L’air évacué d’un bâtiment est un véritable gisement d’énergie qu’on peut récupérer pour réaliser des économies, réduire ses émissions de GES et améliorer la qualité de l’air intérieur.
La récupération d’énergie,
comment ça marche ?
On utilise un dispositif qui récupère la chaleur captée dans l’air évacué pour préchauffer l’air entrant par temps froid, ou en extraire la chaleur par temps chaud, afin de réduire les besoins de climatisation. Selon le système, on peut récupérer uniquement la chaleur (chaleur sensible) ou à la fois la chaleur et l’humidité (chaleur latente).
Les différents procédés
Il existe plusieurs procédés de récupération d’énergie offrant des taux d’efficacité différents. Le choix du procédé dépend de l’application, du budget et des contraintes opérationnelles — voyons maintenant les options possibles :
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Le ventilateur récupérateur de chaleur (VRC)
comprend un noyau d’échange de chaleur où l’air vicié et l’air neuf circulent en sens opposé dans des conduits séparés pour transférer la chaleur ou le froid sans contact direct. Il intègre la mécanique de ventilation et la récupération de chaleur dans un seul équipement.
- Applications : résidentielle, petits commerces, bureaux, bâtiments d’élevage ; ventilation avec récupération intégrée.
- Taux d’efficacité : de 40 à 70 %.
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- 2
L’échangeur à plaques
est composé de plusieurs plaques fines légèrement séparées où les fluides chaud et froid circulent dans des canaux adjacents, favorisant ainsi l'échange de chaleur à travers les surfaces des plaques.
- Applications : procédés industriels, centrales de traitement d’air, récupération de chaleur sur réseau d’eau chaude ou glycol. Il faut des ventilateurs ou pompes externes pour faire circuler les fluides.
- Taux d’efficacité : de 70 à 80 %.
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- 3
La roue thermique
est un échangeur de chaleur cylindrique dont la moitié de la surface est en contact avec l’air évacué et l’autre moitié avec l’air neuf qui doit être chauffé. Cette technologie peut non seulement assurer le transfert de chaleur, mais aussi le transfert d’humidité (dans ce cas, on parle de roue enthalpique). Pour récupérer à la fois la chaleur et l’humidité, l’intérieur de la roue doit comprendre un revêtement additionnel, soit un polymère formé de gel de silicate.
- Applications : grandes unités de traitement de l’air (UTA), édifices commerciaux ; récupération sensible et/ou enthalpique, très efficace pour grands débits.
- Taux d’efficacité : de 70 à 85 %.
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- 4
Le serpentin
ou « run around », se compose de bobines à ailettes situées dans les courants d’air neuf et vicié d’un système de ventilation. Les bobines sont liées en boucle fermée par des tuyaux dans lesquels circule un fluide caloporteur comme une solution de glycol antigel et/ou de l’eau. Une pompe fait circuler ce fluide entre les deux serpentins. L’air extrait réchauffe le fluide dans le premier serpentin pour aller préchauffer l’air entrant grâce au second.
- Applications : hôpitaux, écoles, industries ; unités de traitement d'air (UTA) où les flux d’air sont éloignés, extraction d’air spécialisée, aucune contamination croisée.
- Taux d’efficacité : de 45 à 65 %.
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- 5
L’échangeur à régénération par cassettes
se compose de blocs (les cassettes) qui abritent une série de plaques d’aluminium espacées. Les cassettes sont traversées par l’air vicié et ensuite à contresens par l’air neuf en alternance. À chaque cycle, le matériau se charge d'abord de la chaleur de l’air vicié pour ensuite céder cette dernière à l’air neuf lors de son passage à contresens.
- Applications : résidentielle/tertiaire compacte ; récupération sensible et/ou enthalpique; haute efficacité sans roue.
- Taux d’efficacité : de 60 à 80 -85% .
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- 6
L’échangeur à caloducs (heat pipe)
est composé de tubes hermétiques qui contiennent un réfrigérant dont l’une des extrémités est située dans le circuit d’évacuation d’air et l’autre, dans le circuit d’air d’alimentation. Le réfrigérant passe à l’état de vapeur dans l’extrémité à haute température puis circule vers l’autre extrémité, plus froide, où il se condense, libérant ainsi sa chaleur.
- Applications : installations compactes, laboratoires ; situations où on veut éviter tout mélange d’air et réduire la complexité mécanique, unités de traitement d'air (UTA) avec séparation stricte des flux (hygiène).
- Taux d’efficacité : de 60 à 75 %.
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Chaleur sensible et chaleur latente : la différence
Alors que la chaleur sensible provoque un changement de température d’une matière (l’air ou l’eau, par exemple), la chaleur latente modifie son état physique (de l’état liquide à l’état gazeux, par exemple).
En récupération d’énergie, de nombreux procédés captent uniquement la chaleur sensible ; toutefois, certains autres, comme les ventilateurs récupérateurs d’énergie, peuvent capter une partie de la chaleur latente sous forme d’humidité pour la transférer à l’air entrant afin de maintenir une hygrométrie appropriée dans un bâtiment.
« La qualité de l’air est nettement meilleure, les oiseaux sont beaucoup moins stressés et ils n’ont pas besoin de manger autant pour se réchauffer. C’est une révolution par rapport aux anciennes méthodes »
Pondeuses JL
Grâce à des ventilateurs récupérateurs de chaleur, Pondeuses JL, une entreprise spécialisée dans l'élevage avicole, économise plus de 950 000 m3 de gaz naturel.
Bon à savoir
Depuis 2012, toutes les nouvelles constructions doivent être munies d’un ventilateur récupérateur de chaleur en vertu de la section 11 du Code de la construction du Québec.
