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CALODUCSCALODUCS DESTINÉS À LA RÉCUPÉRATIONDE CHALEUR ET À LA DÉSHUMIDIFICATION

SOLUTIONS EN ÉCONOMIES D’ÉNERGIE

Ventiloxpour notre environnementwww.ventilox.com

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La société SPC est spécialisée dans la fabrication et la fourniture de ventilo-convecteurs, échangeursthermiques à serpentin et équipements CVC (chauffage, ventilation et climatisation) auprès du secteurpublique et privé.

Notre réactivité face aux besoins de nos clients nous a permis de devenir l’un des leaders dans lestechnologies CVC. Nous sommes tournés vers l’innovation, les nouvelles technologies et les défis dedemain. Nos points forts : une qualité à toute épreuve, un service clients exceptionnel, et un rapportqualité/prix inscrit dans la durée.

Depuis plus de 20 ans, nous mettons notre inventivité au service de la déshumidification, du chauffage et durefroidissement des intérieurs, ainsi que de la fourniture d’équipements CVC à l’épreuve d’un usagequotidien. De cette expérience est née toute une série de produits à la fois esthétiques, robustes etéconomiques d’utilisation.

SPC – QUELQUES ÉLÉMENTS-CLÉS:

Fournisseur principal auprès des administrations locales et des secteurs commerciaux

Equipe commerciale et d’assistance technique sans égale

Certifications ISO 9001

Notre objectif est d’être votre choix numéro 1 en matière d’équipements CVC

SPC a conclu une relation stratégique avec la société Ventilox Ltd qui, forte de nombreuses annéesd’expérience, offrira son savoir-faire dans la commercialisation des produits SPC en Allemagne, en France,en Autriche, en Suisse et au Luxembourg.

Ventilox Ltd propose des solutions innovantes visant à répondre aux besoins de ses clients dans lesdomaines commerciaux et industriels tout en donnant la priorité aux questions d’économies d’énergie etd’exigences environnementales.

Dans un souci permanent d'amélioration en matière de conception et de performances, S & P Coil Products Limitedse réserve le droit de modifier sans préavis les caractéristiques techniques de ses produits.

Présentation

SPC L’entreprisePR

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Les caloducs ont pour fonction essentielle de transférer des taux de chaleur élevés sur de faibles gradientsde température, ce qui leur vaut d’être considérés comme « superconducteurs » thermiques.

La forme la plus simple de caloduc est le thermosiphon, dont le principe repose sur la gravité, et qui est dece fait unidirectionnel. Cela signifie que la chaleur ne peut être transférée que de l’extrémité inférieure versl’extrémité supérieure du caloduc sans inversement. On a toutefois mis au point des caloducs faisant appelà l’action capillaire d’une « mèche » et permettant une fonction bidirectionnelle. La simplicité dufonctionnement des caloducs à retour par gravitation en fait la solution la plus avantageuse pour un largeéventail d’applications.

Le concept actuel du caloduc a été proposé pour la première fois en 1942, mais il n’a su passer le stade dubrevet d’invention qu’après le début des années 1960. Ses premières applications, aux USA comme auRoyaume-Uni, relevaient du programme d’énergie atomique et se concentrait sur les caloducs hautetempérature. Le programme spatial de la NASA dans les années 1960 s’est avéré un tremplin d’activitédonnant lieu depuis lors aux applications les plus diverses pour les caloducs qui sont maintenant d’un usagedes plus communs dans les secteurs de l’aérospatial, de l’électronique et de la climatisation.

Depuis 20 ans, SPC est fournisseur de systèmes de récupération de chaleur par caloducs auprès du secteurCVC. Fabricant majeur d’échangeurs thermiques à serpentin et d’équipements connexes, SPC présente desconnaissances et un savoir-faire complet et approfondi des applications ayant trait au transfert de chaleurdans le secteur CVC.

Notre connaissance à grande échelle du secteur CVC nous permet de transmettre les avantages uniquesde ce système de caloduc breveté, qui permet de réaliser des économies substantielles en énergie, ainsique des améliorations tangibles en matière d’efficacité opérationnelle.

SPC CALODUCS destinés à la récupération de chaleur et à la déshumidification

Introduction

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Dans un souci permanent d'amélioration en matière de conception et de performances, S & P Coil Products Limitedse réserve le droit de modifier sans préavis les caractéristiques techniques de ses produits.

