Réutilisez votre énergie. Transformez votre compresseur en source d'énergie

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1 Réutilisez votre énergie Transformez votre compresseur en source d'énergie

2 Allions nos forces pour sauver la planète Pourquoi l'énergie est-elle importante? L air comprimé, très largement utilisé dans l'industrie, nécessite une forte consommation d énergie. C'est pourquoi les économies réalisées sur les centrales d'air comprimé ont un impact non négligeable sur les coûts d'exploitation et sur l environnement. Si les centrales d air comprimé sont responsables d environ 10 % de la consommation énergétique totale de l industrie, elles peuvent représenter jusqu à 40 % de la consommation de certaines usines. C'est la raison pour laquelle Atlas Copco développe depuis de nombreuses années des solutions air comprimé à faible consommation d'énergie. Consommation énergétique annuelle des centrales d air comprimé * Pays Consommation des centrales d air comprimé en TWh % de la consommation électrique industrielle France Allemagne 14 7 Italie Royaume Uni Reste de l UE * Blaustein, Edgar ; Radgen, Peter (Ed.) : Compressed Air Systems in the European Union. Energy Emissions, Savings Potential and Policy Actions (Systèmes à air comprimé dans l'union européenne : énergie, émissions, potentiels d'économie et politiques d'action). Stuttgart, 2001

3 Dans le monde entier, de nombreuses entreprises s appuient sur notre expertise et nos innovations pour développer leurs activités. Notre mission est de les aider à réduire leurs coûts sans réduire leur productivité. Nous prenons très au sérieux notre responsabilité, tant vis-à-vis de nos clients que du futur de la planète. Atlas Copco met toute son expertise au service d une productivité responsable Le changement climatique est aujourd'hui l'une des plus grandes menaces pour la planète. Le protocole de Kyoto et ses objectifs très stricts en matière de rejets de dioxyde de carbone, ainsi que les pressions commerciales et réglementaires pour la préservation de l'environnement, modifient la façon d'aborder l'énergie. En faisant de l'efficacité énergétique un objectif prioritaire, les entreprises affirment non seulement leur engagement environnemental mais renforcent également leur rentabilité en réduisant leurs coûts énergétiques. Les économies d'énergie réalisées sur l'air comprimé sont bénéfiques à la rentabilité de votre entreprise et à la planète Atlas Copco s'attache à réduire l'empreinte carbone de ses compresseurs à chaque étape de leur cycle de vie: conception, fabrication, livraison et recyclage. Toutefois, en étudiant l'empreinte carbone d'un compresseur d'air, il apparaît que l'énergie consommée pendant son utilisation totalise 99 % de ses émissions de CO 2. Si l'on ajoute que cette consommation énergétique représente plus de 80 % de son coût d'exploitation sur son cycle de vie, on comprend mieux l'importance du rendement énergétique d'un compresseur pour la préservation de l'environnement et la rentabilité de l'entreprise. Bilan CO 2 type d'un compresseur d'air Emissions de CO 2 liées à l utilisation : 99% Coût total d exploitation Dépense énergétique type : 80% Autres Entretien Investissement

4 L'innovation est la clé L'innovation est une valeur stratégique pour Atlas Copco. Depuis plus d'un siècle, elle est le moteur d'avancées majeures, en matière de technologies de compression. Les centaines de brevets déposés, tant pour les compresseurs que pour les équipements de traitement de l'air comprimé, ont contribué à faire d'atlas Copco une marque de référence, en termes de choix et de qualité. Premier compresseur à vis exemptes d huile, UR4. Lancement du premier compresseur Z à vis asymétriques, abaissant de façon significative la consommation d'énergie. Atlas Copco lance le premier sécheur par adsorption de type MD aujourd hui largement adopté par les industries du monde entier en raison de son fonctionnement sans consommation d'énergie. Lancement d Elektronikon, le premier gestionnaire électronique de compresseur pensé pour économiser l'énergie. Premier système d'entraînement à vitesse variable intégré (VSD). Cette avancée technologique économise jusqu'à 35 % d'énergie Atlas Copco présente son premier compresseur à piston exempt d huile. Le premier compresseur à piston bi-étagé, refroidi par eau au monde apporte un gain d'efficacité atteignant 10 à 15 %. Premier compresseur à vis à injection d'huile d Atlas Copco Avec les premières carrosseries insonorisantes, réduction sensible du niveau sonore des compresseurs à injection d'huile de type GA. Premiers compresseurs Tout-en-Un au monde avec sécheur intégré, pour une réduction des dépenses énergétiques et des émissions de CO 2. Lancement de la gamme ZH, premiers turbocompresseurs centrifuges prêts à l emploi.

