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Qu'est-ce que la chaleur résiduelle dans les procédés industriels ?

Divers procédés industriels génèrent de la chaleur résiduelle sous forme de sous-produit, ce qui fait référence à de l'énergie sous-utilisée. Les équipements, les machines ou les systèmes industriels libèrent un excès de chaleur pendant leur fonctionnement. Dans cet article, vous trouverez un large éventail de sujets liés à la question ci-dessus.

 

La chaleur résiduelle industrielle est générée par les procédés industriels, tels que la fabrication, la production d'électricité, la production de produits chimiques et le raffinage, entre autres. Ces procédés impliquent souvent la conversion d'énergie ou l'utilisation de chaleur pour effectuer des opérations spécifiques. Les procédés n'utilisent pas toute l'énergie proposée ; certains libèrent de la chaleur et ne sont pas utiles.  

Les lois de la thermodynamique

Pour comprendre pourquoi cet excès de chaleur est généré, nous devons nous pencher sur les lois de la thermodynamique. Comme la deuxième loi l'indique, lorsqu'on transforme la différence de température en énergie, comme dans un moteur thermique, on génère de la chaleur résiduelle. En d'autres termes, aucun procédé de conversion d'énergie ne peut être parfaitement efficace : une partie de la chaleur s'échappe toujours. 
 

Divers procédés industriels produisent une quantité importante de chaleur sous forme de sous-produit. Les systèmes de refroidissement ou les échappements libèrent cette chaleur supplémentaire dans l'air ; elle n'est donc pas exploitée utilement.  
 

Bien que l'excédent de chaleur soit considéré comme un « déchet », puisqu'il n'est pas directement utilisé pour son usage initial, il peut toujours contenir des quantités importantes d'énergie. De nombreuses industries utilisent des systèmes de récupération de la chaleur résiduelle pour capturer et utiliser la chaleur, améliorant ainsi l'efficacité énergétique et réduisant les coûts et l'empreinte carbone. 

A quels niveaux votre usine perd-elle de la chaleur ?

Dans une salle des compresseurs, la chaleur résiduelle correspond à l'excès de chaleur généré par le fonctionnement des compresseurs et de l'équipement associé. Les procédés utilisent des compresseurs pour augmenter la pression d'un gaz ou de l'air. Ce procédé implique généralement la conversion d'énergie électrique ou mécanique en chaleur.  
 

Lors de la compression du gaz, les compresseurs utilisent de l'énergie et produisent de la chaleur sous la forme d'un sous-produit. L'équipement libère de la chaleur dans l'environnement, ce qui contribue à l'augmentation globale de la température dans la salle des compresseurs.  

L'identification des sources spécifiques de chaleur résiduelle dans votre usine peut nécessiter une évaluation sur site et une bonne compréhension des procédés et équipements de votre usine.  
 

Pour trouver des sources de chaleur résiduelle et déterminer si elles peuvent être utilisées plus efficacement, vous devez effectuer un audit énergétique. En outre, le fait de consulter des spécialistes de l'énergie est une bonne idée. Ils peuvent analyser la consommation d'énergie et les procédés de votre usine pour identifier les zones spécifiques dans lesquelles la chaleur résiduelle est générée. Vous pouvez également recevoir des recommandations sur la récupération et l'utilisation de la chaleur, ce qui vous aide à réduire votre consommation d'énergie et votre impact sur l'environnement.  

Les procédés industriels transforment l'énergie, qui passe d'une forme à une autre. Exemples : la combustion de carburant pour l'électricité ou la production de vapeur pour le chauffage.
Au cours de ces procédés de conversion d'énergie, le système libère une quantité importante de chaleur sous forme de sous-produit. 

Sources courantes de chaleur résiduelle

chaleur résiduelle, tours de refroidissement, vapeur d'eau
  • Compresseurs : ils augmentent la pression du gaz et produisent de la chaleur résiduelle pendant leur fonctionnement.  
  • Eau de traitement : les procédés industriels qui nécessitent un chauffage ou un refroidissement de l'eau peuvent entraîner une perte de chaleur. Dans des installations telles que les raffineries, les usines chimiques et les centrales électriques, la chaleur résiduelle se trouve dans l'eau qui sort des systèmes de refroidissement. 
  • Chaudières et fours industriels : utilisés pour le chauffage ou la production de vapeur, ils peuvent produire de la chaleur résiduelle sous forme de sous-produit.  
  • Gaz d'échappement : de nombreux procédés industriels produisent des gaz d'échappement chauds sous forme de sous-produit. Cela inclut les procédés de combustion dans les centrales électriques, les fours, les chaudières et les moteurs. Les gaz résiduels contiennent une quantité importante d'énergie thermique qui peut être utilisée. 
  • Systèmes de refroidissement : les procédés industriels utilisent souvent des systèmes de refroidissement pour éliminer l'excès de chaleur généré pendant les opérations. Les tours de refroidissement, les condenseurs, les unités de réfrigération et les systèmes de climatisation génèrent de la chaleur résiduelle que nous pouvons récupérer. 
  • Fours industriels : dans diverses industries telles que l'agroalimentaire, la céramique et la métallurgie, ils sont exploités pour les procédés à forte intensité de chaleur tels que le séchage, la cuisson et le traitement thermique. Ces machines produisent de la chaleur résiduelle, qui peut être recyclée et réutilisée. La chaleur résiduelle produite peut être recyclée. 
  • Moteurs et turbines : les unités de production d'électricité, telles que les moteurs et les turbines, créent de la chaleur résiduelle pendant leur procédé de combustion.  
  • Procédés industriels : divers procédés tels que la fabrication d'acier et la production de verre génèrent de la chaleur résiduelle sous forme de sous-produit. Les réactions chimiques génèrent également de la chaleur pendant la fabrication.  
  • De nombreuses industries utilisent largement la vapeur dans les systèmes de vapeur à des fins de chauffage, de stérilisation et de production d'électricité. Les condensats et la vapeur basse pression de ces systèmes peuvent être des sources de chaleur résiduelle. 
  • Equipements industriels : les équipements comme les machines, les moteurs et les transformateurs peuvent produire de la chaleur résiduelle pendant le fonctionnement au sein de procédés industriels. Vous pouvez récupérer et réutiliser cette chaleur. 
  • Echangeurs de chaleur : les industries utilisent fréquemment des échangeurs thermiques pour transférer la chaleur d'un milieu à un autre dans divers procédés industriels. S'ils n'optimisent pas le transfert de chaleur, ils peuvent générer de la chaleur résiduelle. 

La chaleur résiduelle est difficile à éviter, mais nous pouvons l'utiliser de nouvelles façons pour rendre les pratiques énergétiques plus durables. Découvrez plus d'informations sur les technologies de chaleur résiduelle. Alors que nous continuons à développer des technologies plus propres, voyons également comment nous pouvons tirer le meilleur parti de chaque joule d'énergie, même les joules qui semblent « gaspillées ». 

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