiste à transférer l'énergie thermique des gaz de combustion à haute température émises par le générateur et de l'eau de refroidissement des chemises de cylindre vers d'autres milieux (tels que l'eau ou l'air) via des échangeurs de chaleur spécialisés. Ces supports chauffés sont ensuite utilisés dans des applications industrielles ou domestiques, permettant une utilisation d'énergie secondaire.
I. Principe de base : transfert de chaleur et conversion du milieu
L'ensemble du processus adhère à la première loi de la thermodynamique : la chaleur ne peut pas être créée ou détruite, mais uniquement transférée d'objets à température plus élevée vers des objets à température plus basse. Ceci est réalisé à travers deux étapes clés :
Captage de chaleur : en utilisant des échangeurs de chaleur (par exemple, des échangeurs de chaleur de gaz de combustion, des échangeurs de chaleur eau-à-eau) comme intermédiaires, les caloporteurs résiduels à haute-température (gaz de combustion, eau de chemise de cylindre) entrent en contact direct ou indirect avec des fluides à basse-température nécessitant un chauffage (eau froide, air).
Réutilisation de l'énergie : le fluide chauffé (par exemple, eau chaude, air chaud) est distribué à diverses applications selon les besoins, convertissant l'énergie thermique autrement gaspillée en énergie directement utilisable pour le chauffage, l'approvisionnement en eau chaude ou les processus de production auxiliaires.
La chaleur résiduelle dans les générateurs de biogaz provient principalement de deux sources. En raison des différences de température et de milieu porteur, les principes de récupération et les équipements utilisés varient également.
Chaleur résiduelle des gaz de combustion à haute-température
400-600 degrés
Échangeur de chaleur pour gaz de combustion (généralement de type à tube-ou à ailettes-)
Les gaz de combustion à haute température-circulent à travers les tubes de l'échangeur de chaleur tandis que l'eau froide ou l'air circule à l'extérieur. La chaleur est transférée à travers les parois des tubes, chauffant l'eau en eau chaude (ou en vapeur) ou chauffant directement l'air.
Chaleur perdue de l’eau de refroidissement des chemises de cylindre
80-90 degrés
Échangeur de chaleur eau-à-eau (généralement à plaques ou à coque-et-type à tube)
L'eau de refroidissement de l'enveloppe à haute température et l'eau froide nécessitant un chauffage entrent en contact indirectement via des cloisons à l'intérieur de l'échangeur de chaleur. La chaleur est transférée de l'eau à haute-température à l'eau à basse-température, produisant de l'eau chaude à température moyenne-sans chauffage supplémentaire.
