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Projet de Fin d’Etudes FRECHARD Romuald | GCE 5
Etude : Modéliser les équipements thermiques d’une usine agroalimentaire type.
Mai 2013
Spécialité Génie Climatique et Energétique
5ème année de formation
Projet de Fin d’Etudes
SYNTHESE
Etude : Modéliser les équipements thermiques usuels d’une usine agroalimentaire type
Elève : Romuald Fréchard
Tuteur : Flavien Verjat
Tuteur institutionnel : Alain Triboix
Entreprise : EcoGreenEnergy
Dates du PFE : 28 janvier au 14 juin 2013 Mai 2013
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Etude : Modéliser les équipements thermiques d’une usine agroalimentaire type.
Mai 2013
Fiche d’objectifs
Mission :
EcoGreenEnergy est une entreprise innovante spécialisée dans le diagnostic énergétique, la
conception et la mise en œuvre d’installations visant à réduire les consommations thermiques
des procédés industriels.
Dans le cadre d’une méthode de gestion de l’énergie responsable et en amélioration continue,
EcoGreenEnergy souhaite proposer à ses clients un outil permettant de simuler différents
scénarii de conduite de leur chaîne énergétique, en fonction de différents paramètres ajustables
ou fatals, et d’en adopter le meilleur.
La mission consiste à identifier les différents équipements énergétiques essentiels, de proposer
une modélisation standardisée de leur fonctionnement afin de pouvoir les appliquer facilement
pour toutes les usines. Ainsi par liaison de ces modèles d’équipements énergétiques, un modèle
de résolution pourra être appliqué afin de simuler un régime de fonctionnement en fonction des
paramètres du jour. L’étude pourra aboutir sur la recherche d’une méthode d’optimisation
automatique de la gestion énergétique, et à son intégration logicielle.
Objectifs :
Identifier les équipements thermiques usuels des industries types diagnostiquées par
l’entreprise EcoGreenEnergy
Caractériser chacun de ces équipements : Technologies, Principes de fonctionnement,
Formules régissant le fonctionnement, …
Modéliser chaque équipement sous Excel via macros, VBA, solveur, …
Créer une bibliothèque de modèles d’équipements thermiques usuels d’une usine
agroalimentaire type
Pouvoir simuler un process industriel par liaisons entre les différents équipements, pour
un régime de fonctionnement donné
Permettre à EcoGreenEnergy de composer le procédé industriel d’une usine cliente à
l’aide de l’outil
Permettre au client de paramétrer au jour le jour la modélisation de son procédé
industriel pour en déduire le pilotage de l’installation le plus efficient.
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Remerciements
M. VERJAT Flavien : Ingénieur énergéticien et tuteur de ce
projet
M. TRIBOIX Alain : Tuteur institutionnel de ce projet de fin
d’études
M. RUMP Freddy : Directeur technique et directeur du secteur
« Recherche et Développement »
Mlle AUBERT Amandine : Directrice générale
Toute l’équipe de la société EcoGreenEnergy
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Etude : Modéliser les équipements thermiques d’une usine agroalimentaire type.
Mai 2013
Résumé
Sujet : Modéliser les équipements thermiques
usuels d’une usine agroalimentaire type
EcoGreenEnergy est une entreprise innovante
spécialisée dans le diagnostic énergétique, la
conception et la mise en œuvre d’installations
visant à réduire les consommations
thermiques des procédés industriels.
Dans le cadre d’une méthode de gestion de
l’énergie responsable et en amélioration
continue, EcoGreenEnergy souhaite proposer
à ses clients un outil permettant de simuler
différents scénarii de conduite de leur chaîne
énergétique, en fonction de différents
paramètres ajustables ou fatals, et d’en
adopter le meilleur.
La mission consiste à identifier les différents
équipements énergétiques essentiels, de
proposer une modélisation standardisée de
leur fonctionnement afin de pouvoir les
appliquer facilement pour toutes les usines.
Ainsi par liaison de ces modèles
d’équipements énergétiques, un modèle de
résolution pourra être appliqué afin de
simuler un régime de fonctionnement en
fonction des paramètres du jour. L’étude
pourra aboutir sur la recherche d’une
méthode d’optimisation automatique de la
gestion énergétique, et à son intégration
logicielle.
Subject: Modeling common thermal
equipment used in the food-processing
industry
EcoGreenEnergy is an innovative company
performing energy diagnosis, elaborating and
installing solutions reducing the energy
consumptions of industrial processes
In the spirit of a responsible use of energy in a
continuous improvement, EcoGreenEnergy
would like to propose to give their customers
a software able to simulate different
functioning scenarios of their energy chain,
depending on variable inputs in order to
optimize their process.
This project consists in identifying common
thermal equipment used in the food-
processing industry and designing its
functioning in order to be able to be used in
every factory. Thus by linking these different
computational models, a solving system will
be applied to simulate a functioning process
depending on the parameters of the day. This
project could lead on a research about an
automatic method of optimizing the use of
energy and integrating it in the software.
Mots clés : EcoGreenEnergy, modélisation,
agroalimentaire, logiciel, thermique, énergie,
VBA, équipement, chaudière, échangeur, turbine
vapeur, pompe, ventilateur, tour de
refroidissement, séchoir, colonne de distillation,
concentrateur, dégazeur thermique
Key words : EcoGreenEnergy, model, food-
processing, software, heat, energy, VBA,
equipment, boiler, heat exchanger, steam
turbine, pump, fan, cooling tower, dryer,
distillation column, concentrator, deaerator
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Sommaire
PRESENTATION DU PROJET ...................................................................................................................... 3
A ) CONTEXTE ..................................................................................................................................................... 3
B ) LES ETAPES DU PROJET ..................................................................................................................................... 3
C ) LE PLANNING .................................................................................................................................................. 4
LES EQUIPEMENTS SELECTIONNES ET LEUR MODELISATION .................................................................... 5
A ) PREMICES ...................................................................................................................................................... 5
B ) CARACTERISTIQUES DE L’AIR HUMIDE .................................................................................................................. 7
C ) LA POMPE ..................................................................................................................................................... 8
D ) LE VENTILATEUR ........................................................................................................................................... 11
E ) LA CHAUDIERE .............................................................................................................................................. 13
F ) L’ECHANGEUR DE CHALEUR ............................................................................................................................. 16
G ) LA TOUR AEROREFRIGERANTE : ........................................................................................................................ 21
H ) LA TURBINE VAPEUR ...................................................................................................................................... 24
I ) LE SECHOIR .................................................................................................................................................. 26
J ) LE CONCENTRATEUR ...................................................................................................................................... 29
K ) LE DEGAZEUR THERMIQUE............................................................................................................................... 32
L ) LA COLONNE DE DISTILLATION .......................................................................................................................... 35
LE LOGICIEL IEMT (INTERACTIVE ENERGY MAPPING TOOL) .................................................................... 41
CONCLUSION .......................................................................................................................................... 42
BIBLIOGRAPHIE ...................................................................................................................................... 43
SOMMAIRE DES FIGURES ....................................................................................................................... 45
SOMMAIRE DES ANNEXES ...................................................................................................................... 46
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Présentation du projet
A ) Contexte
EcoGreenEnergy est une entreprise spécialisée dans le diagnostic énergétique, la conception et la
mise en œuvre d’installations visant à réduire les consommations en énergie thermique des procédés
industriels. Ainsi, dans une constante amélioration des solutions qu’elle met en œuvre,
EcoGreenEnergy développe un logiciel informatique capable de modéliser n’importe quelle chaîne
énergétique pour ses usines auditées. Ce logiciel est baptisé IEMT (Interactive Energy Mapping Tool).
Pour chaque usine auditée, l’équipe d’EcoGreenEnergy pourrait modéliser le process industriel via le
logiciel IEMT et s’en servirait pour proposer des solutions d’économie d’énergie. Cette modélisation
serait ensuite fournie au client afin qu’il y intègre au jour le jour les caractéristiques variables de son
installation et qu’il en déduise ainsi le pilotage le plus efficient.
Ce logiciel doit donc intégrer le prix des énergies afin que le client puisse piloter son installation de
manière la plus économique possible. L’expérience d’EcoGreenEnergy montre que la plupart des
entreprises pilotent leur installation « historiquement », c'est-à-dire avec des paramètres habituels
qui assurent le bon fonctionnement mais pas ou peu optimisés énergétiquement.
B ) Les étapes du projet
Ses principaux clients étant des usines agroalimentaires, ce bureau d’étude retrouve toujours plus ou
moins les mêmes équipements consommateurs d’énergie thermique lors de ses audits. Ainsi, la
première étape de ce projet fut de repérer et lister ces équipements. Cependant chaque usine est
différente des autres et intègre souvent des équipements propres à son procédé de fabrication que
l’on ne retrouve pas dans d’autres usines. Il a donc fallu retenir les équipements les plus récurrents
et jugés les plus importants par EcoGreenEnergy.
La seconde étape a consisté en la recherche de fonctionnement de chaque équipement. Il a donc
fallu rechercher pour chaque équipement les différentes technologies proposées sur le marché, ses
caractéristiques techniques dont l’équipe d’EcoGreenEnergy disposera pour caractériser l’appareil
qu’elle voudra modéliser, et surtout les équations régissant son fonctionnement.