5 d'une productivité durable Des économies d'énergie supplémentaires sont obtenues par l'amélioration des refroidissements intermédiaire et final des refroidisseurs ZR. Lancement du régulateur ES optimisant le fonctionnement des installations multicompresseurs. Mise au point d'une gamme de sécheurs XD par adsorption, hautement écoénergétiques, utilisant la chaleur de compression. Atlas Copco est le premier fabricant à avoir obtenu la certification TÜV pour sa gamme de compresseurs à vis exemptes d'huile ZR à récupération d'énergie Introduction des compresseurs Z Tout-en-Un avec sécheur MD intégré, permettant une économie d énergie de l ordre de 20 %. L'audit énergétique Airscan TM permet aux clients d évaluer précisément leur profil de consommation d'air pour en déduire la solution technologique la plus efficace. Les compresseurs Z sont les premiers à obtenir la certification ISO , classe 0 (aucune trace d huile détectée par le TÜV dans le flux d'air) Nouvelle avancée dans la récupération de l'énergie

6 Transformez votre compresseur pertes de rayonnement 100% Energie électrique consommée 5% - 20% Chaleur issue de la condensation dans l'air aspiré Refroidisseur d huile Etage basse pression Etage haute pression pertes de chaleur issue de la condensation Récupération de chaleur directe et chaleur de condensation Refroidisseur intermédiaire Refroidisseur final 80 % % d'énergie récupérable sous forme d'eau chaude (en fonction des conditions du site) Selon les lois de la thermodynamique, l'énergie utilisée pour comprimer l'air est transformée en chaleur dont l'essentiel (plus de 90 %) reste dans l'air comprimé et l'huile de lubrification. Une petite part est rejetée dans l'environnement par rayonnement. L électricité nécessaire pour la compression ne constitue pas la totalité de l'énergie recyclable. L'air aspiré par le compresseur contient de la vapeur d'eau. La chaleur stockée par cette vapeur d'eau est libérée pendant la phase de condensation dans les refroidisseurs intermédiaire et final du compresseur. Cette chaleur de condensation, contenue dans l'air d'aspiration, représente généralement entre 5 et 20 % de l'énergie consommée par la compression. La conception exclusive du système de refroidissement du compresseur à vis exemptes d'huile ZR à récupération d'énergie permet de capturer la totalité de la chaleur issue de l'air comprimé et du circuit d'huile. En conséquence, l'énergie totale récupérée en eau chaude représente jusqu'à % de l'énergie électrique d'entrée, en fonction des conditions du site. Elle sera comprise entre 90 et 95 % dans des conditions de fonctionnement habituelles. Cette caractéristique distingue le compresseur à vis exemptes d'huile ZR à récupération d'énergie des autres technologies de compresseurs.

7 en source d'énergie Energie récupérée sous forme d'eau chaude (% de l'énergie consommée) Energie récupérable sous forme d'eau chaude Pression de service de 10 bars(e), entrée d'eau 20 C, sortie d'eau 90 C 110% 105% 100% 95% 90% 85% 100 % HR 70 % HR 40 % HR 80% Température d'entrée d'air [ C] L'énergie récupérable sous forme d'eau chaude dépend des conditions du site et de la pression de la centrale d'air comprimé. Avec une pression de 10 bars(e), une entrée d'air de 30 C et une humidité relative (HR) de 70 %, la quantité d'énergie récupérable va de 90 à 95 %. Votre conseiller Atlas Copco vous donnera un chiffrage précis de l'énergie réutilisable dans vos conditions d'exploitation.

8 Repoussez les limites de Certification TÜV Les systèmes de récupération d énergie intégrés aux compresseurs à vis exemptes d huile de la gamme ZR ont été certifiés par le TÜV. Les tests ont été réalisés à partir d une mesure en temps réel de la puissance électrique consommée. Il a ainsi été prouvé qu'aux conditions spécifiques de 10 bars(e) / 145 psig, 40 C pour la température ambiante, 70 % d'humidité relative et 20 C de température d'eau de refroidissement, 100 % de la puissance électrique consommée pouvaient être récupérés sous forme d eau chaude. Qu est-ce que le TüV? L association indépendante du Technischer ÜberwachungsVerein («TÜV», association allemande du contrôle technique) est une organisation internationale spécialisée dans l évaluation des critères de sécurité et de qualité des systèmes technologiques. Elle est reconnue au niveau mondial pour son indépendance, sa neutralité, son expertise professionnelle et les normes strictes qu elle applique.

