Utilisation de la chaleur fatale dans l'industrie
La nouvelle gamme "chaleur et énergie" s'appuie sur des concepts intelligents de recyclage de l'énergie. Les thèmes 'Utilisation de la chaleur perdue', la réduction de CO2 et l'autosuffisance sont au centre de nos réflexions.
Qu'est-ce que la chaleur fatale et où est-elle générée dans les processus industriels ?
La chaleur perdue est souvent de la chaleur qui est générée dans les processus industriels et qui n'est plus utilisée. Un exemple classique de l'industrie sont les gaz d'échappement, tels que les gaz de combustion, qui sont rejetés dans l'environnement via une cheminée.
Ces gaz d'échappement ont généralement une température élevée, souvent supérieure à 100 ° C, qui peut être utilisée pour d'autres procédés industriels. Ainsi, la chaleur perdue est souvent un sous-produit d'un processus industriel et, dans de nombreux cas, une ressource inexploitée.
La chaleur résiduelle peut également se produire dans de nombreux processus industriels et peut être utilisée de toutes sortes de façons. Dans cet article, nous voulons donner un aperçu des nombreuses façons dont la chaleur résiduelle peut être utilisée dans l'industrie.
Pourquoi utiliser la chaleur perdue ? Ça vaut le coup!
La réponse est évidente : l'énergie est l'un des principaux inducteurs de coûts dans les procédés industriels. De plus, la chaleur perdue est un élément de base pour améliorer le bilan CO2 dans les entreprises. Ce que beaucoup de gens ignorent, c'est que la période d'amortissement des concepts d'utilisation de la chaleur perdue est souvent étonnamment courte, ce qui est encore facilité par la hausse des coûts énergétiques et les nombreuses mesures de soutien.
Comment l'industrie peut-elle utiliser la chaleur perdue?
Afin de créer un concept d'utilisation de la chaleur perdue, il y a deux facteurs essentiels.
1. À quelle température la chaleur résiduelle est-elle disponible :
La chaleur perdue n'est pas seulement de la chaleur perdue. Le niveau de température joue un rôle essentiel dans le type d'utilisation ultérieure de la précieuse source d'énergie. Cela fait une différence que la chaleur non utilisée soit disponible à 80 °C ou plus ou qu'elle soit à un niveau de température inférieur, par exemple autour de 50 °C.
La bonne nouvelle est qu'il existe déjà des concepts économiques et économes en CO2 pour l'utilisation de la chaleur perdue à partir d'environ 30 °C. Par exemple, la chaleur résiduelle à un niveau de température plus bas peut être amenée à un niveau de température plus élevé et réutilisée comme chaleur de procédé.
Ci-dessous, quelques exemples de la température à laquelle la chaleur perdue peut être utilisée pour quelle application.
Utilisation de la chaleur perdue de 60 °C à environ 90 °C |
Utilisation de la chaleur résiduelle de 30 °C à 80 °C |
Utilisation de la chaleur perdue 80 °C |
2. Quelle infrastructure est déjà disponible pour l'utilisation de la chaleur perdue ?
Comme vous pouvez le constater, la chaleur résiduelle peut être utilisée de différentes manières dans l'industrie. Afin d'évaluer quel type d'utilisation est approprié dans une entreprise industrielle et peut être mis en œuvre de manière particulièrement efficace, l'infrastructure existante doit également être prise en compte : l'énergie générée à partir de la chaleur perdue doit-elle d'abord être stockée ou peut-elle être utilisée directement pour les processus en cours ou alimentés ?
La réponse à cette question a un effet direct sur les coûts d'investissement et ne peut se faire qu'en analysant les conditions locales.
Usine de biogaz, cheminée industrielle ou production d'électricité : comment utiliser la chaleur résiduelle ? Exemples
Usine de biogaz – post-conversion de la chaleur résiduelle de la cogénération
Dans les installations de biogaz en particulier, la chaleur des gaz résiduaires générée par les centrales de cogénération n'est souvent pas utilisée. Il existe ici un très grand potentiel pour rendre l'énergie utilisable dans les installations de biogaz sans pollution supplémentaire par le CO2. Surtout, il existe de nombreux concepts pour la conversion ultérieure de la chaleur résiduelle en électricité qui ne sollicitent pas beaucoup l'infrastructure existante et peuvent donc être mis en œuvre avec relativement peu d'efforts.
Mais la chaleur résiduelle des installations de biogaz peut également être utilisée directement pour le refroidissement et pour les systèmes de chauffage, dans n'importe quelle infrastructure existante. La mise en œuvre d'un concept de chaleur perdue dans les installations de biogaz est donc individuelle et tient compte des conditions locales.
Cheminée industrielle - production d'électricité à partir de la chaleur perdue :
Les gaz de combustion sont souvent rejetés dans l'environnement via des cheminées derrière un système d'épuration des gaz d'échappement correspondant (installation de post-combustion) ou derrière des fours industriels, par exemple dans les industries de l'acier, du ciment ou du verre. Ces gaz de combustion contiennent généralement une quantité importante de chaleur perdue à des températures d'environ 200 °C, par exemple, et ont donc un énorme potentiel de production d'électricité à l'aide de systèmes ORC.
La conception typique comprend un échangeur de chaleur dans le flux de gaz de combustion à l'intérieur de la cheminée. Dans ce cas, la chaleur des fumées est transférée vers un circuit d'eau. L'eau chaude peut ensuite être introduite dans un module Atlas Copco ORC pour la production d'électricité, par exemple. De cette manière, la chaleur résiduelle peut être convertie en électricité dans une grande variété de domaines industriels.
Voici comment fonctionne la production d'électricité à partir de la chaleur résiduelle avec un module ORC :
Avec un ORC, les entreprises industrielles peuvent convertir la chaleur perdue en électricité. Le terme "ORC" désigne une petite mini centrale électrique avec un circuit de réfrigérant interne. Le réfrigérant utilisé peut être vaporisé à l'aide de la chaleur perdue à partir de 80 °C seulement et peut donc être utilisé pour entraîner une machine de détente et produire de l'électricité avec un générateur.
Un extenseur à vis à vitesse variable est utilisé comme machine d'expansion dans les modules Atlas Copco ORC . L'avantage de la machine à vis à vitesse variable est le haut niveau d'efficacité avec des charges fluctuantes ou des quantités de chaleur perdue. L'énergie thermique est vaporisée dans un milieu spécial. Cette énergie est ensuite utilisée pour entraîner des turbines ou des générateurs pour produire de l'électricité.