ISO 13579-3:2013

Industrial furnaces and associated processing equipment - Method of measuring energy balance and calculating efficiency - Part 3: Batch-type aluminium melting furnaces

ISO 13579-3:2013 specifies general methodology for measuring energy balance and calculating the efficiency of the process involving batch-type aluminium melting furnaces as designed by furnace manufacturers. This general methodology includes measurement methods, calculations (general calculation) and energy balance and efficiency calculation evaluation report. ISO 13579-3:2013 is not applicable to any efficiencies related to the process itself outside of batch-type aluminium melting furnaces.

Fours industriels et équipements associés — Méthode de mesure du bilan énergétique et de calcul de l'efficacité — Partie 3: Fours dormants de fusion pour l'aluminium

L'ISO 13579-3:2013 spécifie une méthode générale de mesure du bilan énergétique et de calcul de l'efficacité du processus impliquant les fours dormants de fusion pour l'aluminium, conçus par les fabricants de fours. La présente méthode générale comprend les méthodes de mesure, les calculs (calcul général), le rapport d'évaluation du bilan énergétique et d'efficacité énergétique. L'ISO 13579-3:2013 ne s'applique pas aux efficacités liées au processus proprement dit en dehors des fours dormants de fusion pour l'aluminium.

General Information

• Status: Published
• Publication Date: 02-Jan-2013
• ICS: 25.180 - Industrial furnaces
• ICS: 25.180.01 - Industrial furnaces in general
• Technical Committee: ISO/TC 244 - Industrial furnaces and associated processing equipment
• Drafting Committee: ISO/TC 244/WG 3 - Method of energy balance and efficiency
• Current Stage: 9093 - International Standard confirmed
• Start Date: 07-Nov-2024
• Completion Date: 13-Dec-2025

Overview

ISO 13579-3:2013 provides a standardized methodology for measuring the energy balance and calculating the energy efficiency of batch-type aluminium melting furnaces. Published by ISO, this part defines measurement methods, calculation procedures, and the format for an energy balance and efficiency calculation evaluation report. It focuses specifically on the furnace system as designed by manufacturers and is not applicable to process efficiencies outside batch-type aluminium melting furnaces.

Key technical topics and requirements

• Scope and reference conditions: Measurements and calculations are based on defined reference conditions (e.g., location elevation adjustments where applicable).
• Energy flow and symbols: Uses a consistent energy flow diagram and symbol set (total energy input, fuel equivalent energy, thermal energy output, recycled energy, electrical generation loss).
• Types of energy covered:
  • Fuel equivalent energy (calorific value of fuel, waste, source gas, and electricity converted to fuel equivalent)
  • Other energy inputs (sensible heat of air, atomization agents, heat of reaction)
  • Thermal energy outputs (effective energy in products, exhaust gas sensible heat, wall losses, storage losses, cooling water loss)
  • Electrical energy and generation losses
  • Recycled energy (e.g., waste heat recovery)
• Measurement methods: Prescribes measurement points and methods for:
  • Fuel and atomization agents
  • Combustion air and exhaust gas
  • Product mass/temperature and furnace inner/surface temperatures
  • Inner furnace pressure, cooling water, and electrical auxiliary equipment
  • Utility generation and recycled energy capture
• Calculations:
  • Total energy input and output calculations
  • Determination of total energy efficiency
  • Reporting format for the energy balance and efficiency evaluation
• Documentation and uncertainty:
  • Includes annexes with a sample measurement report and guidance on assessment of uncertainty of the total energy efficiency.

Practical applications and users

ISO 13579-3:2013 is intended for:

• Furnace manufacturers validating design energy performance
• Plant engineers and maintenance teams performing energy audits and benchmarking
• Energy managers and sustainability officers tracking consumption and emissions reductions
• Consultants and certifiers preparing compliance and efficiency reports
• R&D teams evaluating retrofit options and heat recovery systems

Typical uses:

• Benchmarking specific energy intensity of aluminium melting operations
• Designing or verifying waste heat recovery and recycling systems
• Supporting regulatory compliance, capital investment decisions, and energy-efficiency improvements

Related standards

• ISO 13579-1:2013 - General methodology for measuring energy balance and calculating efficiency
• ISO 13574 - Vocabulary for industrial furnaces and associated processing equipment

Keywords: ISO 13579-3:2013, batch-type aluminium melting furnaces, energy balance, energy efficiency, measurement methods, thermal energy balance, furnace energy audit.