La troisième étape a porté sur la modélisation de chaque équipement. Pour se faire, c’est le logiciel
Excel qui a été privilégié et la programmation sous Visual Basic for Applications (VBA), car ce dernier
est aisément accessible pour un élève ingénieur, il permet l’utilisation de modules complémentaires
tel que REFPROP et enfin il est compréhensible pour n’importe quel ingénieur, ce qui est pratique
pour l’équipe d’EcoGreenEnergy. Ainsi, pour chaque équipement, un fichier Excel a été créé afin de
modéliser son fonctionnement. La base de calcul ainsi crée en code VBA pourra être traduite par un
informaticien pour son intégration logicielle. Une piste possible serait d’utiliser le logiciel Microsoft
Visio qui s’appuie également sur un langage VBA et qui est à la base un logiciel dédié à l’élaboration
de schémas professionnels. L’idée serait donc d’utiliser ce logiciel pour créer le schéma de la chaîne
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énergétique étudiée pour mettre en interaction les différents modèles crées dans le cadre de ce
projet et ainsi modéliser un process.
C ) Le planning
Le projet a duré 20 semaines, il était donc nécessaire de faire un planning préalable afin de respecter
le délai imposé. Bien sûr, le planning proposé au départ a été sujet à changement au fil du temps, et
a évolué jusqu’à devenir celui-ci :
Figure 1 : Planning du Projet de Fin d'Etudes
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Les équipements sélectionnés et leur modélisation
A ) Prémices
1 ) Présentation de REFPROP
REFPROP (Reference Fluid Thermodynamic and Transport Properties Database) est un logiciel
développé par le NIST (National Institute of Standards and Technology) à Boulder dans le Colorado
aux Etats-Unis. Il s’agit d’un programme qui ne contient pas d’informations expérimentales, excepté
le point critique et triple des fluides pures. Le programme utilise des équations de
thermodynamiques et de propriété de transport pour calculer les caractéristiques de l’état des
fluides et mélanges. Ces équations sont les plus précises connues à ce jour.
EcoGreenEnergy possède une version de ce logicielle sous Excel et peut connaître un large choix de
propriétés d’un fluide ou d’un mélange dans un simple tableur Excel. Par exemple, pour un fluide ou
un mélange donné, on peut connaître les propriétés suivantes :
- Température
- Pression
- Masse volumique
- Facteur de compressibilité
- Masse volumique du liquide
- Masse volumique de la vapeur
- Volume massique
- Enthalpie
- Entropie
- Chaleur massique à volume constant Cv
- Chaleur massique à pression constante Cp
- Vitesse du son dans le mélange
- Chaleur latente de vaporisation
- …
En tout, il y a 39 propriétés calculables à partir de deux paramètres. Pour en connaître une, il suffit
d’entrer la formule suivante dans une cellule d’Excel :
Propriété(« fluide » ; « Propriétés connues » ; « Types d’unités » ; « Propriété connue 1 » ;
« Propriété connue 2 ») avec :
- Propriété : nom de la propriété que l’on souhaite connaître (exemple : Enthalpy(), Cp(),
Temperature(), …)
- Fluide : Nom du fluide dont on souhaite connaître la propriété. REFPROP répertorie 139
fluides différents.
- Propriétés connues : Moyen pour REFPROP de connaître les propriétés du fluide que l’on
connaît pour qu’il puisse en déduire celle que l’on demande. (exemple : on connait la
température et la pression, la syntaxe sera « TP »)
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- Types d’unités : différentes unités sont disponibles. (exemple pour la température, choix
entre le degré Kelvin et le degré Celsius)
- Propriété connue 1 : Une des deux propriétés du fluide que l’on connait
- Propriété connue 2 : Deuxième propriété du fluide que l’on connait
Exemple : on désire connaître l’enthalpie de l’eau à une température de 20°C et sous une pression de
1 bar, on sélectionne donc une cellule Excel et on tape :
=Enthalpy (« Water »; « TP »; « SI with C »; « 20 »; « 0,1 »)
Ainsi, la cellule nous donnera la valeur: 84,0060538229026 kJ.kg-1
Dans le type d’unité “SI with C”, on renseigne la température en °C et la pression en MPa.
Ce logiciel a été très utile dans la modélisation des différents équipements, cependant comme tout
bon logiciel, il a ses limites. En effet, REFPROP n’est pas assez performant pour donner les
caractéristiques de mélange tels que Ethanol + Eau, ce qui aurait été utile pour modéliser la colonne
de distillation. Puis, il ne renseigne pas non plus toutes les caractéristiques d’un air humide telle que
la température humide, ce qui aurait été utilisé dans le cadre de la tour de refroidissement pour
calculer des grandeurs caractéristiques comme l’écart ou l’approche. C’est pourquoi la création d’une
macro calculant toutes les caractéristiques d’un air humide a été nécessaire pour la modélisation de
plusieurs équipements.
2 ) Le schéma de fonctionnement
Pour chaque modélisation que l’on expliquera par la suite, on crée un schéma expliquant la logique
de fonctionnement de l’appareil étudié. Ce schéma se décompose de la manière suivante :
Propriétés connues du fluide
entrant et/ou sortant de l’appareil Objet modélisé Données calculées par la modélisation
Caractéristiques propres à l’appareil
Consignes de l’utilisateur
Figure 2 : Schéma de fonctionnement d'une modélisation
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B ) Caractéristiques de l’air humide
Le logiciel REFPROP ne fût pas assez complet pour renseigner toutes les caractéristiques d’un air
humide, ainsi a-t-il fallu créer une macro calculant toutes ces grandeurs. Ainsi, la connaissance de la
pression atmosphérique Patm, de la température sèche Ɵs et de l’humidité relative Ψ d’un air humide
nous renseigne directement sur :
- sa température humide Ɵh
- sa température de rosée ƟR
- sa pression partielle de vapeur pv
- sa pression de vapeur saturante pv, sat
- son humidité absolue rs
- son enthalpie spécifique hs
- sa masse volumique ρ
- son volume spécifique vs.
Les équations utilisées pour calculer ces grandeurs sont les suivantes :
(1)
Pour hs en [kJ.kgas-1] :
(2)
Pour Ɵs>0°C et Ɵs en [°C] :
(3)
Pour Ɵs≤0°C et Ɵs en [°C] :
(4)
Pour rs en [kg.kgas-1]
(5)
Pour vs en [m3.kgas-1]
(6)
Pour ƟR>0°C et ƟR en [°C] :
(7)
Pour ƟR<0°C et ƟR en [°C] :
(8)
Pour ρ en [kg.m-3] :
(9)
Pour Ɵs et Ɵh en [°C] :
(10)
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C ) La pompe
Elément incontournable de n’importe quelle installation
hydraulique, la pompe fut l’une des premières
modélisations à être effectuée.
3 ) La théorie :
a ) Caractéristiques connues
Lorsqu’EcoGreenEnergy effectue un diagnostic énergétique dans une usine, elle peut se renseigner
sur les modèles de pompes utilisées dans les réseaux hydrauliques. Ainsi, elle pourra connaître les
données suivantes :
- Courbe caractéristique (courbe liant pression et débit)
- Courbe de rendement global
- Vitesse de rotation de la pompe
b ) Equations régissant son fonctionnement
La pompe la plus répandue étant une turbomachine, elle suit ses lois de fonctionnement, ainsi, les
équations régissant le fonctionnement d’une pompe sont connues.
Pour deux régimes notés respectivement (1) et (2), on a :
(
)
(
)
(1)
Avec :
- N : Vitesse de rotation de la pompe en [tr.min-1]
- Q : Débit volumique de fluide traversant la pompe en [m3.s-1]
- P : Pression disponible en [Pa]
Puis en ce qui concerne la puissance mécanique de la pompe :
(2)
Et l’énergie consommée par la pompe par m3 d’eau débité :
(3)
Avec :
- ρ : masse volumique de l’eau en [kg.m-3]
- g : accélération dû à la pesanteur en [m.s-2]
- qv : Débit volumique de fluide traversant la pompe en [m3.s-1]
Figure 3 : Une pompe industrielle
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- Hn : Hauteur manométrique en [mCE]
- ηg : Rendement global de la pompe
c ) Montage en série ou en parallèle
Il est possible de monter des pompes en série ou en parallèle afin d’avoir les courbes de pompes
suivantes :
En série : Pour un débit qv donné, on additionne les pressions des pompes prises individuellement.
En parallèle : Pour une pression donnée, on additionne les débits délivrés par chaque pompe.
4 ) La modélisation
a ) Hypothèses
La courbe caractéristique d’une pompe est assimilable à la courbe d’un polynôme du second degré.
La relation entre le rendement global d’une pompe et le débit la traversant est assimilable à un
polynôme du sixième degré.
b ) Principe de fonctionnement du modèle
Pour une vitesse de rotation donnée, l’utilisateur renseigne la courbe caractéristique de la pompe
dans un tableau prévu à cet effet. En effet, il lui suffit de renseigner quelques points qu’il aura lus sur
la courbe donnée par le constructeur et le modèle en déduira la courbe automatiquement.
De la même façon, il renseigne l’évolution du rendement global de la pompe en fonction du débit
volumique la traversant.
Ensuite, si l’utilisateur décide de changer la vitesse de rotation du circulateur, la courbe
caractéristique se calculera automatiquement.
Puis, si l’utilisateur décide de monter en parallèle ou en série une deuxième pompe, il peut
renseigner les mêmes caractéristiques qu’il a rentré pour la pompe 1 et sélectionner le type de
montage : série ou parallèle.
