Economies d'énergie en Industrie - Réunion Energie Franche-Comté Jean-François LUCAS
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Economies d’énergie en Industrie
Réunion Energie Franche-Comté
Jean-François LUCAS
Réunion Energie Franche Comté 12/10/2010 Le remplacement du R22 1
Quels outils pour réduire la consommation
énergétique industrielle ?
Réunion Energie Franche Comté 12/10/2010 Le remplacement du R22 2
Evolution de la consommation mondiale d’énergie
Sources : Schilling & Al. 1977, IEA et Jean-Marc Jancovici
Réunion Energie Franche Comté 12/10/2010 Le remplacement du R22 3
Solutions Industrie ?
Quota CO2
Valorisation des CEE
Diffusion des MTD
NF EN 16001 / ISO 50001
Plan de comptage
Diagnostic énergétique
Réunion Energie Franche Comté 12/10/2010 Le remplacement du R22 4
Le plan de comptage Réunion Energie Franche Comté 12/10/2010 Le remplacement du R22 5
Objectifs d’un plan de comptage
Fournir des données énergétiques aux exploitants et aux
décideurs
Faire un suivi des consommations énergétiques de
l’entreprise afin de :
– Connaître le coût énergétique par unité produite
– Anticiper une dérive lié à un aléa de production
– Vérifier les économies d’énergies réalisées
Réunion Energie Franche Comté 12/10/2010 Le remplacement du R22 6
Mettre en place un plan de comptage
Faire un état des lieux : un diagnostic initial est
indispensable pour anticiper les indicateurs à mettre en place
Identifier les facteurs d’influence et les indicateurs
énergétiques souhaités
Identifier des compteurs existants
Nouveaux compteurs nécessaires ?
– Localisation
– Type
– …
Une GTC est elle indispensable ?
Réunion Energie Franche Comté 12/10/2010 Le remplacement du R22 7
Projet Comptage IAA
Projet validé par le Ministère de l’Industrie et l’ADEME visant à
permettre à 20 PME nationales de suivre leur consommation
énergétique via un plan de comptage
Chef de projet : CETIAT
Partenaires filières : UNGDA, ADIV, ACTILAIT, CEVPM, CTCPA
Début du projet : 2011
Réunion Energie Franche Comté 12/10/2010 Le remplacement du R22 8
Le diagnostic énergétique Réunion Energie Franche Comté 12/10/2010 Le remplacement du R22 9
Objectifs d’un diagnostic
Faire un bilan des consommations énergétiques de
l’entreprise
Déterminer la répartition par poste de ces consommations
énergétiques
Identifier les pistes d’amélioration possibles
Evaluer les gains énergétiques et financiers possibles et le
temps de retour des investissements à mettre en place
Réunion Energie Franche Comté 12/10/2010 Le remplacement du R22 10Méthodologie
Quatre grandes phases d’intervention
– Investigations préliminaires
– Campagne de mesures sur site
– Analyse et recommandations
– Rapport et restitution des résultats
Référentiel de bonnes pratiques : document AFNOR BPX 30-
120 reconnu par l’ADEME
Réunion Energie Franche Comté 12/10/2010 Le remplacement du R22 11La norme EN16001 Réunion Energie Franche Comté 12/10/2010 Le remplacement du R22 12
Objectif
La norme européenne définit les exigences du système de management
de l’énergie accompagnées de recommandations de mise en œuvre
Objectif : aider les organismes à établir les systèmes et processus
nécessaires pour améliorer leur efficacité énergétique, à définir des
priorités entraînant ainsi une diminution des coûts et des émissions de
gaz à effet de serre par la mise en œuvre méthodique de la gestion de
l'énergie
Réunion Energie Franche Comté 12/10/2010 Le remplacement du R22 13Norme EN16001
3.1 Exigences générales
L’organisme doit :
Établir, documenter, mettre en œuvre et maintenir le SMEn
conformément aux exigences de la présente norme
Définir et documenter le domaine d’application et les limites du SMEn
Déterminer et documenter la façon dont il va satisfaire aux exigences de
la présente norme de façon à obtenir une amélioration continue de son
efficacité énergétique…
Objectif = la performance énergétique
Réunion Energie Franche Comté 12/10/2010 Le remplacement du R22 14Politique
énergétique
Amélioration continue
Planification
Revue Mise en oeuvre
de direction fonctionnement
Surveillance et
Audit Interne Vérification
mesurage
Action préventive
et corrective
Réunion Energie Franche Comté 12/10/2010 Le remplacement du R22 15Concrètement…
Quelles économies potentielles ?
