2023-12-07 12:46:10
La « Bibliothèque de processus » est destinée à modéliser les processus du four et à identifier le potentiel d’économies de CO2.
Afin d’exploiter le potentiel d’économie d’énergie de la technologie des processus thermiques et de réduire les émissions de CO2, OWI Science for Fuels gGmbH développe une bibliothèque de modèles numériques de processus thermiques dans le cadre du projet de recherche actuel « ProcessLIB ». Pour la « Bibliothèque de processus », les composants individuels du processus doivent être modélisés à l’aide de méthodes mathématiques et physiques, puis transférés vers un logiciel à l’aide de méthodes numériques. Les chercheurs souhaitent finalement combiner les modèles de composants individuels créés dans une bibliothèque de composants de processus. Cela signifie que les différents composants du processus peuvent être interconnectés pour former un processus thermique complet selon le principe modulaire. Un processus thermique modèle sera ensuite examiné en détail en ce qui concerne le potentiel d’économie d’énergie à l’aide de méthodes d’optimisation numérique.
L’industrie utilise environ 67 % de l’énergie finale pour fournir de la chaleur industrielle, dont la majorité provient de sources fossiles. Dans de nombreux cas, la chaleur résiduelle générée n’est plus utilisée dans le processus et est perdue.
Outre l’utilisation de combustibles à faible teneur en CO2 et d’électricité issue d’énergies renouvelables, les systèmes de récupération de chaleur sont les principaux moteurs des mesures d’efficacité en matière de CO2. Les deux mesures ne sont souvent appliquées qu’à des processus individuels et les possibilités de réaliser des économies de CO2 en couplant les différents processus ne sont pas suffisamment prises en compte. Grâce à la mise en réseau des processus individuels dans les installations de traitement thermique et à un couplage sectoriel plus poussé, la consommation d’énergie et les émissions de CO2 pourraient être encore réduites.
Développement d’une bibliothèque de modèles de procédés thermiques
L’objectif de la bibliothèque de modèles est de relier des processus individuels pour former des chaînes de processus entières et inclut les possibilités de couplage sectoriel. La modélisation de composants actuellement rarement pris en compte, tels que ceux destinés à l’utilisation indirecte de la chaleur résiduelle, ouvre la possibilité d’identifier de nouveaux potentiels supplémentaires d’économie de CO2 qui restent encore inexploités aujourd’hui.
Ceci est rendu possible en améliorant l’interconnexion (optimisation structurelle) et le fonctionnement (optimisation des applications) des processus thermiques en cartographiant les processus dynamiques dans les processus et en les rendant capables d’une utilisation en temps réel grâce à la réduction du modèle. Le résultat de ce projet de recherche est la création d’une bibliothèque de modèles de divers sous-processus dans l’industrie des procédés thermiques, alimentée par les données de processus des systèmes. Les données des modèles de processus virtuels sont également utilisées.
Cette bibliothèque de modèles devrait être directement utilisable par les fabricants et les opérateurs de systèmes de traitement thermique et de leurs composants pour modéliser des systèmes individuels et les analyser en vue d’éventuelles économies de CO2. Sur la base des calculs des modèles de processus, la bibliothèque de modèles peut, par exemple, utiliser les températures calculées comme paramètres d’entrée pour identifier les potentiels énergétiques et CO2. Cela permet aux entreprises de développer des solutions individuelles puis de les mettre en œuvre. La bibliothèque de modèles de procédés thermiques a également vocation à contribuer à l’efficacité économique des procédés considérés.
De plus, l’utilisation de capteurs virtuels peut contribuer à prolonger les intervalles de maintenance et à réduire les coûts. L’intégration dans les concepts de l’Industrie 4.0 ainsi que les avantages de l’optimisation des usages permettent d’augmenter la productivité ou de réduire la consommation d’énergie en optimisant les programmes batch par exemple.
Le projet IGF 22494 BG de l’association de recherche Forschungskuratorium Maschinenbau e. V.-FKM,
Lyoner Str. 18, 60528 Francfort-sur-le-Main, est financé par l’AiF dans le cadre du programme de promotion de la recherche et du développement industriels collaboratifs (IGF) du ministère fédéral de l’Économie et de la Protection du climat sur la base d’une résolution du Bundestag allemand.
Les personnes intéressées trouveront de plus amples informations sur Internet à l’adresse www.owi-aachen.de
OWI Science for Fuels gGmbH est une institution de recherche indépendante et à but non lucratif. En collaboration avec des partenaires de l’industrie et de la recherche, OWI recherche et développe des concepts et des technologies dans les domaines de l’utilisation économe en énergie des carburants et carburants liquides conventionnels et alternatifs ainsi que des technologies d’efficacité innovantes. L’objectif est de trouver des solutions techniquement sophistiquées, à faible émission de gaz à effet de serre et à faibles émissions pour la production de chaleur et la mobilité de demain. OWI est un institut affilié au RWTH Aix-la-Chapelle et se considère comme un intermédiaire entre la recherche fondamentale et l’application. Dans le cadre du transfert de technologie, OWI traite des projets financés par des fonds publics ainsi que des contrats de recherche industrielle. Parmi nos clients figurent, par exemple, des fabricants de chauffage domestique, des entreprises de l’industrie des équipements automobiles, de l’industrie pétrolière et de la technologie des procédés thermiques.
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