Les films d’emballage en plastique souple sont fabriqués à partir de matières premières sous forme de granulés, et le procédé de fabrication nécessite des étapes de chauffage et de refroidissement pour fondre ces pellets. L’étape de refroidissement est réalisée à l’aide d’eau glacée à 10 °C. Par conséquent, la ligne de production doit être équipée d’un système de refroidissement par eau qui consomme d’importantes quantités d’électricité. En adoptant un nouveau système de refroidissement, la consommation d’énergie liée au refroidissement peut être réduite, ce qui génère des économies d’énergie significatives.

I. Composition du nouveau système de refroidissement

Le nouveau système de refroidissement comprend un groupe de refroidissement par liquide, un refroidisseur à air sec pour liquide, une serpentine de préchauffage et un échangeur de chaleur à plaques. Après que l’eau de refroidissement a été chauffée par l’unité de traitement thermique du procédé, elle est refroidie soit par le groupe de refroidissement par liquide, soit au moyen d’un mélange eau‑éthylène glycol dans l’échangeur de chaleur à plaques. Une fois que ce mélange eau‑éthylène glycol a cédé sa chaleur à la serpentine de préchauffage de l’unité de traitement de l’air, il est à nouveau refroidi puis envoyé vers le refroidisseur à air sec installé en toiture. Comme la capacité de refroidissement provient de l’air extérieur, le compresseur reste arrêté.

II. Mode de fonctionnement et analyse économique du nouveau système de refroidissement

1. Mode de fonctionnement

Le refroidissement au cours du processus peut être assuré par un pré-refroidissement au moyen d’un échangeur de chaleur à plaques, par un système refroidi par liquide entraîné par un compresseur, ou parfois par une combinaison des deux ; le mode de fonctionnement est le suivant :

(1) Lorsque la température de l’air extérieur dépasse 19 °C, seul le refroidisseur à compression est utilisé ; la chaleur ainsi produite est évacuée à l’extérieur.

(2) Lorsque la température de l’air extérieur est comprise entre 4 °C et 19 °C, un refroidisseur à compression est utilisé, et la chaleur récupérée sert à préchauffer l’air soufflé par le groupe de traitement d’air.

(3) Lorsque la température de l’air extérieur descend en dessous de 4 °C, le refroidisseur à compression n’est pas mis en service ; à la place, un échangeur de chaleur à plaques est utilisé pour refroidir l’eau de refroidissement du procédé, et la chaleur récupérée est acheminée vers le groupe de traitement d’air afin de préchauffer l’air soufflé. La surface d’échange thermique de l’échangeur à plaques peut être déterminée en fonction du débit, des propriétés physiques du fluide, de la perte de charge et des conditions de température.

2. Analyse économique

Lorsque le refroidissement par liquide n’est pas nécessaire en hiver, des économies d’électricité substantielles peuvent être réalisées. Consommation d’énergie du nouveau système de refroidissement par rapport à l’ancien système de refroidissement.

Une fois pris en compte la consommation d’énergie de la pompe du circuit d’eau/mélange, le nouveau système de refroidissement permet de réaliser des économies annuelles d’environ 90 MWh. Par ailleurs, comme l’unité à refroidissement liquide fonctionne pendant une période plus courte au fil de l’année, sa durée de vie a été prolongée. En l’absence du nouveau système de refroidissement, la demande maximale en puissance se situait en hiver ; en revanche, avec le nouveau système en place, la charge est désormais répartie de manière équilibrée entre l’hiver et l’été.

Après préchauffage de l’air, l’unité de traitement d’air peut économiser environ 110 MWh d’énergie. Les essais sur le terrain indiquent que la période de retour sur investissement du système est d’environ 2,5 ans.