9 la récupération d'énergie Les applications de récupération d'énergie L eau chaude issue de la récupération de calories du compresseur peut être utilisée à des fins sanitaires ou pour le chauffage des bâtiments et convient particulièrement bien aux applications industrielles. Cette eau chaude (70-90 C) peut également être utilisée en préchauffage dans une chaudière ou directement dans le process pour vous permettre de réaliser d importantes économies d énergie. L alimentation de pompes à chaleur vous permet d aller plus loin encore dans les économies d énergie. Votre conseiller Atlas Copco définira la solution air comprimé la plus efficace pour vous. Electricité Air comprimé Eau chaude Eau froide Tableau de commande de récupération d'énergie Eau chaude entre 70 et 90 C Douche Chauffage des bâtiments Chaudières à vapeur Process Pompes à chaleur Echangeurs de chaleur

10 Applications industrielles : quelques exemples Très appréciée pour son grand pouvoir chauffant, la vapeur est également reconnue pour ses propriétés ininflammables. Certaines applications nécessitent de grandes quantités d'eau chaude, comme l'alimentation des chaudières. Dans ce cas, utiliser l'eau chaude produite par le compresseur peut permettre de réduire considérablement, voire d'éliminer, la consommation de fioul. Industrie agroalimentaire L eau chaude et la vapeur d eau sont utilisées dans nombre de process de transformation des produits laitiers. La vapeur d eau sert notamment à la pasteurisation, au chauffage, au nettoyage, à la stérilisation d'ustensiles, au séchage des produits, etc. Grosses consommatrices d'eau chaude et de vapeur, les laiteries industrielles peuvent réaliser une économie substantielle en utilisant un compresseur équipé d'une récupération de calories. Industrie chimique L industrie pétrochimique est également grande consommatrice de vapeur d eau. Exemples d applications : Les unités de craquage à vapeur utilisent de la vapeur d eau surchauffée à 40 bars. Les rebouilleurs et les process de distillation primaire requièrent de la vapeur d eau surchauffée à 10 bars. Le traçage de chaleur et autres applications nécessitent de l'eau surchauffée à 2 bars. Certains process absorbent de gros volumes d'eau chaude produits par la condensation de la vapeur. L eau chaude en sortie des compresseurs permet de compenser ces pertes. Industrie pharmaceutique Les process de fabrication de l industrie pharmaceutique font largement appel à la vapeur. Parmi eux : - Monitoring de la température de fermentation, séchage ou stérilisation. - Nettoyage de type CIP (Clean in Place) et SIP (Sterilisation in Place), stérilisation par contact direct de bioréacteurs et fermenteurs, barrières de vapeur anti-bactériennes. La récupération de la chaleur du compresseur d air Atlas Copco permet là aussi d accroître la rentabilité des process.

11 Industrie textile La coloration des tissus nécessite d'importantes quantités d'eau chaude à C. Les systèmes de récupération d'énergie des compresseurs Atlas Copco peuvent directement apporter l'eau chaude au process. Parmi les multiples utilisations de la vapeur d'eau : le traitement par thermofixage des fils et fibres synthétiques, pour maximiser le volume et la résistance à la température ou au froissement. Industrie papetière L industrie papetière et l exploitation de la pulpe de bois reposent sur de larges volumes d air comprimé et de vapeur d eau. Le blanchiment, les lessiveurs, les presses-pâte et les évaporateurs de liqueur noire sont quelques exemples d applications dans ce domaine. Contrôle de l humidité Propre et stérile, la vapeur d'eau est très communément employée pour humidifier. L humidification des salles blanches est souvent requise dans l'électronique, la fabrication des puces ou encore l industrie pharmaceutique. L eau chaude en sortie du compresseur d air peut être utilisée pour préchauffer l eau d alimentation de la chaudière à vapeur de manière à en réduire la consommation énergétique. Turbines à vapeur La vapeur d eau surchauffée (typiquement à 40 bars) est utilisée dans de nombreuses applications d entraînement impliquant des turbines à vapeur. Les turbines servent à produire de l'énergie captive pour plusieurs machines. Le préchauffage de l eau d alimentation des chaudières permet de réduire la consommation de combustible des chaudières et de réaliser des économies significatives.