Enfin, la dernière étape consiste à renseigner la courbe de réseau qui est du type :
Figure 4 : Courbes de pompe en série et en parallèle
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Avec :
- ΔP : Hauteur manométrique totale en [mCE]
- H0 : Hauteur manométrique statique en [mCE]
- Z : Coefficient en [mCE.m-6.s2]
Finalement, le modèle peut calculer les caractéristiques du point de fonctionnement, à savoir :
- La pression disponible en [Pa]
- Le débit en [L.s-1]
- Le rendement global en [%]
- La puissance mécanique en [kW]
- L’énergie consommée par m3 de d’eau en [kWh.m-3]
Ainsi, on obtient le schéma de fonctionnement suivant pour l’équipement « Pompe » :
Caractéristiques du fluide en entrée
(Température, pression, débit)
Courbe de réseau
Pompe(s)
Caractéristiques du point de
fonctionnement de l’ensemble des
pompes (Pression, débit, rendement
global, Puissance, Energie consommée
pour un volume de fluide donné)
Courbes de pompe
Courbes de rendement
Vitesse de rotation
Montage en série ou en parallèle
Figure 5 : Schéma de fonctionnement de la modélisation "Pompe"
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D ) Le ventilateur
Moins fréquent lors des audits énergétiques mais tout aussi
important que la pompe, le ventilateur a également nécessité
une modélisation. Comme ce dernier est une turbomachine,
les mêmes équations régissent son fonctionnement. Ainsi,
seules quelques modifications du modèle « circulateur » ont
été nécessaires pour modéliser le ventilateur.
1 ) La théorie
Le principal changement le différenciant du modèle du
circulateur est l’apparition de la pression dynamique du
ventilateur, souvent donné dans un abaque en même temps
que ses courbes caractéristiques.
Cette pression dynamique varie en fonction du débit volumique selon la loi suivante :
(1)
Avec :
- Pd : Pression dynamique en [Pa]
- K : Coefficient en [Pa.s2.m-6]
- Qv : Débit volumique d’air brassé en [m3.s-1]
Puis la pression totale à vaincre est égale à la somme des pressions dynamique et statique :
(2)
2 ) La modélisation
a ) Hypothèses
On suppose comme dans le cas de la pompe que les courbes caractéristiques et les courbes de
rendement sont respectivement assimilables à des courbes de polynômes du second et du sixième
degré.
En ce qui concerne le rendement global, on le renseigne pour une vitesse de rotation donnée. Puis,
lorsque l’on connaît un point de fonctionnement, on calcule la pression et le débit correspondant à la
vitesse de rotation de référence pour en déduire le rendement global du point de fonctionnement.
Figure 6 : Un ventilateur centrifuge
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b ) Principe de fonctionnement du modèle
Comme dans le cas du circulateur, on renseigne les courbes caractéristiques et de rendement dans
des tableaux et le modèle fera une interpolation polynomiale pour en déduire les courbes
correspondantes.
Puis, on demande également à l’utilisateur de renseigner la courbe de pression dynamique en
remplissant un tableau exactement de la même façon que précédemment.
Enfin, on renseigne le point de fonctionnement désiré, à savoir la pression statique à vaincre et le
débit à brasser, et le modèle nous renseigne sur les caractéristiques du point de fonctionnement du
ventilateur :
- Vitesse de rotation en [tr.min-1]
- Pression totale en [Pa]
- Débit volumique d’air brassé en [L.s-1]
- Rendement global en [%]
- Puissance mécanique en [kW]
- Energie consommée par m3 d’air en [kWh.m-3]
Ainsi, le schéma de fonctionnement du modèle « ventilateur est le suivant » :
Pression statique à vaincre
Débit à assurer Ventilateur
Caractéristiques du point de
fonctionnement de l’ensemble des
pompes (Vitesse de rotation, pression,
débit, rendement global, puissance,
énergie consommée pour un volume de
fluide donné)
Courbe de ventilateur pour une vitesse donnée
Courbe de rendement pour une pression donnée
Courbe de pression dynamique
Figure 7 : Schéma de fonctionnement de la modélisation "ventilateur"
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E ) La chaudière
Elément incontournable pour créer de l’eau chaude ou de la
vapeur d’eau, la chaudière permet de chauffer un fluide
caloporteur grâce à un combustible.
1 ) La théorie
Les équations régissant le fonctionnement de la chaudière
sont les suivantes :
(1)
(2)
(3)
( ( ))
(4)
(5)
(6)
Avec :
- NT : Nombre total d’heures de la saison de chauffe (Pour
les usines, c’est le temps de fonctionnement de l’usine
sur une année) en [h]
- NB : Nombre total d’heures de fonctionnement du brûleur
pendant l’année en [h]
- ρ : Masse volumique du fluide à chauffer en [kg.m-3
]
- qv : Débit volumique du fluide à chauffer en [m3.s
-1]
- cp : Chaleur massique du fluide à chauffer en [kJ.kg-1
.K-1
]
- ΔƟ : Différence de température entre la sortie et l’entrée
du fluide en [°K]
- qm : Débit massique du fluide à chauffer en [kg.s-1
]
- Δh : Différence d’enthalpie entre la sortie et l’entrée du
fluide en [kJ.kg-1
]
- Pu : Puissance utile en [kW]
- Pa : Puissance absorbée en [kW]
- ηutile : Rendement utile
- ηcomb : Rendement de combustion
- Pertes fumées : Pertes de chaleur par les fumées en [kW]
- f : Facteur dépendant du type de combustible
- Tfumées : Température des fumées en [°C]
- Tamb : Température ambiante de la chaufferie en [°C]
- %CO2 : Pourcentage de CO2 contenu dans les fumées [%]
- ηsaisonnier : Rendement saisonnier
- qE : Coefficient de pertes à l’arrêt
Figure 8 : Une chaudière
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En ce qui concerne le débit massique des fumées, on peut l’estimer grâce à une formule du DTU.
(7)
Avec : - n : excès d’air [%]
- PB : Puissance du brûleur [th.h-1]
- : Débit massique des fumées en [kg.h-1]
2 ) La modélisation
a ) Hypothèses
Le calcul de la puissance utile se fait avec l’équation (6) utilisant la différence d’enthalpie pour
prendre en compte le changement d’état dans le cas de la chaudière vapeur.
Le coefficient de conversion pour passer de l’énergie électrique en énergie primaire est égal à 2,58
en France.
En ce qui concerne le combustible utilisé par la chaudière, l’utilisateur le choisit dans une liste
déroulante et les caractéristiques de chaque fluide sont prédéfinies sur les valeurs les plus courantes
trouvées sur le marché. Ainsi, si l’utilisateur connaît les caractéristiques exactes du combustible, il
peut les modifier à tout moment. Les valeurs prédéfinies sont les suivantes :
b ) Principe de fonctionnement de la modélisation
i ) Grandeurs à renseigner :
L’utilisateur renseigne les caractéristiques du fluide entrant telles que le type de fluide, sa
température, sa pression et son débit.
Puis il renseigne les consignes du fluide en sortie.
Enfin, il rentre les caractéristiques propres à la chaudière, à savoir :
- La puissance nominale en [kW]
- Le type de combustible utilisé
- La durée de fonctionnement du brûleur en [h]
- La durée de la saison de chauffe, ici égale à la durée de marche du process à l’année en [h]
- Les pertes à l’arrêt en [kW]
Figure 9 : Tableaux de pouvoirs calorifiques pour différents combustibles
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- Le rendement utile en [%]
- Le rendement de combustion en [%]
En ce qui concerne le rendement de combustion, une aide est disponible pour la calculer en utilisant
la formule (3) donnée précédemment. Ainsi, l’utilisateur doit renseigner les valeurs de :
- la température ambiante Tamb en [°C]
- la température des fumées Tf en [°C]
- Le pourcentage de Co2 présent dans les fumées %CO2 en [%]
- Le facteur f dépendant du type de combustible utilisé par la chaudière
- L’excès d’air n en [%]
- La puissance du brûleur en [kW]
Des valeurs de f sont mises à disposition pour se faire une idée de l’ordre de grandeur :
ii ) Grandeurs de sortie du modèle :
Après calculs, le modèle déduit les données suivantes :
- La puissance utile Pu en [kW]
- La puissance absorbée Pa en [kW]
- Les pertes par les fumées Pfumées en [kW]
- Le coefficient de pertes à l’arrêt qE
- Le débit de combustible Qvc en [kg.h-1]
- Le rendement saisonnier ηsaisonnier en [%]
- L’énergie consommée à l’année E en [MWh(PCI)]
- L’énergie primaire consommée à l’année Ep en [MWhep(PCI)]
- Le débit massique des fumées qmfumées en [kg.h-1]
Le schéma de fonctionnement du modèle « chaudière » est le suivant :
Caractéristiques du fluide en entrée
(Température, pression, débit)
Caractéristiques du fluide en sortie
(Température, pression, débit)
Puissances et pertes
Débit de combustible
Puissance nominale
Caractéristiques du combustible
Rendements
Caractéristiques du fluide désiré en sortie
Chaudière
Figure 10 : Facteur f pour différents combustibles
Figure 11 : Schéma de fonctionnement pour la modélisation "chaudière"
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F ) L’échangeur de chaleur
Elément fondamental des solutions préconisées par la société
EcoGreenEnergy lors de ses audits énergétiques, l’échangeur de
chaleur permet de récupérer de la chaleur souvent gaspillée à un ou
plusieurs endroits d’une chaîne énergétique afin de préchauffer un
fluide gratuitement à un autre endroit du procédé de fabrication de
l’usine.
1 ) La théorie
a ) Co-courant ou contre-courant
i ) Co-courant
Dans le cadre du co-courant, le pincement ΔƟ est égal à
Ce type d’échangeur est très peu utilisé car il est très peu performant. En effet, pour une puissance
donnée, son coût et son encombrement ne jouent pas en sa faveur. Enfin, il n’atteindra jamais les
températures qu’un échangeur contre-courant peut atteindre.
ii ) Contre-courant
Figure 12 : Un échangeur à plaques
Figure 13 : Profil des températures pour un échangeur co-courant
Figure 14 : Profil des températures pour un échangeur contre-courant
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Dans le cadre du contre-courant, le pincement ΔƟ est égal à
b ) Les formules régissant le fonctionnement
i ) La méthode ΔTLM
La méthode ΔTLM ne s’utilise que lorsque les quatre températures de fonctionnement sont connues
et lorsqu’il n’y a pas eu de changement d’état. Pour chaque cas, la formule est la suivante :
ii ) La méthode NUT
La méthode NUT sert à calculer les températures des fluides en sortie d’échangeurs, connaissant les
caractéristiques techniques de l’échangeur et celles des fluides en entrée.