SPC CALODUCS destinés à la récupération de chaleur et à la déshumidification

Technologie

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PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT

Ce schéma présente la structure de base d’un caloduc etpermet de visualiser les étapes majeures de son processus defonctionnement. La chaleur issue du flux d’air chaud entrant estabsorbée dans la section évaporateur, ce qui fait entrer lefluide frigorigène en ébullition. Du fait de sa pression de vapeurélevée, la vapeur, porteuse de la chaleur absorbée, passerapidement à la section condensateur plus froide du caloduc.

La vapeur parvenant à la zone de condensation du caloduc,la chaleur se dégage dans l’air plus froid et la vapeur secondense. Le liquide est renvoyé par gravitation ou par effet decapillarité au moyen d’une « mèche » pour que se réitèrele processus de manière quasiment immédiate. L’intégralité duprocessus de transfert thermique s’effectue sans que l’on puissenoter de différence de température majeure sur le parcours dutuyau.

Les caloducs font l’objet de nombreuses applications, parmilesquelles le refroidissement des moules de fonderie, des circuitsélectroniques, des générateurs nucléaires, la conservation del’énergie, le dégivrage et les applications dans le secteuralimentaire.

Les caloducs constituent aujourd’hui le procédé passif de transfert de chaleur le plus efficace. Sous leurforme la plus simple, un tube étanche (généralement en cuivre) est mis sous vide et chargé d’un fluide actif.Dans le cas des caloducs destinés au CVC, on utilise aujourd’hui divers fluides frigorigènes, tels que leR134A. Le transfert de chaleur se produit sans apport d’énergie supplémentaire.

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Récupération de chaleur

CALODUCS DESTINÉS À LA RÉCUPÉRATION DE CHALEUR

La demande en bâtimentsénergétiquement efficaces est croissanteet il est essentiel de parer au gaspillageénergétique. Le caloduc offre lapossibilité de récupérer l’énergiethermique provenant de l’air chaud et de la transmettre à l’air froid.

Il est possible d’agencer les caloducs desorte que les flux d’air soient côte à côte,en utilisant des tubes inclinés vers l’airchaud. On peut également envisager queles flux d’air soient l’un au-dessus del’autre, le flux chaudétant en dessous. Cette aptitude, associéeà la flexibilité qu’offrent les caloducs des’adapter aux canalisations ou à lacentrale de traitement de l’air, en fait lasolution idéale pour les besoins derécupération de chaleur.

COMPARATIF SIMPLIFIÉ

Il existe de nombreux types d’échangeurs thermiques employés aux fins de récupération de la chaleur.Chacun de ces échangeurs thermiques possède toutefois ses propres avantages et inconvénients:

LES ECHANGEURS A SERPENTIN sont relativement peu chers, mais demandent l’utilisation d’unepompe et d’un vase d’expansion. Les circuits mis en oeuvre dans les climats froids doivent être chargésd’antigel afin de prévenir es dégâts dus au gel. Ils représentent toutefois la meilleure solutionpour les flux d’air « séparés ».

LES ECHANGEURS DE CHALEUR A PLAQUES sont relativement efficaces mais sont volumineux, cherset très difficiles d’entretien. Ils peuvent retenir du condensat, avec pour conséquence l’apparition demoisissures.

LES ROUES DE RECUPERATION DE CHALEUR demandent un entretien rigoureux, sont sujettes auxcontaminations croisées et ne permettent pas un drainage efficace de la condensation.

Seuls les caloducs allient tous les avantages : aucunes parties en mouvement, efficacité élevée, faiblesvariations de pression d’air, drainage facile de la condensation, aucun besoin direct d’énergie et aucunrisque de contamination croisée. Il est également prouvé que leur durée de vie est plus longue et ilsoffrent l’avantage de ne demander pratiquement aucun entretien

CALODUCS SPC – CARACTERISTIQUES ET AVANTAGES1) Un large choix de matériaux de construction des ailettes et de l’enveloppe.2) Les caloducs sont disponibles sous des orientations verticale, horizontale et plane.3) Un éventail de dimensions disponibles permettant de s’adapter aux centrales de traitement de l’air et

aux canalisations.4) Une élaboration mettant en ?uvre des ailettes conçues de manière continue pour optimiser la surface

de transfert de chaleur disponible.5) Une construction faisant appel à de multiples circuits individuels visant à garantir un système à sûreté

intégrée.6) Une équipe de conception et de commercialisation spécialisée et enthousiaste garantissant rapidité

d’exécution et excellent service clients.