12 Gamme de compresseurs ZR à récupération bar(e) Gamme de compresseurs à vis exemptes d'huile à vitesse fixe cfm psi(g) bar(e) m³/min Gamme de compresseurs à vis exemptes d'huile à vitesse variable cfm 174 psi(g) ZR ZR ZR ZR ZR m³/min ZR VSD ZR VSD ZR VSD ZR VSD ZR VSD

13 d'énergie Economies annuelles potentielles de gaz naturel ( 2 ) / tonnes an CO 2 /an % 100% 90% 80% Récupération d'énergie ( 1 ) Efficacité du compresseur en kw Un compresseur de 400 kw avec une récupération de l'énergie consommée de 90 % peut permettre de réaliser des économies annuelles d'environ m³ de gaz naturel, 883 tonnes de CO 2 et Economies annuelles potentielles de fioul ( 2 ) l/an tonnes CO 2 /an % 100% 90% 80% Récupération d'énergie ( 1 ) Efficacité du compresseur en kw Un compresseur de 650 kw avec une récupération de l'énergie consommée de 90 % peut permettre de réaliser des économies annuelles d'environ litres de fioul, tonnes de CO 2 et ( 1 ) La quantité d'énergie récupérable sous forme d'eau chaude dépend des conditions du site. ( 2 ) Selon les conditions de référence pour un fonctionnement à pleine charge Heures de fonctionnement par an : Rendement de la chaudière : 70 % Fioul Gaz naturel Valeur calorifique kj/kg kj/m 3 Coût 0,5 /l 0,6 /m 3 CO 2 /MWh 0,279 tonne 0,203 tonne SOURCE :

14 Les centrales de récupération d'énergie série ER Les centrales de récupération d énergie série ER sont spécifiquement conçues pour transférer l énergie des compresseurs exempts d huile vers le process. La centrale de récupération d énergie ER trouve sa place entre le compresseur et les circuits de refroidissement et d eau chaude. Sa conception modulaire garantit une intégration parfaite. Principales fonctionnalités : Liste des options disponibles Echangeur de chaleur de secours en acier inoxydable Echangeur de chaleur en acier inoxydable pour le circuit de process du client (*) 3 Plaques d ancrage au sol A Modèles ER 90 ER 275 ER 425 ER 900 (*) La sélection de cette option entraîne la sélection automatique de l'échangeur de chaleur de secours intégré Dimensions A (mm) B (mm) C (mm) ER Sans échangeur de chaleur en option pour le process du client ER Avec échangeur de chaleur en option pour le process du client B C Régulation du débit d eau de refroidissement et de la température du compresseur pour un fonctionnement optimal de la centrale d air comprimé Le compresseur fonctionne indépendamment du process du client Qualité optimale de l'eau de refroidissement du compresseur Une seule interface entre la centrale d'air comprimé - jusqu'à 4 unités - et le process du client Jusqu à 4 compresseurs peuvent être raccordés à une centrale ER. La configuration standard peut être complétée par de nombreuses options pour s adapter à vos besoins. Equipements fournis en standard : Pompe à eau à vitesse variable Vanne by-pass à trois voies à contrôle électronique Microprocesseur Elektronikon avec affichage graphique pour une surveillance et un contrôle centralisés Armoire électrique entièrement câblée Un seul point de raccordement électrique ( V 50/60 Hz) Echangeur(s) de chaleur à plaques à joint en acier inoxydable Soupape de surpression Détendeur à pression Purgeur automatique de désaération L'homologation CE ou ASME dépend des exigences du site Raccords d entrée/de sortie en un point unique (brides DIN ou ANSI) Châssis commun incluant tubes et raccords Ensemble capoté

15 Equipements en option : Echangeur de chaleur intégré pour le circuit d eau de refroidissement : régule la température d entrée d eau dans les compresseurs en évacuant toutes les calories non utilisées via le circuit de récupération d énergie du client. Echangeur de chaleur intégré pour le circuit de récupération d énergie : assure le transfert des calories entre le circuit d eau des compresseurs et le circuit d eau chaude client. 3 Plaques d ancrage au sol : permet de fixer la centrale de récupération au sol. 4 Nombre maximum de compresseurs pouvant être raccordés : les centrales de récupération d énergie peuvent être configurées pour être raccordées à plusieurs compresseurs (jusqu à un maximum de 4 compresseurs) Surveillance et contrôle La dernière génération de régulateurs Elektronikon associe les fonctions de surveillance et de contrôle les plus avancées pour maximiser les performances et la fiabilité de la machine : Convivialité maximale avec écran couleur haute résolution de 6 pouces avec pictogrammes clairs et voyants supplémentaires Interface de dialogue, multilingue et conviviale, avec clavier robuste Serveur Web intégré pour visualiser tous les paramètres Fonctions de contrôle à distance et de connectivité par contacts secs et interfaces bus de terrain

16 Imprimé en Belgique - Sujet à modifications sans préavis. Atlas Copco Airpower nv, février