(2)
(3)
( )
Co-courant :
(1)
Avec
( )
Contre-courant :
(1)
Avec
ɸ : Flux de chaleur échangé par le fluide chaud au fluide froid en [kW]
K : Coefficient d’échange thermique des parois de l’échangeur en [kW.m-2.K-1]
S : Surface totale d’échange de l’échangeur en [m2]
Co-courant :
Contre-courant :
(4)
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(5)
Avec :
- NUT : coefficient sans dimension
- K : Coefficient d’échange thermique de l’échangeur en [W.m-2.K-1]
- ST : Surface totale d’échange en [m2]
- qm : Débit massique de fluide en [kg.s-1]
- cp : Chaleur massique du fluide en [J.kg-1.K-1]
- R : Rapport de déséquilibre sans dimension
- E : Efficacité de l’échangeur
- ɸmax : Flux maximal échangeable en [W]
- Ɵce : Température d’entrée du fluide chaud en [°C]
- Ɵfe : Température d’entrée du fluide froid en [°C]
- Ɵcs : Température de sortie du fluide chaud en [°C]
- Ɵfs : Température de sortie du fluide froid en [°C]
2 ) La modélisation
a ) Hypothèses
On fait l’hypothèse que le coefficient d’échange reste constant selon la température des fluides
chaud et froid.
On suppose également que la perte de charge interne à l’échangeur est la même côté fluide chaud et
fluide froid.
Afin d’éviter toute erreur de calcul lors du changement d’état de l’un des fluides, tous les calculs se
font en raisonnant sur les enthalpies :
- du fluide chaud en entrée
- du fluide froid en entrée
- du fluide chaud en sortie (cas où le régime de fonctionnement est connu)
- du fluide froid en sortie (cas où le régime de fonctionnement est connu)
- du fluide chaud à la température du fluide froid en entrée (cas où le régime est inconnu)
- du fluide froid à la température du fluide chaud en entrée (cas où le régime est inconnu).
Ainsi, le flux maximal échangeable se calcule avec la formule :
Avec :
- qmc : Débit massique du fluide chaud en [kg.s-1]
- qmf : Débit massique du fluide froid en [kg.s-1]
- Ɵce : Température d’entrée du fluide chaud en [°C]
- Ɵfe : Température d’entrée du fluide froid en [°C]
- Pce : Pression en entrée du fluide chaud en [bar]
[ ( )] [ ( ) ( )] (6)
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- Pcs : Pression en sortie du fluide chaud en [bar]
- Pfe : Pression en entrée du fluide froid en [bar]
- Pfs : Pression en sortie du fluide froid en [bar]
- hc(Tce ; Pce) : Enthalpie massique du fluide chaud à la température Tce et à la pression Pce, en
[kJ.kg-1]
- hc(Tfe ; Pcs) : Enthalpie massique du fluide chaud à la température Tfe et à la pression Pcs, en
[kJ.kg-1]
- hf(Tce ; Pfs) : Enthalpie massique du fluide froid à la température Tce et à la pression Pfs, en
[kJ.kg-1]
- hf(Tfe ;Pfe) : Enthalpie massique du fluide froid à la température Tfe et à la pression Pfe, en
[kJ.kg-1]
- ɸmax : Flux maximal échangeable en [kW]
La formule (5) ne s’applique que dans le cas où aucun des deux fluides ne change d’état dans
l’échangeur. Or dans le cas d’un évaporateur ou d’un condenseur, il faut prendre en compte la
chaleur latente de vaporisation du fluide changeant d’état. Or la formule (6) prend en compte cette
enthalpie de changement d’état, ce qui permet au modèle de s’étendre au cas des évaporateurs et
des condenseurs.
On peut noter que la formule (6) est une formule générale dont la formule (5) découle pour le cas
particulier de deux fluides ne changeant pas d’état dans l’échangeur.
b ) Principe de fonctionnement de la modélisation
L’utilisateur a le choix du fonctionnement en co-courant ou contre-courant dans une liste déroulante.
De la même façon, l’utilisateur a le choix entre l’eau et l’air humide pour les fluides chaud et froid,
car ces fluides sont les plus courants dans l’industrie. Cependant, rien n’empêche l’utilisateur de
choisir un fluide disponible dans la base de données du logiciel REFPROP, ou à défaut, d’en créer un
s’il est un mélange de plusieurs fluides présents dans la bibliothèque de ce même logiciel.
Puis, il a le choix de renseigner, soit qu’il connaît le régime de fonctionnement de température (c'est-
à-dire que les caractéristiques d’entrée et de sortie des fluides chaud et froid sont connues), soit il ne
le connaît pas.
Dans le premier cas, l’utilisateur renseignera les caractéristiques d’entrée et de sortie des fluides
chaud et froid et le modèle en déduira l’efficacité de l’échangeur et le flux de chaleur échangé.
Dans le second cas, l’utilisateur rentre les caractéristiques de l’échangeur, à savoir sa surface totale
d’échange, son coefficient d’échange thermique et sa perte de charge interne. Ainsi, le modèle en
déduira les caractéristiques de sortie des fluides chaud et froid, l’efficacité de l’échangeur et le flux
réel échangé.
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On en déduit donc les deux schémas de fonctionnement du modèle échangeur.
i ) Cas où le régime de fonctionnement est connu
ii ) Cas où le régime de fonctionnement n’est pas connu
Caractéristiques des fluides en
entrée
Caractéristiques des fluides en
sortie
Echangeur
Grandeurs propres aux
échangeurs :
o NUT
o ΔTLM
o Efficacité
o Flux échangé
Co-courant ou contre-courant
Caractéristiques des fluides
en entrée Echangeur
Caractéristiques des fluides en sortie
Grandeurs propres aux échangeurs :
o NUT
o ΔTLM
o Efficacité
o Flux échangé
Co-courant ou contre-courant
Caractéristiques de l’échangeur (Coefficient d’échange,
surface d’échange, pertes de charge internes)
Figure 15 : Schéma de fonctionnement de la modélisation "échangeur" (Régime connu)
Figure 16 : Schéma de fonctionnement de la modélisation "échangeur" (Régime inconnu)
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G ) La tour aéroréfrigérante :
Dans la plupart des usines, même après avoir récupéré le
plus de chaleur possible à l’aide d’échangeurs de chaleur, il
faut évacuer la chaleur : c’est le rôle de la tour
aéroréfrigérante (TAR).
1 ) Tour de refroidissement en circuit ouvert
a ) La théorie
On souhaîte refroidir de l’eau avec l’air
extérieur. Pour cela, on va pulvériser
cette eau en fines gouttelettes à contre
courant de l’air qui rentre dans la tour.
Ainsi, l’air humide va se saturer en eau.
L’eau n’ayant pas été « absorbée » par
l’air extérieur se retrouve stocké dans
la partie inférieure de la tour.
Cependant, pour des raisons de
déconcentration de cette eau
stagnante en minéraux dû à une
évaporation constante, il est conseillé
de faire une purge réguliaire.
Enfin, pour des raisons évidentes, une
arrivée d’eau vient remplir le bac d’eau
afin de combler l’eau absorbée par l’air
et l’eau purgée.
Il existe deux grandeurs propres aux tours de refroidissement : l’écart et l’approche.
L’écart représente la différence de température de l’eau à refroidir entre la sortie et l’entrée de la
tour.
Avec :
- Ɵes : Température de l’eau en sortie de la tour aéroréfrigérante en [°C]
- Ɵee : Température de l’eau en entrée de la tour aéroréfrigérante en [°C]
L’approche représente l’écart entre la température de l’eau en sortie de la tour et la température
humide de l’air en entrée de la tour de refroidissement.
Figure 17 : Une tour aéroréfrigérante
Figure 18 : Schéma d'une tour aéroréfrigérante en circuit ouvert
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Avec Ɵhe, la température humide de l’air en entrée de la tour aéroréfrigérante en [°C]
b ) La modélisation
i ) Hypothèses
On suppose que l’air en sortie de la tour est saturée en eau et a donc une humidité relative de 100%.
On utilise la macro qui calcule les caractéristiques d’un air humide pour ce modèle.
ii ) Principe de fonctionnement de la modélisation
L’utilisateur renseigne en premier lieu les caractéristiques de l’eau en entrée (Température, pression,
débit) et la consigne de température en sortie.
Puis, il renseigne les caractéristiques de l’air en entrée (Pression atmosphérique, température sèche
et humidité relative).
Enfin, il rentre la valeur du pincement qu’il souhaite entre la température de sortie d’air et la
température d’eau en sortie de la tour aéroréfrigérante.
Le modèle en déduira donc :
- les caractéristiques de l’air en sortie (Température, humidité relative, …)
- l’écart
- l’approche
- le débit d’appoint en eau
2 ) Tour de refroidissement en circuit fermé
L’hypothèse réalisée pour modéliser ce type de tour
est que l’eau pulvérisée sur le serpentin dans lequel
circule le fluide à refroidir est à une température
correspondant à la moyenne arithmétique entre la
température du fluide à refroidir en entrée du
serpentin et la température de fluide en sortie du
serpentin.
Pour le reste, les calculs sont les mêmes que dans le
cas de la TAR en circuit ouvert.
