Récupérateur de chaleur pour eaux usées.

Introduction

Ce dispositif est très largement évoqué mais paradoxalement peu installé. Plusieurs sociétés commercialisent déjà des systèmes destinés à récupérer la chaleur contenue dans les eaux usées. Cette idée de récupérer la chaleur d’un fluide expulsé hors du bâtiment est plus connu dans le domaine de la ventilation. Les V.M.C. qui utilisent des récupérateurs de chaleur sont dites à double flux. Nous vous proposons le même concept pour les eaux usées.

Il est en effet dommage de dépenser de l’énergie pour chauffer l’eau avec laquelle vous vous douchez et de la laisser s’échapper dans les égouts. Si les eaux dites grises sont souillées et considérées comme usées, la chaleur, elle, ne s’use pas. Notez que les douches en circuit fermé existent aussi, moyennant l’usage de filtres.

Certains conçoivent des systèmes compacts capables de se loger sous les bacs à douche, ce qui n’est pas possible avec les systèmes que nous proposons dans cet article, mais qui possèdent d’autres atouts. Si vous êtes dans le cas où le bâtiment ne permet pas l’installation d’un réservoir ou d’un U vertical en dessous du niveau de la douche ou de l’évacuation des eaux grises, alors ce système en U horizontal est plus adapté à votre problématique. Quid de la corrosion du cuivre par les lessives et savons. Une version en acier inoxydable devrait cependant être surdimensionnée pour compenser la moins bonne conductivité thermique de l’acier comparée au cuivre. La forme de l’échangeur peut être adapté à la forme du bac de douche et des autres contraintes spatiales. Des filtres d’eaux usées et des trappes de visites ainsi que des bouchons de curage semblent être des options judicieuses.

Ci dessous, un bon exemple par un « bricoleur » qui n’hésite pas à être scientifique :

Proposition 1 : version avec réservoir

Schéma

Nomenclature explicative

  • 1. Réservoir isolé : c’est un réservoir, constitué d’un fut en plastique et entouré d’isolant thermique. Il permet de récupérer les eaux grises et surtout de les stocker. Ce qui implique que la récupération de la chaleur peut se faire en différé. Par exemple, lorsqu’une machine à laver a terminé son cycle d’évacuation, l’eau chaude pourra, plus tard, servir à préchauffer l’E.C.S. demandée par la douche. Cette récupération en différé n’est pas possible avec un récupérateur à échangeur « direct », qui reste néanmoins plus compact et utilisable en appartement.
  • 2. Arrivée des eaux grises : elle doit se faire de préférence via des canalisations isolées thermiquement. Cette isolation est une nouvelle contrainte ou option, selon la manière de voir les choses, imposée par l’utilisation du récupérateur de chaleur.
  • 3. Flotteur : il ouvre la soupape 8 lorsque le niveau d’eau l’atteint.
  • 4. Départ d’eau froide préchauffée : elle se raccorde idéalement à l’entrée du système qui produit l’eau chaude sanitaire (ballon électrique, chaudière instantanée, etc.)
  • 5. Échangeur thermique : constitué de plusieurs spires de P.E.R. situées à différentes positions radiales dans le fut 1, il transfère la chaleur des eaux grises à l’eau potable qui y circule. Cette disposition permet de répartir l’échangeur dans l’ensemble du réservoir 1 et ainsi accélérer l’échange de chaleur. Les différentes spires doivent être alimentées en parallèle afin de réduire la perte de charge qu’elles engendrent. Le régime est susceptible de devenir laminaire dans les spires. Leur surdimensionnement doit être tel qu’il compense la réduction de la puissance d’échange.
  • 6. Arrivée d’eau froide.
  • 7. Contrepoids : il permet à la soupape 8 de se refermer franchement lorsque le niveau d’eau baisse.
  • 8. Soupape : issue d’un mécanisme de chasse d’eau, elle permet aux eaux usées de s’échapper du réservoir 1. Située au fond de ce dernier, elle assure que seule l’eau la plus froide, plus dense, s’échappe en premier.
  • 9. Évacuation des eaux grises vers l’assainissement.

Proposition 2 : version sans réservoir

Schéma

Nomenclature explicative

  • 1. Traversées de cloison : réalisées avec un raccord bicône, elles permettent l’étanchéité entre les canalisations d’eau potable constituées des tuyaux 4 et les parois des tampons de visite 2.
  • 2. Tampons de visite PVC : ces tampons de visite permettent le nettoyage des canalisations en PVC et constituent aussi les cloisons traversées par les tuyaux 4.
  • 3. Canalisations PVC : elles constituent le corps principal du récupérateur qui recueille les eaux usées en provenance de A.
  • 4. Tuyau en acier inoxydable : c’est le long de leur paroi extérieure, en contact avec les eaux usées, que l’échange de chaleur se fait. L’alimentation doit se faire à contre courant, c’est à dire de C vers D, à l’opposé des eaux usées, qui circulent de A vers B.

Conclusion

Nous pouvons identifier deux cas principaux : le cas où l’on souhaite stocker les eaux grises pour une utilisation ultérieure de la chaleur, ce qui est généralement ce qui survient avec l’utilisation d’une baignoire, et le cas d’une récupération de la chaleur en flux continu, ce qui est généralement ce qui survient avec l’utilisation d’une douche.

Il est néanmoins tout à fait possible, ne faisant pas du « tout ou rien« , d’installer ces deux types de récupérateurs en série. Ainsi nous pouvons bénéficier des avantages de chacun des systèmes.

Dans ces deux cas, les systèmes sont simples à fabriquer et à mettre au point, mais surtout, ils constituent une évidence bien trop peu pratiquée. Le caractère stationnaire de l’installation permet, au besoin, de surdimensionner les échangeurs afin de garantir une récupération quasiment totale de la chaleur parvenue jusqu’au système.