Comment réduire de moitié l’énergie consommée grâce à une chaîne de peinture efficace?

Dans le but d’améliorer son efficacité opérationnelle et la qualité de ses produits, un important client du secteur manufacturier a réalisé un investissement considérable dans une chaîne de peinture en poudre faisant appel à des technologies innovantes visant à réduire sa consommation énergétique et ses émissions de gaz à effet de serre (GES). Quelles sont ces technologies et pourquoi sont-elles performantes? Quels gains économiques et environnementaux ont-elles permis? Quelles autres technologies peuvent être mises en œuvre pour améliorer le rendement énergétique de ce genre d’installation? C’est ce que nous vous invitons à découvrir dans cet article.

Réduire les besoins énergétiques tout en augmentant le rendement

La chaîne de peinture automatisée à l’étude permet de préparer, de peindre et surtout de cuire la peinture des pièces produites. La consommation principale d’énergie provient donc de fours en fin de chaîne de production et c’est là que les économies sont les plus faciles à réaliser. Une évacuation est également nécessaire lors de l’application de peinture pour maintenir un environnement propre et extraire l’air vicié qui sera compensé par de l’air frais.

Au final, le client a implanté trois technologies efficaces sur sa ligne de production afin de limiter sa consommation de gaz naturel et augmenter son rendement, soit :

	des variateurs de fréquence sur les ventilateurs d’évacuation (VFD)
	des thermoréacteurs infrarouges pour la cuisson rapide
	des rideaux d’air aux ouvertures des fours

1. Variateurs de fréquence (VFD) sur les ventilateurs d’évacuation

Les VFD ajustent la vitesse des moteurs des ventilateurs pour réguler précisément le débit d’air en fonction des besoins réels de la chaîne de peinture. Lors de la purge initiale**, les ventilateurs fonctionnent à pleine capacité, puis les VFD réduisent leur vitesse pour limiter l’évacuation d’air chaud. De ce fait, le volume d’air froid à réchauffer est moins important, ce qui réduit la charge thermique sur les brûleurs. Grâce à cette technologie, on estime des économies de 31 000 m³ de gaz naturel par an^*.

2. Thermoréacteurs infrarouges pour cuisson rapide

Les thermoréacteurs infrarouges choisis par le client utilisent des panneaux radiants alimentés au gaz naturel. La longueur onde des panneaux est optimisée afin que seule la poudre absorbe l’énergie, évitant ainsi de chauffer toute la masse métallique sur laquelle elle est appliquée. Résultat : la montée en température qui était auparavant de dix (10) minutes, a été réduite à deux (2) minutes, permettant ainsi de réduire la longueur des fours et la puissance de chauffage nécessaire. On estime que cette technologie permet des économies de 39 000 m³ de gaz naturel par an^*, en plus d’améliorer la qualité de la peinture et d’augmenter la vitesse de la production.

3. Rideaux d’air aux ouvertures des fours

Les rideaux d’air, une technologie dont nous vous parlons en détail dans cet article, créent une barrière thermique au niveau des ouvertures grâce à un flux d’air à haute vitesse, limitant ainsi les échanges de chaleur entre l’intérieur des fours et l’environnement extérieur. En réduisant les pertes de chaleur par infiltration, on estime que ces rideaux permettent des économies de 24 000 m³ de gaz naturel/ an^*.

Des résultats concluants

Grâce à ces technologies, le client a atteint ses objectifs financiers et environnementaux, en plus de réduire la période de rendement de son investissement (PRI) grâce au soutien financier du programme ÉcoPerformance du gouvernement du Québec et à une subvention du volet Études et implantation du programme d’efficacité énergétique d’Énergir.

La récupération de chaleur : pour aller encore plus loin dans l’optimisation

Le cas échéant, il est possible de pousser encore plus loin l’optimisation d’une chaîne de peinture comme celle du client (ou d’autres installations similaires) en valorisant la chaleur extraite des fours de cuisson au moyen de technologies de récupération de chaleur comme :

Un échangeur air-air sur les gaz d’évacuation :

installé sur la conduite d’évacuation des produits de combustion, cet échangeur thermique permet de préchauffer l’air neuf.

• Avantage : réduit la charge des brûleurs
• Limitation : les gaz contiennent des particules et des composés volatils (COV) qui exigent des matériaux résistants et un entretien fréquent
• Rendement énergétique : 40-65 %

Une boucle glycolée (run-around coil) :

ce système utilise un fluide caloporteur pour transférer la chaleur entre l'air évacué et l’air neuf grâce à des échangeurs (serpentins) séparés.

• Avantage : évite la contamination directe grâce à des flux séparés
• Limitation : le rendement est moins élevé qu’un échangeur direct
• Rendement énergétique : 45-80 %

Récupération de chaleur pour le préchauffage des pièces ou des bains :

ce système capte la chaleur des gaz d’évacuation pour préchauffer les pièces avant peinture ou les bains de traitement.

• Avantage : valorise directement la chaleur
• Limitation : nécessite une intégration propre au procédé
• Rendement énergétique : 20-50 %

Énergir : à vos côtés pour optimiser vos projets de décarbonation [et vous faire économiser]

Dans le cadre de ce projet, Énergir, par l’intermédiaire de sa représentante et de l’équipe DATECH, a conseillé le client dans les solutions d’efficacité énergétique les plus pertinentes en fonction de ses objectifs et l’a aidé à maximiser la subvention à laquelle il était admissible en vertu de la réduction de sa consommation de gaz naturel. Au total, le client a obtenu une subvention de 93 600 $, soit 1 $ par m³ de gaz naturel économisé.

Toujours à l’écoute de vos besoins

Vous voulez en savoir plus sur les technologies présentées dans cet article? Vous souhaitez implanter des mesures d’efficacité énergétique pour réduire la consommation de gaz naturel de vos installations et réaliser des économies? Communiquez avec votre représentant.e Énergir ou remplissez ce formulaire pour nous parler de votre projet.