Figure 19 : Schéma d'une tour aéroréfrigérante en circuit fermé
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On en déduit le schéma de fonctionnement du modèle « Tour de refroidissement » :
Caractéristiques du fluide à
refroidir en entrée (Température,
pression, débit)
Caractéristiques de l’air ambiant
TAR en circuit ouvert
Caractéristiques des fluides en
sortie
Grandeurs propres aux TAR :
o Ecart
o Approche
Puissance dissipée Pincement
Perte de charge interne
Consigne de température du fluide à refroidir en sortie
Figure 20 : Schéma de fonctionnement de la modélisation "Tour de refroidissement"
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H ) La turbine vapeur
Certaines entreprises utilisent l’énergie de leur vapeur
industrielle pour en convertir de l’énergie électrique
grâce à une turbine à vapeur.
1 ) La théorie
La turbine à vapeur est avant tout une
turbomachine réceptrice et est donc soumise aux
équations régissant le fonctionnement des
turbomachines.
Ainsi, on retrouve les mêmes lois de fonctionnement que pour la pompe et le ventilateur étudié
précédemment.
2 ) La modélisation
a ) Hypothèse
On fait l’hypothèse que les caractéristiques de la vapeur en sortie de la turbine sont connues.
On suppose également que les courbes caractéristiques, de rendement et de puissance mécanique
sont équivalente à des courbes de polynômes du sixième degré.
b ) Principe de fonctionnement de la modélisation
Dans un premier temps, l’utilisateur informe si la courbe de puissance mécanique en fonction du
débit est connue. Si c’est le cas, seule cette courbe sera nécessaire pour calculer la puissance
mécanique de la turbine et donc en déduire l’énergie électrique produite.
Si ce n’est pas le cas, l’utilisateur doit renseigner les courbes caractéristiques Hn = f(qv) et de
rendement de la turbine vapeur. Ainsi, la courbe de puissance mécanique se déduira de ces deux
courbes grâce à la formule (2) dans le modèle de la pompe.
Les courbes se renseignent de la même façon que pour les modèles « Pompe » et « Ventilateur ».
Puis, l’utilisateur renseigne les caractéristiques de la vapeur en entrée et en sortie.
Enfin, le modèle en déduira le point de fonctionnement de la turbine à vapeur et donc les
caractéristiques suivantes :
- La vitesse de rotation de l’axe de la turbine en [tr.min-1]
- La pression totale aux bornes de la turbine en [bar]
- Le débit volumique de vapeur traversant la turbine en [m3.s-1]
- Le rendement global au point de fonctionnement en [%]
- La puissance mécanique récupérée par la turbine en [kW]
- L’énergie électrique récupérée par m3 de vapeur en [kWh.m-3]
Figure 21: Représentation d'une turbine vapeur
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Ainsi, on en déduit le schéma de fonctionnement pour le modèle « Turbine à vapeur ».
i ) Cas où la courbe de puissance mécanique est connue
ii ) Cas où la courbe de puissance mécanique n’est pas connue
Caractéristiques de la vapeur en
entrée (Température, Pression, débit)
Caractéristiques de la vapeur en
sortie (Température, Pression)
TAR
Caractéristiques du point de
fonctionnement :
o Vitesse de rotation
o Pression totale
o Débit volumique
o Rendement global
o Puissance mécanique
o Energie électrique Courbe de puissance mécanique
Caractéristiques de la vapeur en
entrée (Température, Pression, débit)
Caractéristiques de la vapeur en
sortie (Température, Pression)
TAR
Caractéristiques du point de
fonctionnement :
o Vitesse de rotation
o Pression totale
o Débit volumique
o Rendement global
o Puissance mécanique
o Energie électrique Courbe caractéristique Hn = f(qv)
Courbe de rendement
Figure 22: Schéma de fonctionnement de la modélisation "Turbine vapeur" (Courbe de puissance connue)
Figure 23: Schéma de fonctionnement de la modélisation "Turbine vapeur" (Courbe de puissance inconnue)
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I ) Le séchoir
Utile pour enlever l’humidité d’un produit dans une
chaîne de fabrication, le séchoir utilise de l’air
préchauffé pour augmenter sa capacité d’absorption
de l’eau contenue dans la matière à sécher.
1 ) La théorie
a ) La batterie chaude
L’air utilisé dans le procédé est d’abord préchauffé à l’aide d’une batterie chaude, cette
augmentation en température de l’air augmente également sa pression de vapeur saturante et
diminue donc son humidité relative. Ainsi, l’air préchauffé aura la capacité d’absorber plus d’eau
avant sa saturation.
On considère la formule suivante pour déterminer la puissance de la batterie chaude :
Avec :
- Pbatterie chaude : Puissance de la batterie chaude en [kW]
- qm : Débit massique d’air traversant la batterie chaude en [kg.s-1]
- hss : enthalpie de l’air sortant de la batterie chaude en [kJ.kg-1]
- hes : enthalpie de l’air entrant dans la batterie chaude en [kJ.kg-1]
b ) Le produit à sécher
En ce qui concerne le produit à sécher, d’une manière générale on peut le décomposer de la façon
suivante :
Avec :
- mT : masse totale de produit à sécher en [kg]
- ms : masse de produit sec présent dans le produit à sécher en [kg]
Figure 24 : Représentation d'un séchoir
Figure 25: Schéma d'un séchoir
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- mh : masse d’eau contenue dans le produit à sécher en [kg]
On peut désigner sa concentration en eau de trois manières différentes.
i ) La teneur en eau : y
On note la teneur en eau y d’un produit le ratio entre la masse d’eau contenu dans ce produit et la
masse de produit sec.
ii ) Le titre ou taux d’humidité: Y
On note le titre en eau Y le ratio entre la masse d’eau contenue dans un produit et la masse totale du
produit humide.
iii ) Le taux de matière sèche ou taux de siccité: x
On note le taux x de matière sèche comme le ratio de la masse de produit sec sur la masse totale de
produit humide.
c ) L’air faux
Coefficient bien connu des utilisateurs de séchoir industriels, l’air faux correspond à l’augmentation
du débit volumique d’air, dû aux fuites du séchoir qui fonctionne généralement en dépression.
On note f le ratio entre le débit volumique d’air en sortie de séchoir et le débit volumique d’air en
entrée.
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2 ) La modélisation
a ) Hypothèses
On utilise la macro calculant les caractéristiques de l’air humide dans ce modèle.
Toute l’eau dissipée par le produit à sécher est absorbée par l’air et cette humidification de l’air est
supposée isenthalpique.
b ) Principe de fonctionnement de la modélisation
Dans un premier temps, l’utilisateur renseigne les caractéristiques de l’air entrant dans la batterie
chaude. Puis, il rentre les caractéristiques de la matière à sécher, à savoir son débit massique et, au
choix, sa teneur en eau, son titre ou son taux de matière sèche.
Enfin, il renseigne les caractéristiques de la matière sèche qu’il désire en sortie, en rentrant de la
même manière que précédemment sa teneur en eau, son titre ou son taux de matière sèche.
Finalement, l’utilisateur doit également rentrer la puissance de la batterie chaude et le facteur d’air
faux de son séchoir.
Ainsi, le modèle calculera automatiquement les caractéristiques de l’air en sortie, le débit massique
de produit séché en sortie, la quantité d’eau prélevée au cours du procédé et la consommation
énergétique de la batterie chaude par kilogramme de produit obtenu.
Ainsi, on obtient le schéma de fonctionnement suivant pour le modèle « séchoir » :
Caractéristiques de la matière à
sécher en entrée (Débit massique,
teneur en eau)
Caractéristiques de l’air en entrée
Séchoir Caractéristiques de l’air en sortie
Consommation énergétique
Consigne de teneur en eau en sortie de la matière à sécher
Air faux
Puissance batterie chaude
Figure 26: Schéma de fonctionnement de la modélisation "Séchoir"
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J ) Le concentrateur
Appareil permettant de
sécher un produit sous
forme liquide cette fois, le
concentrateur est utilisé en
agroalimentaire pour
réduire la concentration en
eau d’un fluide et donc
d’augmenter la
concentration du produit
que l’on souhaite récupérer
que l’on appelle concentrat.
1 ) La théorie
La solution à concentrer est chauffée jusqu’à évaporation dans un évaporateur vapeur. Puis une cuve
semblable à la cuve d’une colonne de distillation sépare la vapeur de la partie liquide de la solution
obtenue après l’échangeur. La vapeur ainsi obtenue alimentera l’évaporateur de la cuve suivante, et
chauffera donc la partie liquide jusqu’à évaporation. Ce fonctionnement peut se répéter n fois et
porte le nom de concentration à n-effets.
Une pompe à vide est placée sur la partie vapeur de la dernière cuve afin de mettre chaque effet en
dépression et donc diminuer la température d’ébullition au fil des cuves de séparation, comme on
peut le voir sur le schéma suivant illustrant un concentrateur quadruple-effets.
2 ) La modélisation
a ) Hypothèses
On suppose que les évaporateurs sont de type contre-courant et que leurs caractéristiques sont
connues (surface d’échange et coefficient d’échange thermique).
Solution
à sécher
Concentrat
Condensats
Tirage à vide (A) (B) (B) (C)
Figure 27: Représentation d'un concentrateur triple effet
Figure 28 : Schéma explicatif d'un concentrateur à plusieurs effets
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On suppose que le mélange à concentrer est assimilable à de l’eau, puisqu’il est généralement très
dilué. Cependant, si la solution à concentrer n’est pas une solution composée majoritairement d’eau,
il faut créer un mélange sous le logiciel REFPROP se rapprochant au mieux du produit souhaité.
