Une chaudière de récupération de chaleur utilise la chaleur formée comme sous-produit d’un autre processus, de la chaleur qui serait normalement gaspillée, et l’utilise pour créer de la vapeur. La vapeur peut être utilisée pour entraîner des turbines qui produisent de l’électricité. Alternativement, la chaudière peut simplement être utilisée pour chauffer de l’eau ou d’autres types de fluides. Comme elle recycle une partie de l’énergie utilisée, une chaudière de récupération de chaleur résiduelle, ou une chaudière de récupération de chaleur résiduelle, peut réduire la consommation de combustibles fossiles et les coûts de fonctionnement financiers d’un système. Cela signifie également que moins de gaz à effet de serre sont libérés dans l’atmosphère.
La conception des chaudières à chaleur résiduelle comprend deux types principaux : les chaudières à tubes de fumée, ou chaudières à coque, et les chaudières à tubes d’eau. Dans les chaudières à tubes de fumée, une coque en acier enferme un espace rempli d’eau avec des tubes métalliques à l’intérieur. Les gaz chauds produits par un processus de combustion, comme à l’intérieur d’un four, circulent dans les deux sens à travers les tubes transférant la chaleur à l’eau environnante.
Les chaudières à tubes de fumée présentent l’avantage d’être relativement simples à construire, à installer et à entretenir. L’énergie thermique stockée dans l’eau peut être utilisée pour répondre à une demande supplémentaire à court terme, bien que si toute la chaleur est utilisée, il y a l’inconvénient qu’il faudra beaucoup de temps pour se reconstituer. Une autre limitation de ce type d’équipement est qu’il ne peut pas fonctionner aux pressions plus élevées qu’une chaudière à tubes d’eau peut.
Une chaudière de récupération de chaleur à tubes d’eau est capable de supporter des pressions de vapeur beaucoup plus élevées qu’une chaudière à tubes de fumée, mais elle est plus difficile à construire et à installer. À l’intérieur de ce type de chaudière, il y a des tubes plus étroits qu’à l’intérieur d’une chaudière à tubes de fumée, et les tubes contiennent de l’eau au lieu de gaz chauds. Dans une inversion du système à l’intérieur d’une chaudière à tubes de fumée, la chaleur perdue, sous forme de gaz chauds ou de flammes de four, entoure les tubes remplis d’eau. Des matériaux isolants sont utilisés pour protéger les tubes de la chaudière contre les dommages causés par les flammes. En plus de tolérer des pressions élevées, une chaudière de récupération de chaleur à tubes d’eau peut réagir rapidement aux changements d’apport de chaleur.
Les chaudières à chaleur résiduelle peuvent être utilisées dans ce que l’on appelle les centrales de cogénération ou de cogénération. Ce sont des centrales électriques où la chaleur qui est normalement créée en tant que sous-produit de la production d’électricité est utilisée, améliorant l’efficacité d’environ 40 % à environ 70 %. L’efficacité maximale est atteinte lorsque la chaleur est utilisée sur ou très près du site de l’usine.