Une centrale de cogénération (production combinée de chaleur et d'électricité) tire son rendement de l'utilisation de la chaleur du moteur – pour le chauffage urbain, les serres, les hôpitaux ou les procédés industriels – tout en produisant de l'électricité. Mais la demande de chaleur varie selon la saison et l'heure de la journée, alors que l'électricité peut être nécessaire en permanence. Lorsque personne ne prend la chaleur, le moteur doit tout de même s'en débarrasser. C'est le rôle du radiateur de secours, aussi appelé radiateur de délestage (dump radiator, table cooler) : un radiateur qui rejette la chaleur inutilisée dans l'air pour que le moteur puisse continuer à fonctionner à pleine puissance.
Dans une unité de cogénération à moteur à gaz, la chaleur est récupérée sur plusieurs sources : l'eau des chemises du circuit haute température (HT), les gaz d'échappement via un échangeur de chaleur sur l'échappement, et souvent le premier étage du refroidisseur d'air de suralimentation. Le circuit basse température (LT) – deuxième étage de l'air de suralimentation et parfois huile de lubrification – est trop froid pour la plupart des réseaux de chaleur et est de toute façon refroidi par son propre radiateur.
Le radiateur de secours se trouve côté HT du circuit de récupération de chaleur. Lorsque le consommateur de chaleur prélève moins que ce que produit le moteur, une vanne de régulation envoie l'excédent vers le radiateur de secours ; lorsque la demande revient, le débit retourne vers le consommateur.
Dimensionner pour le cas le plus défavorable
Le radiateur de secours doit pouvoir rejeter la totalité de la chaleur récupérée du moteur à la température ambiante de calcul la plus élevée – car le cas le plus défavorable est une journée d'été sans aucune demande de chaleur. Il est conçu selon la chaleur rejetée, le débit et les limites de température du motoriste, et ses ventilateurs sont généralement à vitesse variable afin de ne tourner qu'autant que l'exige la chaleur excédentaire. Avec le radiateur LT, il peut être réuni dans un même caisson de radiateur LT/HT, ce qui économise de la place et de la tuyauterie.
Les équipements associés
Un radiateur de secours s'insère dans un système hydraulique : pompes, vannes de régulation trois voies, échangeurs à plaques séparant le circuit moteur du réseau de chauffage, vases d'expansion et instrumentation. Livrer ces éléments sous forme d'ensemble coordonné – un module de chauffage ou skid de pompage avec les radiateurs et les échangeurs à plaques – évite les problèmes d'interface sur site.
Points à prendre en compte
- Stratégie de régulation – la manière dont la vanne et la vitesse des ventilateurs réagissent à une baisse de la demande de chaleur, afin que le moteur ne subisse jamais de pic de température.
- Glycol et protection antigel – un radiateur de secours peut rester à l'arrêt en hiver et ne doit pas geler.
- Bruit – les centrales de cogénération se trouvent souvent près des bâtiments qu'elles chauffent ; les limites de bruit nocturnes comptent donc.
- Corrosion et encrassement – matériaux d'ailettes et revêtements adaptés au site, et accès pour le nettoyage.
- Installation – un dégagement suffisant autour de l'unité pour que l'air chaud refoulé ne revienne pas à l'aspiration.
Conclusion
Le radiateur de secours est le composant qui permet à une centrale de cogénération de suivre le marché de l'électricité plutôt que la météo. Conçu pour la totalité de la chaleur à la température ambiante la plus élevée et intégré au circuit de récupération de chaleur, il maintient le moteur en marche quelle que soit la demande de chaleur. En savoir plus sur les solutions TECS pour la cogénération, ou envoyez-nous les données de votre projet.