Pour connaître les proportions de vapeur et de liquide dans un mélange diphasique, on utilise les
fonctions suivantes de REFPROP :
- Density : masse volumique de la solution diphasique en [kg.m-3]
- VaporDensity : masse volumique de la partie vapeur en [kg.m-3]
- LiquidDensity : masse volumique de la partie liquide en [kg.m-3]
Ainsi, en connaissant le débit massique de solution diphasique, on en déduit le débit massique de
vapeur et celui de liquide grâce aux formules suivantes :
*Les origines de ces formules sont données en annexe
Avec :
- qmL : Débit massique de la partie liquide en [kg.s-1]
- qmV : Débit massique de la partie vapeur en [kg.s-1]
- qmL+V : Débit massique de la solution diphasique en [kg.s-1]
- ρL+V : Masse volumique de la solution diphasique en [kg.m-3]
- ρL : Masse volumique de la partie liquide en [kg.m-3]
- ρV : Masse volumique de la partie vapeur en [kg.m-3]
La modélisation a été découpée en 3 parties bien distinctes (A), (B) et (C) comme on peut le voir sur
la figure précédente.
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b ) Principe de fonctionnement de la modélisation
Dans un premier temps, l’utilisateur renseigne les caractéristiques de la solution à concentrer
(Température, pression, débit massique).
Puis il renseigne les caractéristiques du ou des échangeurs (Perte de charge interne, surface
d’échange et coefficient d’échange thermique).
Ainsi, le modèle en déduit :
- les caractéristiques de la vapeur sortant de la cuve (Température, pression, débit
massique)
- Les caractéristiques du liquide sortant de la cuve (Température, pression, débit
massique).
- Les caractéristiques des condensats (Température, pression, débit massique).
Ainsi, on en déduit le schéma de fonctionnement pour le modèle « Concentrateur » :
Caractéristiques de la solution à concentrer
Caractéristiques de la vapeur primaire Concentrateur Caractéristiques du concentrat
Caractéristiques des condensats
Caractéristiques des évaporateurs
Figure 29 : Schéma de fonctionnement de la modélisation "Concentrateur"
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K ) Le dégazeur thermique
Afin de répondre aux normes industrielles concernant la
teneur en oxygène et le niveau permis d'oxyde
métallique dans l'eau d'alimentation, l'élimination
presque totale de l'oxygène est exigée. Ceci peut être
accompli seulement par une désaération mécanique
efficace complétée par un réducteur d'oxygène
correctement commandé.
La désaération est conduite par les principes suivants: la
solubilité de n'importe quel gaz dans un liquide est
directement proportionnelle à la pression partielle du
gaz à la surface du liquide, et diminue avec
l'augmentation de la température du liquide.
L'efficacité de l'élimination est améliorée lorsque le
gaz et le liquide sont fortement mélangés.
Le but d'un dégazeur est de réduire les gaz dissous, particulièrement l'oxygène, à un niveau faible et
d'améliorer l'efficacité thermique de l'installation en augmentant la température de l'eau. De plus, ils
permettent le stockage de l'eau et fournissent des conditions d'aspiration adéquates des pompes
d'eau d'alimentation.
1 ) La théorie
Le dégazeur thermique se compose des pièces suivantes :
Figure 30 : Un dégazeur thermique industriel
Figure 31 : Schéma descriptif d'un dégazeur thermique
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Ainsi, on fait rentrer en contact de la vapeur d’eau avec de l’eau à dégazer. Cette dernière va
chauffer jusqu’à libérer ses gaz dissous. Ces gaz remonteront et quitteront le dégazeur par la
soupape, tandis que l’eau réchauffée va être stockée dans une cuve : la bâche alimentaire.
2 ) La modélisation
a ) Hypothèse
Afin de modéliser l’échange de chaleur entre la vapeur d’eau et l’eau à dégazer, on fait l’hypothèse
que ce transfert est équivalent à un échange entre la vapeur et l’eau à dégazer que l’on ferait circuler
dans un échangeur de chaleur de surface infinie et de type co-courant.
On suppose que la cuve où l’eau dégazée est stockée est parfaitement isolée.
On suppose que l’eau à dégazer a la même enthalpie que de l’eau pure.
Enfin lorsque l’eau à dégazer est réchauffée par la vapeur, celle-ci devient bi-phasique. On utilise
donc la même technique que dans le cas du concentrateur pour déterminer la fraction de vapeur et
la fraction de liquide du mélange bi-phasique.
Ce raisonnement est également appliqué pour la partie vapeur qui se condensera en partie dans le
système.
Figure 32 : Schéma explicatif du fonctionnement d'un dégazeur thermique
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b ) Le principe de fonctionnement
Dans un premier lieu, l’utilisateur renseigne les pertes de charges internes propres au dégazeur
thermique. S’il ne les connaît pas, elles seront supposées nulles pour la modélisation.
Puis, l’utilisateur renseigne les propriétés de l’eau à dégazer (Température, pression et débit) et
celles de la vapeur entrante dans le système (Température, pression, débit).
Le modèle va donc en déduire les caractéristiques de la vapeur qui s’échappera du dégazeur en
emportant avec elle les gaz précédemment dissous, et les caractéristiques de l’eau envoyée dans la
cuve pour stockage.
Ainsi, la modélisation du dégazeur thermique a le schéma de fonctionnement suivant :
Caractéristiques de l’eau à dégazer
Caractéristiques de la vapeur injectée Dégazeur thermique
Caractéristiques de l’eau dégazée
Caractéristiques des gaz dissipés
Pertes de charges internes
Figure 33 : Schéma de fonctionnement de la modélisation "Dégazeur thermique"
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L ) La colonne de distillation
1 ) Généralités
Eléments incontournables des usines agroalimentaires,
les colonnes de distillation utilisent la différence
de volatilité des composants d'un mélange pour les
séparer.
Pour améliorer la séparation, une grande surface
d'échange entre la phase gazeuse et la phase liquide
est nécessaire. Pour augmenter cette dernière, des
éléments sont ajoutés dans la colonne, tels les plateaux
ou des garnissages, ces derniers pouvant être
structurés ou non. En plus de la colonne et de son
garnissage, deux échangeurs de chaleur permettent
d'apporter et de retirer l'énergie nécessaire pour la
séparation: un bouilleur situé en bas de colonne où le mélange est chauffé jusqu'à ébullition et
le condenseur en tête de colonne qui permet de liquéfier les vapeurs afin de récupérer le produit
purifié sous forme liquide.
Une partie des condensats est souvent réinjectée dans la
colonne pour augmenter la pureté du produit désiré, il
s'agit du reflux. Le pourcentage de condensat renvoyé
dans la colonne, le taux de reflux, est un critère
important dans la définition des conditions opératoires.
On cherche toujours une valeur de taux de reflux
comprise entre le taux de reflux min et le taux de reflux
max.
Les colonnes sont le plus souvent en acier inoxydable,
mais on trouve également des colonnes en verre pour
les produits corrosifs. Les dimensions de la colonne ont
un rôle important dans la séparation: plus la colonne est
haute, meilleure sera la séparation, car il sera possible
d'augmenter le nombre de plateaux théoriques, et plus
la colonne sera large, plus les flux à l'intérieur de la
colonne pourront être importants.
Figure 34 : Une colonne de distillation
Figure 35 : Schéma explicatif du fonctionnement d'une colonne de distillation
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2 ) Schéma de fonctionnement d’une colonne de rectification
3 ) Calcul des puissances mises en jeu
On utilise les notations suivantes :
- Débit massique vapeur de tête : QmVT en [kg.s-1]
- Enthalpie de la vapeur de tête : hVT en [kJ.kg-1]
- Enthalpie du distillat liquide : hD[kJ.kg-1]
- Débit massique des condensats : QmC en [kg.s-1]
- Débit massique de résidu : QmR en [kg.s-1]
- Enthalpie des condensats : hC[kJ.kg-1]
- Enthalpie de la vapeur rebouillie : hVR[kJ.kg-1]
- Débit massique de la vapeur rebouillie : QmVR en [kg.s-1]
- La puissance du bouilleur : Pbouilleur en [kW]
- La puissance du condenseur : Pcondenseur en [kW]
Figure 36 : Schéma descriptif d'une colonne de distillation
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Ainsi, les puissances nécessaires au bon fonctionnement de la colonne de rectification sont les
suivantes :
Or, l’enthalpie d’un mélange présent dans une tour de rectification est rarement connue. En effet, on
connaît souvent les températures souhaitée dans la colonne et surtout les titres massiques en alcool.
Cependant, REFPROP ne peut pas nous renseigner sur les caractéristiques d’un mélange eau/alcool. Il
a donc fallu trouver une solution pour connaître l’enthalpie d’un tel mélange, en connaissant sa
température et son titre massique en alcool.
4 ) Détermination de l’enthalpie d’un mélange eau/éthanol
Le diagramme de Ponchon-Savarit est une méthode graphique pour connaître l’enthalpie d’un
mélange de fluides non azéotrope.
En considérant une solution eau/éthanol à une pression modérée P (de 0.1 à 3 bars), la partie vapeur
est supposée idéale mais la partie liquide ne peut pas être supposée idéale. En effet, Cette dernière
va faire intervenir une grandeur que l’on va appeler enthalpie d’excès.
