BEIERE INDEPENDANCE ENERGETIQUE DES PME


Solutions :

 

Chaudière :

           

Après une étude et une recherche dans le domaine des chaudières, et un tenant compte l'abondance de bois dans le département de La Creuse, nous avons déterminé qu'une chaudière à bois serait la plus appropriéee pour notre entreprise. Le rendement de ce type de chaudière est d'environ 90%. Cela veut dire qu'avec l'installation actuelle on économiserait 3,3e5kWh qui représentent 11500€ en fuel.

Elle serait alimentée avec des pellets qui ont une puissance calorifique de 4,9 kWh/kg. En ce qui concerne le prix des pellets, nous l'estimons à 0,35€/kg.

            Avec cette chaudière, on aurait besoin de brûler 6,7e5kWh. Ce sont donc 1,36e5 kg de bois.

Le coût du bois serait de 47600€ par an, soit 9400€ d'économie. Par contre, le coût total pour l'achat et la pose de la chaudière sera de 40.000 €. Donc le temps de retour est inférieur à 5 ans. C'est un bon temps de retour sur investissement. De plus nos émissions en CO2 seront diminuées .

 

 

Tuyaux :

           

            Pour les tuyaux, nous proposons l’isolation la plus complète possible de toute la tuyauterie avec de la laine de verre. Les raisons de ce choix sont multiples. D’abord sa faible conductivité d’une valeur de 0,039 W/mK et son prix assez bas. C’est aussi un matériel très facile à manipuler et à couper. Il n’est pas combustible. En outre, il est inattaquable par l’air, la vapeur ou les acides. En ce qui concerne sa chaleur spécifique, elle est très basse ; cale permet de l’utiliser dans des régimes intermittents et très rapides. Il évite que les tuyaux se corrodent. Pour conclure, on peut dire qu'il est idéal.

            Les prix qu’on a consultés pour ce matériel varient un peu, par contre ils restent toujours entre 3 et 6€ chaque mètre. On va prendre une valeur moyenne de 4,5€ qui paraît être assez correcte.

           Pour tenir compte du coût de la pose, nous ajoutons au prix précédent 2,5€. Au total, on a un coût de 7€ par mètre.

 

CIRCUIT 1 :

Pour la partie aérienne non isolée on a une déperdition annuelle de 197408,8kWh qui font 6909 €

Une solution avec laine de verre d’épaisseur de 3cm et un coût typique de 7 euros par mètre (3500€ pour l’installation)  nous donnerait 37176,6 kWh et 1301,2€ de pertes.

Pour la partie aérienne isolée on a une déperdition annuelle de 4874 kWh qui équivaut à environ 170 €.

En ce qui concerne la partie souterraine on a une déperdition annuelle de 26953,4 kWh qui correspond à 943€.

L’installation de la laine de verre avec un coût de 441€ aurait le suivant résultat : 5075,9 kWh et 177,67€.

 

CIRCUIT 2 :

Pour la partie non isolée on obtient une déperdition annuelle de 90478,8 kWh, ce qui fait 3166€.

L’installation de la laine de verre avec un coût de 1400€ nous donne des pertes de 17039,1kWh et 596,36€.

La partie isolée a une déperdition annuelle de 1703 kWh qui correspond à un coût de 60€.

 

BALANCE

 

 

Pertes annuelles (kWh)

Pertes annuelles (€)

Coût installation (€)

Actuel

3,2 e5

11200

0

Isolation totale

1,9e4

665

5341

 

On dépense 80% moins qu’avant. On économise 1,38e5kWh qui équivalent à un coût de 4830€ tous les ans avec une inversion de 5341€. C’est une inversion magnifique. Il ne faut qu’un peu plus qu’un an pour économiser la dépense.

 

Si on supprime le circuit 1, on doit supprimer les calculs sur le même et on économiserait toutes ses pertes. Ce sont 2,3e5kWh et 8023€ plus le coût d’isoler ce circuit qui sont 3941€.

 

 

Pertes annuelles (kWh)

Pertes annuelles (€)

Coût installation (€)

Actuel

3,2 e5

11200

0

Isolation Circuit 2 et suppression Circuit 1

6,6e4

2310

1400

 

On aura besoin par contre d’installer une chaudière ou une pompe de chaleur pour le chauffage de la filature. Le binôme 1 est le responsable de cet aspect.

 

Chauffage bâtiment :

           

            Dans la partie de calcul des pertes les plus importantes on démontre qu’on dépense trop d’énergie si on n’isole pas les surfaces par lesquelles la chaleur peut s'échapper. Pour nous ce problème a sa cause dans les mûrs de la filature. Il faut les isoler.

Pour une isolation simple des bâtiments déjà construits, il y a beaucoup de possibilités. On peut ajouter de la laine de verre ou minérale, mousse de polyéthylène, élastomère, etc ou des panneaux comme le cempanel.

