OBJECTIF

L'objectif de la présente étude est de quantifier les économies d'énergie réalisables avec une nouvelle dalle légère et des fausses soles légères. Ce calcul est basé sur une expérience pratique réalisée dans une briqueterie existante. Il a été possible de comparer
deux types de revêtement différents dans des conditions réelles:

1. Revêtement de wagons de four constitué de dalles pleines pressées à sec et des fausses soles, utilisés d’abord pour équiper l'ensemble des wagons. À partir de maintenant, nous l'appellerons WAGON DE FOUR.

2. Revêtement de wagon de four constitué de dalles creuses extrudées et de fausses soles creuses fabriqués par Forgestal/Campo. Un petit nombre de wagons de four ont été équipés de ce type de pièces, sur cette usine.

On se sert de l'expérience en conditions réelles pour déterminer les températures du réfractaire à l'entrée et à la sortie du four.
Les données de base de l'installation sont les suivantes:

• Cycle de four: 14 heures

• Vitesse du four: 30 min / vag

• Production 48 vag / jour.

• Taille du wagon: largeur 4,3 m, longueur 3,98 m

• Brique creuse

 

INTRODUCTION
Dans un four tunnel pour la cuisson d'un matériau céramique, du combustible est utilisé pour chauffer le matériau à une température suffisante pour que la céramisation ait lieu.

Dans un four à briques, le combustible est utilisé pour chauffer le produit jusqu'à une certaine température permettant la cuisson.
Afin d'obtenir un meilleur rendement thermique, une fois que le produit est à sa température de cuisson, il est refroidi, en récupérant cette énergie qui sera utilisée pour chauffer les briques qui suivent.

Dans la section de refroidissement du four, il faut récupérer l'énergie de la pièce cuite, mais aussi du revêtement du wagon du four. Le wagon du four est chauffé alors qu'il traverse la première section du four et accumule de l'énergie. Dans la section de refroidissement du four, une partie de cette énergie accumulée est récupérée, mais pas totalement. Afin d'augmenter l'efficacité thermique, il faut récupérer autant d'énergie que possible. Une fois que le wagon est sorti du four, l'énergie accumulée sur le revêtement sera transférée à l'atmosphère du hangar. Cette énergie ne peut donc pas être réutilisée, il s'agit d'une ÉNERGIE PERDUE.
Il y a deux stratégies principales pour réduire cette quantité d'énergie que les wagons transportent littéralement du four au hangar:

1. Amélioration de la performance de refroidissement du four. En augmentant la durée de refroidissement (allongeant cette section) ou en augmentant l'efficacité de l'échange de chaleur (vitesse de convection), en augmentant la vitesse de l'air, la
   turbulence, etc.

2. En utilisant une conception optimisée de wagon de four d'une manière à :

• Consommer la plus faible quantité d'énergie tout au long de la période de chauffage.

• Avoir une facilité de refroidissement.

• Avoir une faible capacité thermique moyenne (ceci est très lié au poids/densité du revêtement). Par conséquent, à la même température, la quantité d'énergie accumulée sera plus faible.

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Le point #1 ne concerne qu’a la conception du four. Nous nous concentrerons sur le numéro 2, où la conception du wagon joue un rôle. La meilleure façon de mesurer l'efficacité liée aux aspects décrits est de MESURER LA CHALEUR RESTANTE dans le wagon à la sortie du four.

En comparant les chiffres de deux conceptions différentes, travaillant dans le même four, dans les mêmes conditions, nous pourrons quantifier l'avantage d'une conception par rapport à l'autre, en matière d'économie d'énergie.
(Lorsque nous parlons de chaleur accumulée, il est entendu que nous prenons comme point de référence l'énergie accumulée à la température de l'atmosphère).

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CALCUL DE LA CHALEUR PERDUE DANS L'ATMOSPHÈRE DU HANGAR

La chaleur perdue dans l’atmosphère du hangar par les wagons du four est la diFFérence ou bilan entre la chaleur restante à la sortie du four et la chaleur restante à l'entrée ultérieure.

La chaleur restante de n'importe quel élément solide dépend des paramètres physiques:

1. Masse (kg)

2. La chaleur spécifique (kcal/kg °C), indique la capacité à stocker la chaleur d'un certain matériau. La chaleur spécifique multipliée par la masse est l'inertie thermique (kcal/°C), c'est-à-dire la chaleur (kcal) nécessaire pour élever d'un degré Celsius la température d'une pièce.

3. Température

Dans la présente étude, nous comparons deux types de wagons. Les paramètres 1 et 2 dépendent uniquement des matériaux et de la conception du wagon et peuvent donc être calculés de manière analytique.
Cependant, pour connaître les températures, bien que cela puisse être fait de façon analytique (Forgestal a développé une application basée sur les éléments finis pour le faire), nous mesurerons les températures réelles du wagon à la sortie du four.
Les températures ont été mesurées à l'aide d'un appareil infrarouge qui donne immédiatement les températures sur la surface. De cette façon, nous avons mesuré les températures sur plusieurs dalles en différents points afin d'obtenir un chiffre moyen.
Pour simplifier les calculs, on considère que toute la plaque (en profondeur) est à la même température que celle de la face supérieure. Ce raccourci est admissible parce qu'en fait la partie inférieure de la pièce sera plus chaude que la surface supérieure (le refroidissement se fait sur la face supérieure) ; par conséquent les résultats du calcul seront sûrs. En d'autres termes, les économies réelles seront plus élevées que celles qui ont été calculées.

Une fois les donnés obtenues, nous appliquons la formule suivante:

 

                                                 ∆Q reste = ∑ [(T fi - T ii ) · c i · m i ]
Où:
∆Q reste = Chaleur accumulée
T fi = température finale de l'élement i
T ii = température initiale de i
C i = Chaleur spécifique du matériau de i
m i = Masse de l'élément
Ci-dessous, nous comparons ces paramètres entre les deux modèles de wagons de four::

 

TEMPÉRATURES

Le tableau ci-dessous montre que les températures à la sortie du four sont très différentes selon la conception du wagon. Dans le cas de la conception Forgestal, la température est de 140º C sur les dalles de noyau et 111°C sur le périmètre, tandis que les
températures dans la conception Solid sont de 225°C et 121°C respectivement.