Standards Content (Sample)

FINAL
INTERNATIONAL ISO/FDIS
DRAFT
STANDARD 13579-3
ISO/TC 244
Industrial furnaces and associated
Secretariat: JISC
processing equipment — Method of
Voting begins on:
measuring energy balance and
2012-09-19
calculating efficiency —
Voting terminates on:
2012-11-19
Part 3:
Batch-type aluminium melting furnaces
Fours industriels et équipements associés — Méthode de mesure du
bilan énergétique et de calcul de l'efficacité —
Partie 3: Fours dormants de fusion pour l'aluminium

RECIPIENTS OF THIS DRAFT ARE INVITED TO
SUBMIT, WITH THEIR COMMENTS, NOTIFICATION
OF ANY RELEVANT PATENT RIGHTS OF WHICH
THEY ARE AWARE AND TO PROVIDE SUPPORT-
ING DOCUMENTATION.
IN ADDITION TO THEIR EVALUATION AS
Reference number
BEING ACCEPTABLE FOR INDUSTRIAL, TECHNO-
ISO/FDIS 13579-3:2012(E)
LOGICAL, COMMERCIAL AND USER PURPOSES,
DRAFT INTERNATIONAL STANDARDS MAY ON
OCCASION HAVE TO BE CONSIDERED IN THE
LIGHT OF THEIR POTENTIAL TO BECOME STAN-
DARDS TO WHICH REFERENCE MAY BE MADE IN
©
ISO 2012
NATIONAL REGULATIONS.
ISO/FDIS 13579-3:2012(E)
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This ISO document is a Draft International Standard and is copyright-protected by ISO. Except as permitted
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Violators may be prosecuted.
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ISO/FDIS 13579-3:2012(E)
Contents Page
Foreword . v
Introduction . vi
1  Scope . 1
2  Normative references . 1
3  Terms and definitions . 1
3.1  Terms related to type of energy used in this part of ISO 13579 . 2
4  Symbols . 5
5  Basic principles . 7
5.1  General . 7
5.2  Energy flow diagram . 9
5.3  Process Heating Assessment Survey Tool . 9
6  Basic conditions of measurement and calculation . 9
6.1  State of furnace . 9
6.2  Duration of measurement . 9
6.3  Unit of specific energy intensity . 9
6.4  Reference conditions . 9
6.5  Unit of amount of gas . 9
6.6  Fuel . 9
7  Type of energy used in this part of ISO 13579 . 9
7.1  General . 9
7.2  Energy balance . 10
7.3  Thermal energy balance . 11
7.4  Energy balance of electrical generation . 12
7.5  Recycled energy . 13
8  Measurement method . 13
8.1  General . 13
8.2  Fuel . 13
8.3  Atomization agent . 13
8.4  Combustion air and exhaust gas . 14
8.5  Products . 14
8.6  Temperature of furnace surface . 16
8.7  Furnace inner wall temperature . 16
8.8  Inner furnace pressure . 16
8.9  Cooling water . 16
8.10  Electrical auxiliary equipment . 16
8.11  Generation of utilities . 16
8.12  Recycled energy . 16
9  Calculation . 17
9.1  General provisions . 17
9.2  Total energy input . 17
9.3  Total energy output . 18
9.4  Total energy efficiency . 20
10  Energy balanace evaluation report . 21
Annex A (informative) Reference data . 22
Annex B (informative) Measurement of energy balance and calculation of efficiency of a batch-
type aluminium melting furnace sample report . 24
ISO/FDIS 13579-3:2012(E)
Annex C (informative) Assessment of uncertainty of the total energy efficiency .32
Bibliography .35

iv © ISO 2012 – All rights reserved

ISO/FDIS 13579-3:2012(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and
non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the
International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 13579-3 was prepared by Technical Committee ISO/TC 244, Industrial furnaces and associated thermal
processing equipment.
ISO 13579 consists of the following parts, under the general title Industrial furnaces and associated
processing equipment — Method of measuring energy balance and calculating efficiency:
 Part 1: General methodology
 Part 3: Reheating furnaces for steel
 Part 2: Batch-type aluminium melting furnaces
 Part 4: Furnaces with protective or reactive atmosphere
ISO/FDIS 13579-3:2012(E)
Introduction
All calculations within this part of ISO 13579 are based on the location of equipment at reference conditions.
NOTE For equipment intended to be installed above or below sea level, it is expected that the impact of the elevation
be calculated for that location.