Les formules donnant l’enthalpie d’un mélange eau/éthanol sont les suivantes :
( ) ( )
Avec :
HL : enthalpie molaire du mélange eau/éthanol sous forme liquide
HV : enthalpie molaire du mélange eau/éthanol sous forme vapeur
HE : enthalpie molaire d’excès
xéthanol : fraction molaire d’éthanol dans la solution liquide
y éthanol : fraction molaire d’éthanol dans la solution vapeur
CP,L,éthanol : Capacité thermique molaire de l’éthanol sous forme liquide
CP,L,eau : Capacité thermique molaire de l’eau sous forme liquide
CP,V,éthanol : Capacité thermique molaire de l’éthanol sous forme vapeur
CP,V,eau : Capacité thermique molaire de l’eau sous forme vapeur
λéthanol : Chaleur latente de vaporisation molaire de l’éthanol + énergie nécessaire pour le chauffage
de la phase liquide entre 0°C et la température d’ébullition
λeau : Chaleur latente de vaporisation molaire de l’eau + énergie nécessaire pour le chauffage de la
phase liquide entre 0°C et la température d’ébullition
T : Température de la solution
Tref : Température d’ébullition du fluide concerné
[ ( )] ( )
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On considère que les capacités thermiques et les chaleurs latentes de vaporisation varient très
faiblement avec la température et on les prend donc comme des constantes.
Pour calculer l’enthalpie d’excès, on utilise la fonction suivante :
Avec :
(m Є {0 ; 0.5 ; 1.5 ; 2.5 ; 4.5})
Où les coefficients bm, cm et dm sont des données tabulées :
Ainsi, après avoir déterminé les températures d’ébullitions de la solution eau/éthanol en utilisant les
formules données en annexe, on en déduit pour une pression P donnée, le diagramme nous donnant
l’enthalpie du mélange eau/éthanol non azéotropique, en fonction de sa température et de son titre
massique en éthanol.
Figure 37 : Valeurs tabulées des coefficients utilisés dans le calcul de l'enthalpie de mélange pour le fluide eau/éthanol
Figure 38 : Courbes d'enthalpie du mélange eau éthanol pour une pression de 1.01125 bar
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Le tracé en rouge correspond au titre massique à partir duquel la solution se comporte comme un
mélange azéotropique.
L’inconvénient de cette macro qui calcule l’enthalpie du mélange eau/éthanol en fonction de sa
température, de sa pression et de son titre massique en éthanol, c’est qu’elle demande un nombre
de calculs important, donc un temps de calcul relativement long. Ainsi, afin de réduire ce temps de
calculs, la création de tables donnant la valeur de l’enthalpie en fonction de plusieurs valeurs des
grandeurs de référence a été nécessaire. En effet, pour chaque pression P de 0.1 à 3 bars (P=0.1 ;
0.2 ; 0.3 ; … ; 2.9 ; 3), une table donne l’enthalpie de la solution pour une température allant de 1 à
200°C (T=1 ; 2 ; 3 ; … ; 199 ; 200) et le titre massique en éthanol allant de 0 à 1kg/kg (xéthanol= 0 ; 0.05 ;
0.1 ; 0.15 ; … ; 0.95 ; 1). Ainsi, on obtient des tables ayant l’allure suivante :
Puis, on a créé une fonction Enthalpie(T,P,xéthanol) qui va calculer l’enthalpie du mélange eau/éthanol
et recherchant dans ces tables les valeurs calculées pour les données d’entrées les plus proches et en
faisant des interpolations linéaires en fonction de la température, puis du titre massique en éthanol
et enfin de la pression. Les détails des calculs sont disponibles en annexes.
Figure 39 : Table de valeurs d'enthalpie massique pour le mélange eau/éthanol
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5 ) La modélisation
a ) Hypothèses
On suppose que les caractéristiques du mélange eau/éthanol sont connues aux endroits suivants :
- Entrée du mélange dans la colonne de rectification
- Tête de la colonne
- Sortie du condenseur
- Condensats
- Sortie du bouilleur
On suppose que l’enthalpie de l’éthanol et de l’eau à 273.15 K est nulle.
b ) Principe de fonctionnement de la modélisation
Tout d’abord, l’utilisateur renseigne le débit de solution rentrant dans la colonne de distillation.
Puis, il indique le taux de reflux préconisé pour le bon fonctionnement de l’installation.
Ensuite, il renseigne les caractéristiques du fluide (Température, pression et titre massique en
éthanol) en entrée et souhaitées en sortie du condenseur afin de connaître la puissance requise pour
le refroidissement du distillat.
Pour finir, il indique les caractéristiques du fluide en entrée et souhaitées en sortie du bouilleur afin
que le modèle en déduise la puissance du bouilleur.
Ainsi, on en déduit le schéma de fonctionnement suivant pour le modèle « colonne de distillation » :
Caractéristiques du fluide rentrant
dans la colonne
Caractéristiques du fluide en entrée et
désirées en sortie des 2 échangeurs.
Colonne de distillation
Puissance requise pour le
condenseur
Puissance requise pour le
bouilleur
Taux de reflux
Figure 40 : Schéma de fonctionnement de la modélisation "Colonne de distillation"
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Le logiciel IEMT (Interactive Energy Mapping Tool)
Ce logiciel, dans la même logique que le logiciel de simulation dynamique TRNSYS, consiste à faire
interagir les différents modèles crées lors de ce projet afin d’obtenir, pour un régime de
fonctionnement donné et des directives de fonctionnement, un « équilibre » de fonctionnement qui
nous renseignerait sur les consommations énergétiques de chaque équipement afin de calculer les
coûts de fonctionnement de l’installation. A un plus long terme, ce logiciel devrait permettre au
client audité de choisir de paramétrer son installation au jour le jour pour avoir un régime de
fonctionnement le plus efficient possible.
Cependant, pour des raisons de compétences limitées en informatiques, c’est une personne plus
qualifiée dans ce domaine qui programmera ce logiciel. Ainsi, chacun des modèles créés sera une
base pour la programmation du futur logiciel IEMT et a donc demandé un travail soigneux
d’organisation dans la programmation des modélisations afin qu’une autre personne puisse
récupérer ce travail et l’utilise dans l’accomplissement de la finalité de ce projet.
Une piste exploitable est d’utiliser le logiciel Microsoft Visio qui n’est à la base qu’un logiciel
permettant de faire des schémas. Cependant ce logiciel utilise également le langage VBA et pourrait
donc être utilisé comme interface graphique pour relier les différents modèles entre eux et donc
modéliser une installation industrielle.
Figure 41 : Exemple d'installation modélisable par le logiciel IEMT
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Conclusion
Les modélisations réalisées ont été créés dans un but précis : aider les ingénieurs de la société
EcoGreenEnergy à réaliser des audits de plus en plus complets et pertinents. Ainsi, si les modèles
proposés n’ont pas la logique de fonctionnement que l’on aurait pu attendre, c’est avant tout parce
qu’ils sont élaborés de manière pragmatique pour répondre aux besoins de leurs futurs utilisateurs
qui, dans la majorité de leurs audits, ne connaissent que certaines informations sur le
fonctionnement des équipements thermiques mis en jeu. Ainsi, c’est pourquoi la plupart des
modélisations est orientée vers le calcul de la consommation énergétique des équipements
modélisés et par les caractéristiques des fluides en sortie de ces appareils. A titre d’exemple,
plusieurs modélisations ont été utilisées au cours de ce projet de fin d’études dans des audits
énergétiques réalisés par la société.
Les modélisations ont été développées dans une optique « d’adaptabilité ». En effet, l’idée est que
pour un équipement thermique donné, n’importe quelle référence disponible sur le marché est
modélisable. Cependant cette polyvalence a un côté négatif qui est que l’on ne peut pas rentrer au
cœur du fonctionnement d’un modèle d’équipement particulier et l’on est donc obligé d’utiliser des
formules générales qui sont applicables à tous les types de technologies existantes.
Puis, afin d’éviter des erreurs dues à des données en entrée qui ne seraient pas compatible avec le
fonctionnement de la modélisation, on a mis en place des bornes de fonctionnement qui empêchent
l’utilisateur de rentrer des données erronées dans les modèles afin d’éviter tout résultat défectueux.
La liste des bornes mises en place est donnée en annexe.
Contrairement à ce que l’on pourrait croire, ce n’est pas la recherche des formules régissant les
équipements thermiques étudiés qui a été le plus dur dans ce projet, en effet, les modules suivis ces
3 dernières années et la collection de ressources documentaires des techniques de l’ingénieur
disponible à la société étaient très complet de ce point de vue. En effet la difficulté majeure de ce
projet fut d’apprendre à maîtriser le langage VBA que l’on n’apprend pas pendant notre cursus. La
seconde plus grosse difficulté fut de trouver des tables renseignant sur l’enthalpie d’un mélange
eau/éthanol en fonction de sa température, sa pression et son titre massique en éthanol. En effet,
pour ce dernier point, M. Triboix m’a immédiatement orienté vers le spécialiste en chimie M. Denier
qui m’a remis une thèse sur le sujet. Bien que cette thèse ne me renseigne pas sur la plage de
température qui m’intéressait, c’est en lisant celle-ci et en apprenant la méthode à utiliser pour
calculer une enthalpie de mélange que j’ai trouvé un site internet qui utilisait les mêmes formules,
mais qui cette fois utilisait des valeurs tabulées correspondant au régime de température recherché.
La possibilité de réaliser un tel projet m’a permis de me familiariser avec la branche des audits
énergétiques dans l’industrie. En effet, cette filière très intéressante et peu exploité dans le cursus de
la spécialité Génie Climatique et Energétique demande de bonnes connaissances dans les
équipements thermiques industriels. A titre d’exemple, ce projet m’a fait découvrir plus en détail des
équipements tels que les dégazeurs thermiques ou encore les colonnes de distillation, que ce soit
leur fonctionnement ou leurs différentes technologies.
