Comment réduire la consommation d'énergie des cabines de peinture?

L'inventivité et l'anticipation sont essentielles

De nombreuses entreprises métallurgiques utilisent des cabines de peinture car le métal doit être protégé des influences extérieures. Cependant, ce genre de cabine représente une dépense considérable, non seulement en termes d'achat, mais aussi et surtout en termes de consommation d'énergie. Réduire cette consommation n'est certainement pas une mission impossible. En fait, la régulation évidente du chauffage et de la ventilation est accompagnée de plusieurs autres options d'économie, qui sont toutefois moins lucratives.

PROTECTION

La peinture, le vernissage ou le revêtement (en poudre) d'une surface métallique crée une sorte de barrière entre l'air extérieur et le métal, qui protège de la corrosion, de divers composés chimiques, des influences météorologiques et, dans une certaine mesure, des rayures. Le fait que ce traitement se déroule principalement dans une cabine de pulvérisation a deux raisons: créer des conditions de travail optimales et protéger le pulvérisateur et son environnement.

Ce dernier point est nécessaire car le travail se fait - en partie - avec des composés organiques volatils (COV). D'où la nécessité d'utiliser des équipements de protection individuelle. Les réglementations dans ce domaine sont établies dans l'ATEX 114 - qui stipule les exigences pour les équipements et les produits dans les zones dangereuses - et l'ATEX 153, qui décrit les exigences de sécurité obligatoires pour garantir un travail sûr et sain dans ce genre d'environnement.

CAPACITÉ

Lors de la pulvérisation, des paramètres tels que la température, l'humidité et la ventilation déterminent la qualité. Des températures trop élevées ou trop basses nuisent au résultat; la température optimale se situe généralement entre 20 et 24 °C.

Le système de ventilation aspire et expulse de grandes quantités d'air, ce qui entraîne une perte de chaleur (considérable), surtout en hiver, lorsque le brûleur doit chauffer l'air extérieur froid jusqu'à la température de pulvérisation souhaitée. La direction de la ventilation - verticale (extraction par le sol) ou horizontale - influe également sur ce point; elle dépend fortement du processus et du produit.

Comme il vaut mieux prévenir que payer trop cher, il est important d'acheter en suivant le credo "une cabine de peinture appropriée doit faire pile la bonne taille".

Lors de l'achat, il est judicieux de partir du credo "une cabine de peinture appropriée doit faire pile la bonne taille"

INVENTAIRE

Pour déterminer ce qui est 'approprié', il faut faire l'inventaire des facteurs qui influencent la consommation d'énergie, notamment l'étendue et la fréquence des pulvérisations, la technique de pulvérisation, les matériaux utilisés et la puissance requise pour le système d'extraction.

Pour réduire la consommation, il est important de connaître le nombre d'heures de combustion. Pour ce faire, il suffit de diviser la consommation en été - lorsque l'espace n'est pas chauffé - par le nombre de passages au cours de la même période. Une autre solution consiste à utiliser un compteur intermédiaire sous la forme d'un compteur de kWh ou de GJ.

Le temps investi dans cette démarche est rentabilisé par des économies environnementales et/ou financières, combinées ou non à des gains d'efficacité. L'inventivité et l'anticipation de l'utilisateur sont toujours primordiales à cet égard.

MESURES D'ÉCONOMIE D'ÉNERGIE

Le montant des économies à réaliser dépend, entre autres, du débit et - dans la phase de séchage - du degré de recirculation. Les mesures suivantes méritent d'être prises en considération.

Adaptation de la technologie de séchage

L'adhérence et la finition correctes du revêtement nécessitent un processus de séchage conditionné. Ce 'séchage forcé' coûte beaucoup d'énergie. En partie sous la pression de l'évolution des lois et réglementations, les fabricants ont réussi à mettre au point des peintures et des laques qui sèchent (plus rapidement) à des températures plus basses, voire à température ambiante.

Une alternative est le Quick Dry System, qui permet de sécher rapidement et en toute sécurité une surface fraîchement peinte sous l'effet d'un rayonnement infrarouge. Cette technique est principalement utilisée dans les ateliers de carrosserie.

Utilisation efficace de l'air comprimé

Lors de l'utilisation de l'air comprimé, il est important de trouver un équilibre entre les exigences opérationnelles, la durée de vie des composants critiques et les coûts associés. Il est également important de calculer la quantité réelle d'air comprimé nécessaire et d'examiner d'un œil critique le système d'air comprimé proprement dit et son réglage.

Des mesures évidentes, mais néanmoins (trop) peu appliquées, consistent à éteindre le système en dehors des heures de fonctionnement, à fermer les conduites d'air comprimé non utilisées et à empêcher toute utilisation inappropriée, par exemple en 'nettoyant par soufflage' l'espace de travail.

Avec la pulvérisation, des paramètres tels que la température, l'humidité et la ventilation déterminent la qualité

Chauffage électrique

Bien que cette option présente certainement des avantages, la faisabilité du chauffage électrique seul est sujette à caution. Les coûts de consommation étant encore trois fois plus élevés que ceux d'un système au gaz, de nombreuses cabines sont équipées d'un brûleur à gaz modulant à combustion directe fonctionnant au propane en plus du gaz naturel.