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FINAL DRAFT INTERNATIONAL STANDARD ISO/FDIS 13579-3:2012(E)

Industrial furnaces and associated processing equipment —
Method of measuring energy balance and calculating
efficiency —
Part 3:
Batch-type aluminium melting furnaces
1 Scope
This part of ISO 13579 specifies general methodology for measuring energy balance and calculating the
efficiency of the process involving batch-type aluminium melting furnaces as designed by furnace
manufacturers. This general methodology includes:
 measurement methods;
 calculations (general calculation);
 energy balance and efficiency calculation evaluation report.
This part of ISO 13579 is not applicable to any efficiencies related to the process itself outside of batch-type
aluminium melting furnaces.
2 Normative references
The following documents, in whole or in part, are normatively referenced in this document and are
indispensable for its application. For dated references, only the edition cited applies. For undated references,
the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 13574, Industrial furnaces and associated processing equipment — Vocabulary
ISO 13579-1:—, Industrial furnaces and associated processing equipment — Method of measuring energy
balance and calculating efficiency — Part 1: General methodology
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 13574 and the following apply.
ISO/FDIS 13579-3:2012(E)
3.1 Terms related to type of energy used in this part of ISO 13579
3.1.1 Total energy input
3.1.1.1
total energy input
E
input
aggregate of measured energy input brought into the area of energy balance, and which is composed of fuel
equivalent energy and other energy input
3.1.2 Fuel equivalent energy
3.1.2.1
fuel equivalent energy
E
fe
aggregate of input energy which is composed of calorific value of fuel, calorific value of waste, calorific value
of source gas of atmospheric gas and fuel equivalent energy of electricity
3.1.2.2
calorific value of fuel
E
h,fuel
heat of combustion of fuel which is consumed and used for heating products in the area of energy balance
3.1.2.3
calorific value of waste
E
h,waste
calorific value of waste which is brought to the area of energy balance with products
EXAMPLE Waste oil on aluminium scrap.
3.1.2.4
fuel equivalent energy of electricity
E
fe,el
aggregate of fuel equivalent energy of electricity converted from each occurrence of electrical energy
consumption in the area of energy balance
3.1.3 Other energy input
3.1.3.1
other energy input
E
others
energy that is composed of sensible heat of fuel, sensible heat of combustion air or other oxidant, sensible
heat of atomization agent for liquid fuel, heat of reaction and sensible heat of infiltration air
3.1.3.2
heat of reaction
E
react
heat generated by the oxidation reaction of products in the area of energy balance measurement
EXAMPLE The formation of scale of steel products during the oxidation reaction.
3.1.3.3
sensible heat of infiltration air
E
s,infilt
sensible heat of air that leaks into the furnace through supply/discharge port or gaps in the operating systems
of the furnace
Note 1 to entry   This term may be replaced with "sensible heat of false air".
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ISO/FDIS 13579-3:2012(E)
3.1.4 Total energy output
3.1.4.1
total energy output
E
output
aggregate of measured energy output emitted from or consumed in the area of energy balance which is
composed of thermal energy output, energy consumed in electrical auxiliary equipment, energy used for
generation of utility and electrical generation loss
3.1.5 Thermal energy output
3.1.5.1
thermal energy output
E
therm,out
aggregate of thermal energy which is emitted from the area of energy balance
Note 1 to entry Thermal energy output is composed of energy defined in 3.1.5.2 to 3.1.5.11.
3.1.5.2
effective energy
E
effect
enthalpy that products gain in the area of energy balance
3.1.5.3
sensible heat of oxidized substance
E
l,oxid
sensible heat of substances which have reacted with oxygen, formed in the thermal process brought out from
the area of energy balance measurement
3.1.5.4
sensible heat of exhaust gas
E
exhaust
sensible heat of expended gas which is emitted from the area of energy balance measurement
3.1.5.5
heat storage loss by batch-type furnace
E
l,storage
sensible heat which a furnace refractory gains within a batch-type furnace operation cycle
3.1.5.6
wall loss
E
l,wall
thermal energy emitted from the surface of industrial furnaces by radiation and convection
3.1.5.7
heat loss of discharged blowout from furnace opening
E
l,blowout
sensible heat of blowout gas emitted from the furnace opening
3.1.5.8
heat loss of radiation from furnace opening