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Dans un souci permanent d'amélioration en matière de conception et de performances, S & P Coil Products Limitedse réserve le droit de modifier sans préavis les caractéristiques techniques de ses produits.

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ETUDE DE CAS

Le tableau ci-dessous exploite des données annuelles pour prévoir avec précision les économies d’énergieet les réductions de coût résultant de l’intégration de caloducs SPC pour récupérer la chaleur. On utilise àtitre d’exemple des données météorologiques relevées à Paris en supposant que les caloducs aient étéinstallés dans un système de ventilation fonctionnant en continu. Ce tableau n’est fourni qu’à titre indicatifet les ingénieurs SPC seront en mesure de présenter des données similaires pour toute application précise.

• Analyse fondée sur des données annuelles relevées à Paris, pour une application supposée fonctionner 24h/24, 365 jours par an.

• On suppose une ventilation équilibrée entre l’air entrant et l’air sortant, d’un niveau de 5m3/s dans cet exemple.

• On considère une efficacité du caloduc de l’ordre de 60 % pour un caloduc d’une épaisseur de 8 rangs fonctionnant à une vitesse de face de 2 m/s.

• La puissance de ventilation additionnelle est celle associée à l’insertion du caloduc dans les conduits d’air entrant et d’air sortant.

• La puissance de ventilation est basée sur une résistance de 100 Pa et un rendement de ventilateur/entraînement/moteur de l’ordre de 65 %.

• L’énergie récupérée nette consiste en la différence entre la chaleur totale récupérée et le supplément d’énergie consommée.

• En se fondant sur un coût énergétique de 0,12 euro/kWh, les économies d’exploitation annuelles s’élèvent à 53.359 euros.

• Les coûts d’installation du caloduc sont de l’ordre d’environ 24.000 euros, ce qui nous donne un délai de récupération de moins de 6 mois.

SPC CALODUCS destinés à la récupération de chaleur et à la déshumidification

Récupération de chaleur

Plage de températures de l'air extérieur (°C) Température

extérieure

moyenne (°C)

Heures par

an

Débit de la

ventilation (m3/s)

Température de

l’air sortant (°C)

Efficacité du

caloduc (%)

Taux de

récupération de

chaleur (kW)

Chaleur totale

récupérée (kWh)

Puissance de

ventilation

additionnelle requise

(kW)

Energie de ventilation

additionnelle

consommée (kWh)

Récupération

d'énergie nette

(kWh)

de 29,4 à 32,2 30,8 22 5,00 23 60 0,0 0 1,8 41 -41

de 26,7 à 29,4 28,1 56 5,00 23 60 0,0 0 1,8 103 0

de 23,9 à 26,7 25,3 155 5,00 23 60 0,0 0 1,8 286 -286

de 21,1 à 23,9 22,5 320 5,00 23 60 1,8 576 1,8 591 -15

de 18,3 à 21,1 19,7 679 5,00 23 60 11,9 8067 1,8 1254 6813

de 15,6 à 18,3 17,0 904 5,00 23 60 21,6 19526 1,8 1669 17857

de 12,8 à 15,6 14,2 1290 5,00 23 60 31,7 40867 1,8 2382 38486

de 10,0 à 12,8 11,4 1357 5,00 23 60 41,8 56668 1,8 2505 54163

de 7,2 à 10,0 8,6 1086 5,00 23 60 51,8 56298 1,8 2005 54293

de 4,4 à 7,2 5,8 1313 5,00 23 60 61,9 81301 1,8 2424 78877

de 1,7 à 4,4 3,1 843 5,00 23 60 71,6 60393 1,8 1556 58836

de -1,1 à 1,7 0,3 496 5,00 23 60 81,7 40533 1,8 916 39617

de -3,9 à -1,1 -2,5 174 5,00 23 60 91,8 15973 1,8 321 15652

de -6,7 à -3,9 -5,3 54 5,00 23 60 101,9 5502 1,8 100 5402

de -9,4 à -6,7 -8,0 11 5,00 23 60 111,6 1228 1,8 20 1207

Economies annuelles

d’énergie

370759

(Valeur de conversion : 1,2 euro pour 1 livre

Sterling)

Economies en EUROS 53,389

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Appliqués au domaine du CVC, les caloducs apportent des améliorations significatives en matière dedéshumidification et de qualité de l’air intérieur. L’avantage non négligeable des économies d’énergie estinhérent à de nombreuses situations, notamment lorsqu’il est question de réchauffage. En fonction desconditions, les caloducs permettent de doubler la quantité d’humidité éliminée par un circuit derefroidissement d’un climatiseur.