Les cabines hybrides, qui combinent l'utilisation de sources renouvelables et de combustibles fossiles, sont de plus en plus utilisées. L'utilisation de panneaux IR spéciaux est également une option, mais les avis divergent quant à leur utilité.

isolation

Une bonne isolation des panneaux de la cabine de peinture peut être avantageuse, bien que son importance diminue au fur et à mesure que le séchage est effectué à des températures qui s'écartent de moins en moins de la température de la cabine. Le matériau isolant - généralement 50 à 60 mm de laine de roche ou une couche de densité plus élevée - est généralement étendu au-delà du plénum de raccordement qui relie les grilles de ventilation du plafond et les conduits de ventilation pour l'air l'alimentation et l'évacuation de l'air.

Les interruptions dans la couche d'isolation (ponts thermiques) doivent être évitées, par exemple en utilisant un système efficace de rainures et languettes et des panneaux de grand format.

entretien

Lors de l'entretien, les éléments suivants méritent une attention particulière:

• le brûleur: son nettoyage et son réglage périodiques permettent de réduire les coûts de carburant;
• les ventilateurs: s'ils sont mal entretenus, des particules de peinture se déposent de plus en plus sur les composants. Cela peut affecter la vitesse de l'air et même provoquer des turbulences, ce qui affecte le résultat de la pulvérisation;
• le système d'air comprimé: réglage de la pression de l'air comprimé dans la mesure du possible (réduction de la pression de travail), contrôle et réparation des fuites et entretien périodique de la grille, des filtres, du compresseur et du refroidisseur.

Régulation de la ventilation

Le système de ventilation doit répondre à des normes élevées, car le déplacement d'air est responsable de l'évacuation de l'overspray. La vitesse à laquelle ce mouvement se produit détermine la vitesse d'évaporation d'un système de peinture. Les principales possibilités d'économie d'énergie sont les suivantes:

• Régulation automatique de l'extraction:
  Cette forme de régulation n'est possible que dans un système discontinu. La régulation de fréquence des moteurs de ventilateur est préférable à cet égard, mais en son absence, on peut utiliser les registres qui s'ouvrent plus ou moins en fonction de l'encrassement du filtre d'entrée. Ainsi, le débit peut être ajusté et la consommation d'énergie est maîtrisable dans certaines marges.
• Passage automatique du mode ventilation au mode circulation:
  En mode recyclage, lorsque le travail de pulvérisation est à l'arrêt, le système renvoie 85 à 90% de l'air dans la cabine, et donc seulement 10 à 15% d'air frais doit être chauffé, ce qui entraîne des économies de gaz significatives. Le module de commutation est relié au système d'air comprimé.
  En phase de pulvérisation - la phase la plus coûteuse en termes de consommation d'énergie -, la cabine passe automatiquement à l'apport d'air frais et à son extraction. Les autres phases impliquent un recyclage.
  
  
• Ventilation fractionnée ou sectionnelle
  Si l'on traite régulièrement des objets plus grands et de même taille, il est intéressant d'envisager de ventiler la zone autour de l'objet avec un débit légèrement plus élevé (zonage virtuel); dans les autres zones, il s'agit d'une ventilation résiduelle.
  Si la taille des objets à pulvériser change régulièrement, la ventilation sectionnelle est une option, auquel cas le débit et la consommation diminueront proportionnellement. Dans ce cas, il est question d'un zonage physique.

Régulation du chauffage

Le système de chauffage est de loin le plus gros consommateur d'énergie, et c'est donc là que l'on peut réaliser le plus de bénéfice. Cela peut se faire de plusieurs manières:

• réduction automatique du débit et passage de la ventilation à la (re)circulation, voir ci-dessus;
• en utilisant la chaleur résiduelle de la vapeur ou de l'eau chaude libérée. Dans tous les cas, cela implique un système de pré-conversion dans lequel le brûleur reste présent;
• le chauffage sans système de transition: dans ce cas, la chaleur est directement et complètement transférée;
• la récupération de chaleur par:
  • une batterie croisée à l'intérieur de laquelle l'échange de chaleur entre l'air chaud sortant et l'air froid entrant est presque direct;
  • un système de pompe à chaleur dans lequel la chaleur est transférée au moyen d'une batterie à eau, une cellule électrochimique dans laquelle les ions H+ et OH- sont séparés par un champ électrique et séparés par une membrane bipolaire.

éclairage

L'intensité lumineuse lors de la peinture au pistolet est importante, à la fois pour évaluer la ou les couleurs et pour travailler avec précision. Les aspects liés à la sécurité jouent également un rôle, car les substances volatiles libérées sont souvent hautement inflammables.

En général, une température de couleur de 5.000 à 6.500 K est considérée comme appropriée. L'éclairage LED réduit la consommation d'énergie d'un tiers par rapport à l'éclairage fluorescent et a une durée de vie nettement plus longue.

Pour cela, il faut que les LED résistent aux fluctuations de température, faute de quoi l'électronique n'indiquera pas la bonne couleur de lumière.

Avec la collaboration de Belmeko, Garmat Europe et Sima