Un réchauffeur électrique est-il le bon choix ?

Application

Pour la plupart des applications qui utilisent la chaleur dans le cadre du processus de fabrication, un chauffageélectriqueouà combustionpeut être utilisé pour le même processus. Certaines applications, telles que celles des industries chimique et alimentaire, nécessitent une température extrêmement précise et constante. Même de légères variations peuvent altérer le produit. Les chauffages électriques ou à combustion peuvent maintenir un contrôle précis de la température au cours de ces processus lorsqu'ils sont équipés d'instruments de mesure et de contrôleurs précis et de haute qualité.

Un chauffage électrique présente un avantage par rapport à son homologue à flamme : le taux de réduction. Les réchauffeurs électriques ont une plage de réglage illimitée (rapport de 1:100), alors que les réchauffeurs à flamme sont beaucoup plus limités (rapport de 1:10 en général). Dans la plupart des cas, ce n'est pas un problème, mais si votre système présente des variations importantes de débit, un réchauffeur électrique peut être une meilleure option. Les chauffages à flamme doivent être conçus pour une plage de débit spécifique et si le débit descend en dessous d'un certain point, les serpentins du chauffage peuvent être endommagés car le transfert de chaleur ne s'effectue pas correctement. Cela ne veut pas dire que les concepteurs ne doivent pas tenir compte du débit avec les chauffages électriques. Si vous modulez le débit, la production d'énergie devra également être modulée dans les mêmes proportions pour l'un ou l'autre système.

Les systèmes de chauffage électrique ou à flamme doivent être conçus pour éviter tout dommage dû à un manque de débit. Par exemple, vous pouvez avoir une pompe de circulation dédiée qui ne fait circuler le fluide caloporteur que dans le serpentin de l'appareil de chauffage, ce qui garantit que le débit est toujours adéquat dans les serpentins. Des pompes de reprise supplémentaires (pompes latérales) extraient le liquide chaud de la boucle de chauffage et le font circuler jusqu'aux utilisateurs finaux. Mais cela fonctionne principalement avec un processus de chauffage indirect où un fluide de transfert de chaleur est utilisé, et non avec un processus de chauffage direct. En outre, des contrôleurs de modulation d'entrée et des interrupteurs de température limite doivent être installés pour assurer le bon fonctionnement et la sécurité de tout appareil de chauffage.

Impact sur l'environnement

Les experts, les instances dirigeantes et la population en général incitent les particuliers et les entreprises à réduire leur impact sur le changement climatique. Il est important de continuer à développer des technologies plus efficaces et plus respectueuses de l'environnement. Les chauffages électriques ne produisent pratiquement pas d'émissions et ont un rendement thermique de 99 % en fonctionnement, tandis que les chauffages à flamme ont généralement un rendement thermique d'environ 85 % dans leurs configurations standard. Les chauffages à flamme peuvent être configurés avec des équipements supplémentaires pour réduire davantage les émissions, tels que des économiseurs, des préchauffeurs d'air et des brûleurs spéciaux.

L'exploitation n'est qu'une partie de l'équation globale lorsque l'on parle d'émissions. Il faut également tenir compte de la source d'énergie électrique. Aux États-Unis, selon la région, les combustibles fossiles, en particulier le gaz naturel, restent la source d'énergie la plus courante pour produire de l'électricité, avec environ 60 % (gaz naturel 40 %, charbon 19 %, pétrole 1 %). Les énergies renouvelables représentent environ 20 % et le nucléaire les 20 % restants. Les centrales électriques au charbon ont une réputation particulièrement mauvaise sur le plan environnemental et sont de moins en moins nombreuses, certaines se convertissant au gaz naturel. Ces dernières années, le gaz naturel et le nucléaire ont dépassé le charbon en tant que sources de combustible les plus courantes pour la production d'électricité, selon l'Agence américaine d'information sur l'énergie (EIA).