Réunion Energie Franche Comté 12/10/2010 Le remplacement du R22 16Les gisements d’économies d’énergie Réunion Energie Franche Comté 12/10/2010 Le remplacement du R22 17
Besoins de refroidissement
Les processus industriels
s’accompagnent de production à évacuer
de chaleur : vers une source froide
– Produits chauds,
– Condensation,
– Transformation en chaleur
d’énergie mécanique
Chaleur
Il en est de même pour les perdue
installations frigorifiques et de
climatisation
Ces quantités de chaleur Energie de base PROCESS Energie utile
doivent être évacuées vers une
source froide
Réunion Energie Franche Comté 12/10/2010 Le remplacement du R22 18Application du froid
Procédés :
– Séparation (exemples hydrocarbures)
– Agro-alimentaire : transformation, fabrication, congélation,
conditionnement, transport, préservation des aliments
– Plasturgie : refroidissement des presses
– Etc.
Conditionnement d’ambiance :
– Locaux tertiaire, industriels : évacuation de chaleur
– Confort : santé, vigilance, productivité accrues
– Environnement process
Réunion Energie Franche Comté 12/10/2010 Le remplacement du R22 19Les solutions de production de froid
Les tours aéroréfrigérantes (TAR)
Les échangeurs secs
Le refroidissement par circuit ouvert
Les machines thermodynamiques (basées sur le cycle à
compression de vapeur)
Réunion Energie Franche Comté 12/10/2010 Le remplacement du R22 20Les Tours Aéro-Réfrigérantes
Trois types de TAR :
– TAR à circuit primaire non
fermé :
L'eau à refroidir est
directement aspergée dans
l'air
– TAR à circuit primaire fermé :
L'eau à refroidir n'est pas
aspergée directement dans
l'air
– TAR à circuit primaire fermé
hybride :
En hiver, l’eau est refroidie
par l’air extérieur
Réunion Energie Franche Comté 12/10/2010 Le remplacement du R22 21Aéroréfrigérants sec
Avantages
– Pas de consommation d’eau
– Absence de panache
Inconvénients
– Limitation température eau
refroidie 45°C en été
– Encombrement important
– Coût d’exploitation élevé
(nombre ventilateurs)
– Niveau sonore supérieur (débit
d’air élevé)
– Protection contre le gel
Réunion Energie Franche Comté 12/10/2010 Le remplacement du R22 22Refroidissement par eau en circuit ouvert
Principe de fonctionnement
– Niveau de température : 15 à
50°C
– Utilisation des ressources
naturelles
Avantages
– Surface au sol réduite
– Niveau sonore minimal
Inconvénients
– Investissement élevé (forage
puits)
– Coût d’installation pénalisant
Ces installations sont interdites
(réglementation sauf
stricte)
autorisation explicite par arrêté préfectoral
– Taxation eau prélevée (captage,
(arrêté du 02/02/1998)
usage et restitution)
Réunion Energie Franche Comté 12/10/2010 Le remplacement du R22 23Groupes froid - Chillers – Rooftops…
Machines thermodynamiques
Utilisation d’un fluide frigorigène
Froid produit via un cycle
thermodynamique
Réunion Energie Franche Comté 12/10/2010 Le remplacement du R22 24Préconisation d’économies TRI 0
Limiter la charge thermique
– Est il possible de diminuer la température du produit avant de le mettre en chambre
froide ?
– Peut-on limiter la charge thermique dans le cas de conditionnement ?
– Y’a-t-il des ouvertures abusives des portes ?
– La ventilation est elle adaptée ? (cas du conditionnement d’ambiance)
Maintenir les condenseurs
– 3% de rendement en moins par °C d’échange supplémentaire
– La circulation d’air se fait elle librement ?
Travailler le dégivrage
– 2% de rendement en moins par °C d’échange supplémentaire
– Vérifier l’adéquation des cycles
– Se prémunir de l’air humide (sas, rideaux d’air sec…)
Purger les incondensables du réseau
– Car ils font perdre du rendement au compresseur
Maintenir les auxiliaires telles les TAR sur les condenseurs
Réunion Energie Franche Comté 12/10/2010 Le remplacement du R22 25Préconisation d’économies TRI court
Dimensionner suffisamment les échangeurs à l’évaporation et à la
condensation
– 3% de rendement en moins par °C d’échange supplémentaire
Isoler correctement les circuits secondaires
Isoler correctement les chambres froides
– Limiter les pertes à 10W/m²
– Attention aux ponts thermiques
Evaluer l’attractivité d’un pré-refroidissement des produits chauds
Réunion Energie Franche Comté 12/10/2010 Le remplacement du R22 26Préconisation d’économies à TRI plus long
Récupérer la chaleur sur les condenseurs via un désurchauffeur
Adapter l’architecture à l’utilisation du froid
– Privilégier une architecture en cascade si la demande est irrégulière
Utiliser le mode de production de froid le plus performant
– Vérifier que votre installation est toujours adaptée à vos besoins présents
– Quelle est la place du froid N2 dans votre entreprise ?
