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La vapeur qui s'échappe des cylindres contient encore une quantité considérable de chaleur. Il est possible d'en récupérer une partie en soutirant une certaine quantité de vapeur à la conduite d'échappement de vapeur et en l'utilisant pour préchauffer l'eau d'alimentation. Si l'on dirige la vapeur d'échappement sur des surfaces refroidies par de l'eau, p.ex. des serpentins dans lesquels de l'eau s'écoule, on en récupère la chaleur de vaporisation et elle se transforme de nouveau en eau (elle condense). L'eau froide reprend cette chaleur et se réchauffe alors d'elle-même. Une telle installation, nommée réchauffeur d'eau à surfaces, est utilisée sur la locomotive pour préchauffer l'eau d'alimentation de la chaudière. Comme la température de l'eau de condensation et de la vapeur atteint 100°C, voir plus lors d'effort soutenu de la machine, on peut ainsi préchauffer l'eau d'alimentation de 95°C à 100°C.
Comme par le réchauffage de l'eau d'alimentation on utilise ensuite pour chaque kg de vapeur moins de chaleur de la chaudière que sans préchauffage et qu'on produit ainsi avec la même quantité de charbon une plus grande quantité de vapeur, une locomotive pourvue de réchauffeur d'eau est d'autant plus performante.
On peut aussi préchauffer l'eau d'alimentation en la mettant directement en contact avec la vapeur d'échappement. A cet effet, une pompe à eau froide alimente une chambre de mélange dans laquelle de la vapeur arrive continuellement de la conduite d'échappement (réchauffeur d'eau par mélange). En reprenant la chaleur de vaporisation de la vapeur qui se condense, l'eau se réchauffe à environ 95°C avant d'être poussée dans la chaudière par une pompe à eau chaude. Dans ce cas, on ne récupère pas seulement l'eau de condensation, ce qui permet une économie de l'eau du tender de l'ordre de 15%, mais aussi la chaleur du liquide qui serait perdue avec un réchauffeur d'eau à surfaces. Un autre avantage significatif est que l'on peut facilement relier un réservoir au réchauffeur d'eau par mélange, pour pouvoir ensuite alimenter la chaudière en roue libre ou à l'arrêt. Dans ce-dernier, l'eau est réchauffée lors de la marche avec régulateur ouvert même si l'on alimente pas la chaudière à ce moment là. Le gain de chaleur est donc plus grand qu'avec un réchauffeur d'eau à surfaces et atteint environ 7,5%. Il est cependant essentiel que le tartre et les résidus d'huile dans le réchauffeur d'eau ne deviennent pas nuisibles, car l'eau est directement mélangée à la vapeur.
Voir aussi les schémas de réchauffage d'eau par surfaces et de réchauffage d'eau par mélange.
Laurent Voisin - www.voisin.ch (repris du fabuleux travail d'Andreas Schäfer - www.dlok.de)