Bien que les chauffages électriques ne génèrent pas d'émissions nocives, ils sont de gros consommateurs d'électricité. Les centrales électriques qui utilisent du gaz naturel, du charbon ou du pétrole produisent des émissions nocives qui contribuent à l'impact global d'un appareil de chauffage électrique sur l'environnement. Si vous vivez dans une région qui utilise principalement l'énergie hydraulique, éolienne, solaire ou nucléaire, l'impact global est considérablement réduit.

Dans le cas des chauffages à flamme, il faut également tenir compte de la source du combustible. Les équipements utilisés pour extraire les combustibles fossiles rejettent des émissions dans l'air et ajoutent à l'impact global du chauffage sur l'environnement. Les centrales électriques au gaz naturel sont considérées comme plus écologiques car le gaz brûle plus proprement que le charbon ou le pétrole. Il existe également un certain nombre de méthodes et de technologies qui peuvent contribuer à réduire l'impact d'un appareil de chauffage, depuis les brûleurs à faible émission de NOx jusqu'aux options de récupération de la chaleur perdue. Ces technologies peuvent réduire considérablement les émissions émises par les chauffages.

Globalement, un chauffage électrique sera plus respectueux de l'environnement qu'un chauffage au bois, même si l'on tient compte des émissions produites par les centrales électriques qui alimentent le chauffage électrique. Mais l'écart n'est pas aussi important qu'on pourrait le croire.

Coût de l'opération

S'il est important de réduire autant que possible notre empreinte carbone, il est également important de faire ce qui est financièrement prudent pour nos entreprises. Pour l'instant, le gaz naturel est une source d'énergie nettement moins chère que l'électricité. Proportionnellement, plus la demande de chaleur de votre application est importante, plus il est rentable d'utiliser un chauffage au gaz.

Les chauffages à flamme et les chauffages électriques utilisent des unités différentes pour mesurer la puissance. Un chauffage au feu utilise des BTU (British Thermal Unit) et l'électricité est mesurée en kilowattheures (kWh). La puissance d'un kWh est égale à 3 412 BTU/h. Si vous avez un chauffage de 3 millions de BTU/h, vous aurez besoin d'un chauffage électrique d'une puissance de 879,2 kWh pour atteindre cette puissance. En moyenne, le poêle à bois consommerait environ 29 dollars par heure de gaz naturel, tandis que le poêle électrique consommerait environ 61 dollars par heure d'électricité, selon les prix actuels du gaz naturel et de l'électricité.

La production d'énergie renouvelable continue de coûter moins cher alors que les combustibles fossiles ont atteint leur efficacité maximale. L'écart entre les deux se réduit, mais il faudra encore une décennie ou plus pour que le coût de l'électricité rivalise avec celui du gaz naturel, si jamais c'est le cas.

Le stockage du carburant est un autre élément à prendre en compte. Les exemples récents de perturbations de l'approvisionnement en électricité et en combustibles fossiles dues aux conditions météorologiques prouvent qu'il est judicieux de disposer d'une source d'énergie de secours en cas d'urgence. Le stockage des combustibles fossiles est beaucoup plus facile et rentable que le stockage de l'électricité. Il n'est vraiment pas pratique de stocker la quantité d'électricité dont vous auriez besoin pour faire fonctionner un gros réchauffeur électrique. Vous pourriez utiliser un générateur de secours, mais celui-ci serait volumineux et coûteux et il faudrait stocker des combustibles fossiles pour le faire fonctionner. Un générateur augmenterait également les coûts de maintenance.

Il n'est pas toujours facile de trouver un équilibre entre le respect de l'environnement et la prudence financière, et cette décision ne fera que se compliquer au fil des ans. Pour l'instant, avec les nouvelles technologies qui réduisent les émissions, il est tout simplement plus logique d'utiliser des chauffages à flamme lorsque c'est possible. En particulier lorsque des rendements énergétiques plus élevés sont nécessaires pour votre processus.