PHE dans le chauffage urbain

Les échangeurs de chaleur à plaques (PHE) sont des composants essentiels des systèmes de chauffage urbain en raison de leur rendement élevé, de leur taille compacte et de leur adaptabilité à des conditions de fonctionnement variables. Vous trouverez ci-dessous une explication détaillée de leurs applications typiques :

1. Distribution centrale de la chaleur

Dans les systèmes de chauffage urbain, la chaleur est généralement générée dans une usine centrale à l’aide de chaudières au gaz naturel, de biomasse, d’énergie géothermique ou de chaleur résiduelle provenant de processus industriels. Les échangeurs de chaleur à plaques sont utilisés pour transférer efficacement cette chaleur au réseau de chauffage urbain primaire. Leur conductivité thermique élevée et leur taille compacte garantissent que les pertes de chaleur sont minimisées pendant le transfert, ce qui permet de maintenir l’efficacité énergétique dans tout le système.

Exemple : Dans un système alimenté par des installations de valorisation énergétique des déchets, les EPH transfèrent la chaleur générée par l’incinération des déchets à l’eau ou à la vapeur utilisée dans le réseau urbain.

2. Échange de chaleur de la sous-station

À l’interface entre le réseau de chauffage urbain et les bâtiments finaux (résidentiels, commerciaux ou industriels), des PHE sont installés dans les sous-stations. Ces échangeurs transfèrent la chaleur du circuit primaire au circuit secondaire, qui la distribue aux consommateurs individuels.

Cette séparation assure :
un. Protection du circuit primaire contre la contamination.
b. Indépendance hydraulique, permettant différents niveaux de pression dans les circuits primaires et secondaires.
c. Personnalisation des températures d’alimentation pour répondre aux besoins de bâtiments ou de zones spécifiques.

Par exemple, un complexe résidentiel peut nécessiter des températures d’alimentation plus basses par rapport à une installation industrielle, et les PHE permettent de tels ajustements.

3. Production d’eau chaude sanitaire (ECS)

Dans de nombreux systèmes de chauffage urbain, les PHE sont utilisés pour la production d’eau chaude sanitaire à la demande. Ils assurent un transfert instantané de chaleur vers l’eau froide, assurant un approvisionnement continu et efficace en eau chaude sans avoir besoin de réservoirs de stockage encombrants.

Avantages : Réponse rapide aux différentes demandes, pertes thermiques réduites et installation compacte dans des sous-stations ou des bâtiments individuels.

4. Récupération et utilisation de l’énergie

Les échangeurs de chaleur à plaques jouent un rôle essentiel dans la récupération de la chaleur résiduelle des processus industriels, des centrales électriques ou d’autres sources. Cette chaleur récupérée peut être injectée dans le réseau de chauffage urbain, réduisant ainsi la dépendance aux sources d’énergie primaires.

Exemple : La chaleur de l’eau de refroidissement d’une aciérie peut être transférée à l’aide de PHHE au système de chauffage urbain, en utilisant de l’énergie qui serait autrement gaspillée.

5. Équilibrage de charge et contrôle de la température

Les systèmes de chauffage urbain connaissent souvent une demande fluctuante tout au long de la journée et au fil des saisons. Les PHE aident à réguler et à équilibrer la charge thermique en s’adaptant aux variations de débits et aux différences de température entre les conduites d’alimentation et de retour. Leur conception modulaire permet des ajustements pour répondre à la demande de pointe ou optimiser les performances pendant les périodes de faible demande.

Exemple : En hiver, les PHE fonctionnent à des capacités plus élevées pour répondre aux besoins de chauffage, tandis qu’en été, ils peuvent gérer des charges réduites pour des applications telles que la production d’eau chaude sanitaire.

6. Intégration des énergies renouvelables

Les systèmes de chauffage urbain intègrent de plus en plus de sources d’énergie renouvelables telles que la géothermie, l’énergie solaire thermique ou les pompes à chaleur à grande échelle. Les échangeurs de chaleur à plaques facilitent l’intégration de ces sources en transférant efficacement la chaleur vers le réseau de chauffage urbain.

Exemple : Dans une centrale solaire de chauffage urbain, les PHE transfèrent la chaleur des capteurs solaires à l’eau circulant dans le réseau de chaleur.

7. Chauffage spécifique à une zone

Différentes zones ou quartiers peuvent avoir des besoins de chauffage uniques dans les grands réseaux de chauffage urbain. Les PHE installés dans les sous-stations au niveau de la zone permettent au système de fournir une distribution de chaleur sur mesure. Cela garantit une utilisation optimisée de l’énergie et un confort pour les différents besoins des consommateurs.

Exemple : Une zone commerciale peut nécessiter des températures de chauffage plus élevées pour les processus industriels, tandis que les zones résidentielles voisines ont besoin de températures plus basses pour le chauffage des locaux et l’eau chaude sanitaire.