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Bibliographie
a ) Chaudière
Site internet : http://www.energieplus-lesite.be/index.php?id=10987
Site internet pour les valeurs des PCI et PCS de différents combustibles :
http://www.chaudiere-leguide.com/rubriques/approche-technique/rubriques/approche-
technique/
Cours : TP de chauffage – Denis Burger – GCE 3 et GCE 4
b ) Concentrateur
ADEME : L’évapoconcentration, 15/06/2006
APESA : L’évapoconcentration, Formation, Evapoconcentration des effluents industriels, Juin
2007
c ) Colonne de distillation
C. Dernane et A. Laouir : Etude comparative entre une distillation conventionnelle et une
distillation diabatique, Revue des Energies Renouvelables CISM’08 Oum El Bouaghi (2008)
123 - 134
Cours de distillation, version enseignant, Lycée N.L. Vauquelin
P. C. Wankat: Separation Process Engineering, 3rd ed., Upper Saddle River, NJ: Pearson,
2012.
J. A. Larkin: Thermodynamic Properties of Aqueous Non-Electrolyte Mixtures I. Excess
Enthalpy for Water + Ethanol at 298.15 to 383.15 K, Journal of Chemical
Thermodynamics, 7(2), 1975 pp. 137–148.
R. H. Perry and D. W. Green: Perry's Chemical Engineers' Handbook, 7th ed., New York:
McGraw–Hill, 1997.
Site internet :
http://demonstrations.wolfram.com/PonchonSavaritDiagramForAnEthanolWaterBinaryMixt
ure/
d ) Dégazeur de chaudière
Site internet :
http://www.lenntech.fr/applications/process/chaudiere/chaudiere/desaeration.htm
e ) Echangeur de chaleur
Pascal Tobaly : Echangeur de chaleur, IUT de Saint Denis, 14 mars 2002
J. Brau : Echangeurs de chaleur, INSA de Lyon, 2006
Cours : les échangeurs – GCE 4 – Monica Sirroux
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f ) Pompe
Cours : Turbomachines – Armand Erb – GCE 4
Michel Pluviose et Christelle Périlhon : Description et Principes de bases, Techniques de
l’ingénieur, BM 4 280
g ) Ventilateur
Jean-Marie Mérigoux : Ventilateurs Compresseurs, Notions fondamentales et
Dimensionnement, Techniques de l’ingénieur, BM 4 502
AIRAP : Documentation constructeur, Ventilateur VP 355x143
h ) Séchoir
Cours : L’air humide – Armand Erb – GCE 3
Cours : Traitement d’air – Bernard Flament – GCE 4
i ) Tour de refroidissement
Yves Jannot : L’air humide, septembre 2005
Maxime Duminil : Air humide, Techniques de l’ingénieur, B 2 230
CETIAT : Les différents procédés de refroidissement d’eau dans les installations industrielles et
tertiaires, Guide Technique
Légionella et tours aéroréfrigérantes, Guide des bonnes pratiques, juin 2001
Systèmes de refroidissement industriels, Document de référence sur les meilleures
techniques disponibles, Décembre 2001
Baltimore Aircoil International N.V. : Avenir des refroidisseurs d’eau atmosphériques, PRD
0403/3-0F, 2004
j ) Turbines
Professeur Robert Rey : Machines à fluides compressibles turbines et compresseurs, Arts et
Métiers ParisTech, Novembre 2008
PACER : Turbines hydrauliques, Energies renouvelables, 1995
k ) Hydraulique
Cours : Hydronique – Denis Burger – GCE 4
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Sommaire des figures
Figure 1 : Planning du Projet de Fin d'Etudes ......................................................................................................... 4
Figure 2 : Schéma de fonctionnement d'une modélisation .................................................................................... 6
Figure 3 : Une pompe industrielle ........................................................................................................................... 8
Figure 4 : Courbes de pompe en série et en parallèle ............................................................................................ 9
Figure 5 : Schéma de fonctionnement de la modélisation "Pompe" .................................................................... 10
Figure 6 : Un ventilateur centrifuge ...................................................................................................................... 11
Figure 7 : Schéma de fonctionnement de la modélisation "ventilateur" .............................................................. 12
Figure 8 : Une chaudière ....................................................................................................................................... 13
Figure 9 : Tableaux de pouvoirs calorifiques pour différents combustibles ......................................................... 14
Figure 10 : Facteur f pour différents combustibles ............................................................................................... 15
Figure 11 : Schéma de fonctionnement pour la modélisation "chaudière" .......................................................... 15
Figure 12 : Un échangeur à plaques ...................................................................................................................... 16
Figure 13 : Profil des températures pour un échangeur co-courant..................................................................... 16
Figure 14 : Profil des températures pour un échangeur contre-courant .............................................................. 16
Figure 15 : Schéma de fonctionnement de la modélisation "échangeur" (Régime connu) .................................. 20
Figure 16 : Schéma de fonctionnement de la modélisation "échangeur" (Régime inconnu) ............................... 20
Figure 17 : Une tour aéroréfrigérante ................................................................................................................... 21
Figure 18 : Schéma d'une tour aéroréfrigérante en circuit ouvert ....................................................................... 21
Figure 19 : Schéma d'une tour aéroréfrigérante en circuit fermé ........................................................................ 22
Figure 20 : Schéma de fonctionnement de la modélisation "Tour de refroidissement" ...................................... 23
Figure 21: Représentation d'une turbine vapeur .................................................................................................. 24
Figure 22: Schéma de fonctionnement de la modélisation "Turbine vapeur" (Courbe de puissance connue) .... 25
Figure 23: Schéma de fonctionnement de la modélisation "Turbine vapeur" (Courbe de puissance inconnue) . 25
Figure 24 : Représentation d'un séchoir ............................................................................................................... 26
Figure 25: Schéma d'un séchoir ............................................................................................................................ 26
Figure 26: Schéma de fonctionnement de la modélisation "Séchoir" .................................................................. 28
Figure 27: Représentation d'un concentrateur triple effet ................................................................................... 29
Figure 28 : Schéma explicatif d'un concentrateur à plusieurs effets .................................................................... 29
Figure 29 : Schéma de fonctionnement de la modélisation "Concentrateur" ...................................................... 31
Figure 30 : Un dégazeur thermique industriel ...................................................................................................... 32
Figure 31 : Schéma descriptif d'un dégazeur thermique ...................................................................................... 32
Figure 32 : Schéma explicatif du fonctionnement d'un dégazeur thermique ....................................................... 33
Figure 33 : Schéma de fonctionnement de la modélisation "Dégazeur thermique" ............................................ 34
Figure 34 : Une colonne de distillation ................................................................................................................. 35
Figure 35 : Schéma explicatif du fonctionnement d'une colonne de distillation .................................................. 35
Figure 36 : Schéma descriptif d'une colonne de distillation ................................................................................. 36
Figure 37 : Valeurs tabulées des coefficients utilisés dans le calcul de l'enthalpie de mélange pour le fluide
eau/éthanol ........................................................................................................................................................... 38
Figure 38 : Courbes d'enthalpie du mélange eau éthanol pour une pression de 1.01125 bar ............................. 38
Figure 39 : Table de valeurs d'enthalpie massique pour le mélange eau/éthanol ............................................... 39
Figure 40 : Schéma de fonctionnement de la modélisation "Colonne de distillation" ......................................... 40
Figure 41 : Exemple d'installation modélisable par le logiciel IEMT ..................................................................... 41
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Sommaire des annexes
DETAILS DES CALCULS POUR LES DEBITS DE VAPEUR ET DE LIQUIDE D’UNE SOLUTION DIPHASIQUE ....... 2
A ) NOTATIONS ................................................................................................................................................... 2
B ) RAISONNEMENT .............................................................................................................................................. 2
DETAILS DES CALCULS POUR LA DETERMINATION DE L’ENTHALPIE D’UN MELANGE EAU/ETHANOL ....... 4
A ) NOTATIONS ................................................................................................................................................... 4
B ) RAISONNEMENT .............................................................................................................................................. 4
1 ) Calcul de la température d’ébullition de la solution .............................................................................. 4
2 ) Calcul de l’enthalpie ............................................................................................................................... 5
3 ) Formules finales ..................................................................................................................................... 8
BORNES DE FONCTIONNEMENT DES MODELISATIONS ............................................................................. 9
A ) LA CHAUDIERE ................................................................................................................................................ 9
B ) LE DEGAZEUR THERMIQUE ................................................................................................................................. 9
C ) L’ECHANGEUR DE CHALEUR ............................................................................................................................... 9
D ) LA POMPE ................................................................................................................................................... 10
E ) LE SECHOIR .................................................................................................................................................. 10
F ) LA TOUR AEROREFRIGERANTE .......................................................................................................................... 10
G ) LA TURBINE VAPEUR ...................................................................................................................................... 11
H ) LE VENTILATEUR ........................................................................................................................................... 11
I ) LE CONCENTRATEUR ...................................................................................................................................... 12
J ) LA COLONNE DE DISTILLATION .......................................................................................................................... 12
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Présentation de l’entreprise
La SARL EcoGreenEnergy a été créée en août 2008 par Melle Amandine Aubert (gérante actuelle).
Cette entreprise innovante est spécialisée dans le diagnostic énergétique, la conception et la
mise en œuvre d’installations visant à réduire les consommations thermiques des procédés
industriels. Elle est basée à Strasbourg et compte 8 salariés.
L’entreprise est organisée de la manière suivante :
FRECHARD Romuald
Etudiant PFE
AUBERT Amandine
Directrice générale
Directrice financière
RUMP Freddy
Directeur technique
Directeur R&D
MARCHAND Rémi
Ingénieur développement
Ingénieur projets
OBRECHT Bruno
Responsable matériel
Ingénieur projets
QUERARD Jean-Philippe
Ingénieur projets
VERJAT Flavien
Animateur R&D
Ingénieur projets
GANTCHEVA Ralitsa
Responsable achats
Assistante direction
SCHMITT Olivier
Responsable
Informatique