Adopter une régulation adaptée
– Variation de vitesse
– HP & BP flottante
Réunion Energie Franche Comté 12/10/2010 Le remplacement du R22 27Exemples de préconisations Réunion Energie Franche Comté 12/10/2010 Le remplacement du R22 28
Pistes d’améliorations (1/3)
investissemen
n en kWh/an
consommatio
Réduction de
Gain visé en
t estimé en
Retour sur
Energie
Euros
année
Action à réaliser
N° Thème concerné Investissement estimé
Electrique Electrique Electrique Electrique
Moyen de production
1 Froid positif 7 200 145 000 120 à 150 k€ 15 à 20
plus performant
2 Froid positif Affiner la ventilation 25 000 500 000 30 à 45 k€ 3à4
Moyen de production
3 Froid négatif 1 600 30 000 60 à 80 k€ 25 à 40
plus performant
Traitement des fuites
4 Air comprimé 4 500 90 000 - -
du réseau
Actions immédiates sans Actions avec investissements à court Actions avec investissements à court Actions avec investissements à long
investissements terme terme terme
Réunion Energie Franche Comté 12/10/2010 Le remplacement du R22 29Pistes d’améliorations (2/3)
investissemen
n en kWh/an
consommatio
Réduction de
Gain visé en
t estimé en
Retour sur
Energie
Euros
année
Action à réaliser
N° Thème concerné Investissement estimé
Electrique Electrique
Mise en place d'un
5 Air comprimé 12500 250000 30 à 45 k€ 3à4
compresseur VEV
Suppression du mode
6 ECS 6100 - 10 à 20 k€ 2à4
"chauffage électrique"
Réduction de la
Gaz
7 Vapeur 1900 55000 5 k€ 1à2
quantité d'eau d'appoint
Récupération de
Gaz
8 ECS 12300 350000 15 k€ 1
chaleur sur fumées
Actions immédiates sans Actions avec investissements à court Actions avec investissements à court Actions avec investissements à long
investissements terme terme terme
Réunion Energie Franche Comté 12/10/2010 Le remplacement du R22 30Pistes d’améliorations (3/3)
investissemen
n en kWh/an
consommatio
Réduction de
Gain visé en
t estimé en
Retour sur
Energie
Euros
année
Action à réaliser
N° Thème concerné Investissement estimé
Modification bruleur
Gaz
9 Process échauddage têtes de 370 5600 - -
porcs
Isolation thermique du
Gaz
10 Process cuisseur de têtes de 12000 350000 5 k€ 1
porcs
Confinement des
Gaz
11 Process 5300 150000 5 à 7 k€ 1à2
cuiseurs à vis
Actions immédiates sans Actions avec investissements à court Actions avec investissements à court Actions avec investissements à long
investissements terme terme terme
Réunion Energie Franche Comté 12/10/2010 Le remplacement du R22 31Autre diagnostic
Retour sur investissement
Investissement estimé
Gain visé en Euros
consommation en
estimé en année
Réduction de
Objectif de
kWh/an
Energie
Action à réaliser
réduction en % de
N° Thème concerné Résumé de l'action
consommation du
N° dossier
poste
AZOTE
réduction des pertes à arret des ventilateurs et convoyeurs pendant les pauses de fabrication
1 Surgélateurs 1% 2 372 2 420 1 500 0,6
l'arret et fermeture des sas mise en place d'une horloge calée sur les pauses
le basculement en froid mécanique permet de rendre les surgélateurs
AZOTE
Remplacement azote par plus étanches et de changer d'énergie. Cela imposera surement un
2 Surgélateurs 2% 263 463 6 210 450 000 1,7
froid mécanique changement de surgélateurs pour choisir un surgélateur avec un
transfert plus efficace à -47°C
Gaz Electricité Electricité
Production de Mise en place de HP
3 19% 3 110 81 848 Mise en place de VEV pour les ventilateurs des condenseurs 4 800 1,5
Froid flottante
Mise en place de
Production de
4 variation de vitesse du 50% 2 330 61 320 Mise en place de VEV sur pompes et ouverture de vannes 1 500 0,6
Froid
pompe EG
Production de Isolation boucle d'eau
5 50% 2 548 74 460 Mise en place isolant sur les tuyauteries 1 645 0,6
chaleur chaude
Réunion Energie Franche Comté 12/10/2010 Le remplacement du R22 32Merci de votre attention Réunion Energie Franche Comté 12/10/2010 Le remplacement du R22 33
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