SPC CALODUCS destinés à la récupération de chaleur et à la déshumidification

Déshumidification

En mettant en circuit les caloducs dans des sections situées en amont et en aval du serpentin réfrigérant(comme dans le schéma ci-dessus), la chaleur est extraite du flux d’air avant même de parvenir auserpentin réfrigérant. Grâce à cette pré-réfrigération passive de l’air, le serpentin ne doit effectuer qu’unemoindre réfrigération, permettant ainsi un accroissement de la capacité latente et une aptitude supérieurede déshumidification. L’air alors « sur-réfrigéré » traverse la section de réchauffage du caloduc et est ainsiporté à une température d’entrée confortable.

Ce réchauffage « gratuit » est fourni par l’énergie calorifique qui a elle-même été extraite du flux d’airentrant. Dans le cas du traitement d’un air neuf, les caloducs peuvent servir à pré-réfrigérer l’air extérieurentrant avant qu’il ne soit réfrigéré et déshumidifié par le serpentin réfrigérant, puis à réchauffer l’air à unetempérature d’entrée « neutre ».

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SPC CALODUCS destinés à la récupération de chaleur et à la déshumidification

Déshumidification

CALODUCS APPLIQUÉS À LA CLIMATISATION

Le serpentin réfrigérant d’un climatiseur standard fournit à la fois un refroidissement sensible et unrefroidissement latent. Le graphique ci-dessous illustre la manière avec laquelle le caloduc réalise un pré-refroidissement en amont du serpentin réfrigérant. Ceci permet d’accroître la faculté derefroidissement latent du serpentin avant que l’air ne soit à nouveau porté par le caloduc à unetempérature confortable.

L’emploi des caloducs permet d’accroître la capacité de refroidissement latent à moindre coût.

AVANTAGES OPÉRATIONNELS ET ÉCONOMIQUES

Outre les économies indirectes établies ci-dessus, les caloducs offrent l’avantage d’être pratiquement sansentretien et de n’avoir aucune partie en mouvement susceptible de tomber en panne ou de s’user. Du faitde leur simplicité de conception, il est fort probable que le caloduc sera encore opérationnel alors mêmequ’il faudra remplacer le climatiseur.

L’emploi d’un caloduc permet une moindre charge de travail au serpentin réfrigérant, dont la taille peutalors être réduite. De même, le caloduc ne demandant pas l’apport d’énergie extérieure, le coût de sonexploitation s’avère globalement nul. Le caloduc représente par conséquent un investissement à la périodede recouvrement très courte.

SERPENTIN REFRIGERANTCALODUC DE RECHAUFFAGE

TEMPERATURE SECHE (oC)

CALODUC DE PREREFROIDISSEMENTTE

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HUMIDITE RELATIVE (% HR)

CALODUCS ET REFROIDISSEMENT

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SPC CALODUCS destinés à la récupération de chaleur et à la déshumidification

Documentation / Présentations

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SPC met à votre disposition toute une gamme de logiciels modulables gratuits. Ceux-ci peuvent êtretéléchargés gratuitement à partir de notre site internet www.spcoils.co.uk et existent aussi sous la forme deCD-ROM (actuellement uniquement disponibles en anglais). Ils offrent la possibilité de calculer les périodesde recouvrement d’investissement et de choisir divers équipements. Des exemples en sont donnés ci-dessous.

NOTICES D’APPLICATION

L’utilisation des caloducs pour renforcer les systèmes de déshumidification, de récupération de chaleur etde ventilation par déplacement est détaillée dans l’éventail de Notices d’application SPC. Contactez notreéquipe technico- commerciale pour recevoir votre exemplaire, ou rendez-vous sur notre site internet pour le télécharger gratuitement.

PRÉSENTATIONS

SPC est à votre disposition pour toute présentation détaillée des avantages de l’emploi des caloducs et deleur application au secteur CVC.

Contactez notre représentant pour plus d’informations.

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S & P Coil Products LimitedSPC House, Evington Valley Road, Leicester LE5 5LUTel: +44 (0)116 249 0044 Fax: +44 (0)116 249 0033email: spc@spcoils.co.ukwww.spcoils.co.uk

Dubai Sales OfficeTel: +971-4-3341178Fax: +971-4-3341179

India Sales OfficeTel: +91-9871134081Fax: +91-11-25612281

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