Les matériaux les plus utilisés et leurs prix approximatifs sont les suivants:

Matériel

Conductivité (W/m°C)

Prix approximatifs (€/m2)

Laine de verre

0,04

9

Laine minérale

0,03

11

Ouate de cellulose

0,039

8

Polyuréthane

0,02

17

Liège

0,3

27

Polystyrène extrudé

0,033

8,5

 Les prix sont approximatifs pour une épaisseur d'environ 80mm.

On peut voir que les matériaux les plus intéressants sont le polystyrène et l'ouate de cellulose. Les autres sont plus chers et possèdent des conductivités plus élevées. Ces deux matériaux sont très semblables en ce qui concerne la conductivité, la facilité d'installation et la nécessité d'une couverture. On devra les comparer économiquement.

Pour Fonty on voit après calcul que dans 1088 m2 de mûrs on perd plus de chaleur que dans 3100 m2 de toiture. Cela nous montre que l'isolation des mûrs pourrait être une bonne manière d'économiser de l'énergie.

Comme on vient de le dire, le polystyrène et l'ouate de cellulose sont  les solutions les plus économiques et les plus faciles à installer. Ils possèdent en plus une bonne résistance à l'humidité et une excellente résistance  thermique. Ils ne sont pas toxiques, et leur taux de recyclage est correct.

Pour choisir l'épaisseur, on peut faire un petit calcul du coût. Il faut estimer le coût de chaque kWh dépensé en fonction de l’épaisseur et ajouter le prix des panneaux en fonction de l'épaisseur aussi.

Par exemple pour le polystyrène si on regarde les données des principaux distributeurs des panneaux on obtient un rapport prix/épaisseur = 1,11.

En ce qui concerne le coût des kWh, dans la partie économique, on a calculé une valeur de 0,04€.

L'expression finale suivante est obtenue: (3,156/ (0,27+30L)) +1,11L. Si on la dérive et l'égale à zéro, on obtient la valeur L=0,3. Cette valeur nous donne une idée de l'épaisseur optimale pour une durée des panneaux  d'un an, mais on va les utiliser beaucoup plus longtemps.

Grâce à cette résistance, l’inversion va être rentable avec une fiabilité de 100%, donc on prendra l'épaisseur la plus grande.

Donc on a :

 

________^^^Rconv1^^^____^^^Risola^^^^____^^^Rmûr^^^____^^^Rconv2^^^________

 

Rconv=1/(h*A)

Rmûr=Risolar= L/(k*A)

On suppose:

h1= 6 W/m2°C

h2= 25 W/m2°C

Lmûr= 0,2 m

 Q= (T1-T2)/(Rconv1+Rmûr+Risola+Rconv2)

 

Pour le polystyrène, en considérant toutes ces données, on arrive à une valeur Q/A=4,2W/m2

On dépense 72480 kWh moins par an avec un coût d'installation et de couverture plus 9248€.

Pour l'ouate de cellulose, avec toutes les données, on arrive à une valeur Q/A=5,1 W/m2

On dépenserait  69900 kWh en moins par an, mais on aura un coût d'installation de 8704€.

Ce sont 544€ de différence et la première solution représente 2580kWh moins par an qui sont environ 110€. Donc il faudrait que les panneaux durent 5 ans pour que le polystyrène extrudé soit la meilleure solution et on sait que les panneaux auront une durée beaucoup plus longue.

Avec ces panneaux on consomme pour le chauffage 42856kWh. On économise 72500kWh qui représentent 16700€ par an et avec simplement une inversion de 9250€ plus le coût de livraison et mis en oeuvre.

En ce qui concerne l'isolation du plafond on peut dire qu'elle est assez bonne avec une conductivité très basse. On croit que la chaleur qu'on perd au travers de la toiture est assimilable. En plus l'installation n'est pas aussi facile que pour les mûrs.  L’installation des panneaux de polystyrène peut être une dépense de 15000€, donc un an plus tard on va arriver à gagner ce qu’on a mis pour l’inversion.

 

            Rejet d’air (recyclage de l’air) :

            Dans la partie des pertes on dit que les rejets d’air à 80ºC après le séchage peuvent être considérés comme des pertes. Il y a un flux d’air de 0,7 m3/s pendant le fonctionnement du séchoir. Cet air a une humidité élevée, proche de 30%. Pour pouvoir le réutiliser il faudrait le déshumidifier. Donc on a besoin d’un déshumidificateur.

Nos recherches pour cette technique n'ont pas donné de résultats satisfaisants. On a le problème d'un débit assez grand et pendant seulement une heure chaque jour. Cette utlisation n'est pas assez importante pour économiser une dépense aussi importante que celle de l'achat d'un déshumidificateur. En plus, quelques fois on a besoin de chauffer l'air comprimé avant de sortir du déshumidificateur, ce qui fait une dépense énergétique en plus.

        Donc, un investissement assez grand avec une utilisation assez faible et en plus une consommation d'énergie, ont comme résultat la décision de garder le système tel quel.

        Par contre on a pensé aussi à utiliser cet air pour créer de l'énergie grâce a une turbine. Mais cette étude correspond plutot à la partie du binôme 2, responsable de l'aspect électrique. Par  faute de temps il n’a pas été possible de pousser cette étude.

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