#14 échangeur co courant échangeur contre courant

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Transcription texte #14 échangeur co-courant échangeur contre-courant :

Salut, aujourd’hui, dans cette vidéo, nous allons parler des échangeurs thermiques, dans mon cas, je suis sur mon système de récupération de chaleur sur les eaux usées d’une douche, mais ce principe s’applique à tous les échangeurs de chaleur. Et un échangeur, concrètement, c’est quoi? C’est un appareil qui permet de transmettre la température d’un fluide à un autre. Le fluide peut être l’eau d’un coté et l’eau de l’autre coté, mais cela peut aussi être l’eau d’un coté et l’air d’un coté, comme par exemple sur un radiateur.

L’exemple le plus parlant, c’est l’exemple d’un échangeur tubulaire, comme dans mon cas. Et nous allons voir la différence entre un échangeur co-courant, et un échangeur contre-courant. Car, sur mon échangeur qui sera raccordé sur ma douche, si le siphon est raccordé sur l’échangeur d’un coté, les évacuations vont circuler dans un sens, je raccorderais mon arrivée d’eau au point opposé du siphon. Je souhaite être en contre courant, et surtout pas en co-courant. Et nous allons voir la raison ensemble dans cette vidéo.

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Représentons ensemble le graphe du co-courant.  Je positionne les températures 0°C, 35°C, et pour bien comprendre le principe, imaginons que l’échangeur est infiniment long, et il est parfait, il n’a aucune pertes, et il transmet toute la chaleur. Si jamais cet échangeur est en co-courant, c’est à dire que le fluide au primaire circule dans le même sens que le fluide au secondaire de cet échangeur. Mes eaux usées sont à une température de 35°C, mon eau froide, elle est à 10°C. Les deux fluides vont se retrouver en contacte au même endroit. Donc les eaux usées vont se refroidir, et l’eau froide va se réchauffer. Vu que notre échangeur est infiniment long et parfait, ce processus va se continuer jusqu’a ce que les deux fluides aient la même température. La température finale va dépendre des débits du fluide au primaire et du fluide au secondaire. Cette température sera une valeur comprise entre les deux précédentes, dépendant des débits. Imaginons que l’eau sorte à 25°C.

Maintenant, le même exemple, mais branché en contre courant. Un fluide dans un sens, l’autre fluide dans l’autre sens. Notre échangeur est toujours infiniment long, parfait et transmet toute la chaleur, voici ce qui va se passer. Nous rentrerons d’un coté avec nos eaux usées à 35°C, et, à l’autre bout, au secondaire, on introduit l’eau froide à 10°C. Cet échangeur est infiniment long et parfait, donc les eaux usées vont se refroidir jusqu’à une température de 10°C, et l’eau froide, elle va se réchauffer jusqu’a une température de 35°C.

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En ayant un échangeur à contre courant, nous aurons un gain, une récupération de température qui sera beaucoup plus importante que si on avait les deux fluides allant dans le même sens et qui à la fin finiraient par se stabiliser une fois qu’ils auraient une température qui serait une moyenne des deux températures à l’entrée.

Ce que nous venons de voir, c’est de la théorie, maintenant, si nous appliquons cette théorie à la pratique, sur mon échangeur, j’aurais plus à récupérer si je le branche en contre courant que si je le branche en co-courant.

Je viens de vous montrer pour un échangeur tubulaire comme celui que j’ai construit. Maintenant, un ballon d’eau chaude sanitaire avec un sepentin à l’intérieur qu’il faut raccorder sur un panneau solaire thermique sur le toit, c’est le même principe, le serpentin, c’est juste un rouleau de cuivre dans le ballon. Et sur notre ballon, il y a des flèches avec des notations entrée et sortie, pourquoi? c’est pour respecter le principe du contre courant.

Et se principe s’applique à tous les échangeurs, c’est à dire que même si on prend un radiateur, on nous dit toujours qu’il faut raccorder l’arrivée en haut, et le retour en bas. Et notre radiateur va réaliser un échange thermique entre l’eau du circuit de chauffage, et l’air ambiant de la pièce. Donc l’eau du circuit de chauffage arrive en haut chaude, se refroidis, et repart en bas plus froide. Et l’air de la pièce, il est froid en bas, et chaud en haut, donc on à de l’air froid qui va arriver en bas du radiateur, se réchauffer, et sortir du radiateur en étant plus chaud. Et dans cette situation, nous sommes encore sur le cas d’un échangeur à contre courant.

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Voila, donc un petit peut de théorie mais qui peut aider dans la pratique pour nos échanges thermiques. Je vous dis à tout de suite pour la suite, et bon courage pour vos projets.

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