E
l,opening
thermal energy emitted from the furnace opening by radiation
3.1.5.9
heat loss from furnace parts installed through furnace wall
E
l,parts
thermal energy emitted through furnace parts which are installed through furnace wall
ISO/FDIS 13579-3:2012(E)
EXAMPLE As in the case of a roller hearth furnace.
3.1.5.10
cooling water loss
E
l,cw
thermal energy brought out by cooling water from the area of energy balance measurement
3.1.5.11
other losses
E
l,other
unmeasured thermal energy losses from the area of energy balance
3.1.6 Energy consumed in electrical auxiliary equipment
3.1.6.1
energy consumed in electrical auxiliary equipment
E
aux
energy utilized in electrical auxiliary equipment which is composed of energy consumed in installed electrical
auxiliary equipment and energy used for fluid transfer
3.1.6.2
energy consumed in installed electrical auxiliary equipment
E
aux,installed
aggregate of total energy used in installed electrical auxiliary equipment (e.g. fans, pumps) installed in the
area of energy balance
3.1.6.3
energy used for fluid transfer
E
aux,fluid
aggregate of energy for fluid transfer calculated from the property of the fluid
EXAMPLE For cooling water, fuel, etc.
3.1.7 Energy used for generation of utility
3.1.7.1
utility
service other than fuel and electricity provided to the area of energy balance
EXAMPLE Oxygen, steam and atmospheric gas as specified in ISO 13579-1:—, 3.1.7.1.
3.1.7.2
energy used for generation of utility
E
utility
aggregate of energy for the generation of utilities used in the area of energy balance
3.1.8 Electrical generation loss
3.1.8.1
al generation loss
electric
E
l,eg
energy loss in electrical generation which is backcalculated from fuel equivalent energy and total consumed
electrical energy
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ISO/FDIS 13579-3:2012(E)
3.1.9 Thermal energy balance
3.1.9.1
thermal energy input from electrical heating source
heat energy entering the process from an electrical heating source, such as an electrical heater emitted to the
area of energy balance
3.1.9.2
circulating heat
heat that circulates within equipment or system installed in the area of energy balance
3.1.10 Energy balance of electrical generation
3.1.10.1
total consumed electrical energy
E
e,total
aggregate of electrical energy which is consumed in the area of energy balance and equal to the sum of
thermal energy input from electrical heating source, energy consumed in electrical auxiliary equipment and
electrical energy used for generation of utility
3.1.10.2
electrical energy used for generation of utilities
E
e,utility
aggregate of electrical energy consumed for generation of utilities (e.g. generation of oxygen) used in the area
of energy balance
3.1.11 Recycled energy
3.1.11.1
recycled energy
E
re
energy that is regenerated from the wasted thermal energy from the area of energy balance
EXAMPLE Energy reused in waste gas boiler.
4 Symbols
For the purposes of this document, the following symbols apply.
NOTE Tons used are metric tons.
Symbol Meaning Unit
c mean specific heat of products between T and 273,15 K kJ/(kg·K)
pm,p1 p1
c mean specific heat of products between T and 273,15 K kJ/(kg·K)
pm,p2 p2
c mean specific heat of products between T and 273,15 K kJ/(kg·K)
pm,ps s
c mean specific heat of scale kJ/(kg·K)
pm,oxid
E energy consumed in electrical auxiliary equipment per ton of products kJ/t
aux
E aggregate of energy used for fluid transfer per ton of products kJ/t
aux,fluid
E aggregate of energy used in installed electrical auxiliary equipment per ton of products kJ/t
aux,installed
E effective energy per ton of products kJ/t
effect
E sensible heat of exhaust gas per ton of products kJ/t
exhaust
e heat by formation of scale per kilogram of scale kJ/kg
Al
ISO/FDIS 13579-3:2012(E)
Symbol Meaning Unit
e latent heat of melting per kilogram of aluminium kJ/kg
latent
E fuel equivalent energy of electricity per ton of products kJ/t
fe
E fuel equivalent energy of electricity per ton of products kJ/t
fe,el
E calorific value of fuel per ton of products kJ/t
h,fuel
E calorific value of waste per ton of products kJ/t
h,waste
E total energy input per ton of products kJ/t
input
E heat loss of discharged blowout from furnace opening per ton of products kJ/t
l,blowout
E cooling water loss per ton of products kJ/t
l,cw
E energy loss in electrical generation kJ/t
l,eg
E heat loss of radiation from furnace opening per ton of products kJ/t
l,opening
E other losses per ton of products kJ/t
l,other
E Heat loss from furnace parts installed through furnace wall kJ/t
l,parts
E heat storage loss by batch-type furnace per ton of products kJ/t
l,storage
e heat sorage loss by batch-type furnace per square metre of furnace wall kJ/m
l,storage
E wall loss per ton of products kJ/t
l,wall
E other energy input per ton of products kJ/t
others
E sensible heat (or enthalpy) of products at the time when products are loaded in the area of kJ/t
p1
energy balance per ton of products
E sensible heat (or enthalpy) of products at the time when products are extracted from the kJ/t
p2
area of energy balance per ton of products
E heat of reaction per ton of products kJ/t
react
E sensible heat of combustion air or other oxydant per ton of products kJ/t
s,air
E sensible heat of atomization agent per ton of products kJ/t
s,atomize
E sensible heat of fuel per ton of products kJ/t
s,fuel
E sensible heat of infiltration air per ton of products kJ/t
s,infilt
E sensible heat of oxidized substance per ton of products kJ/t
s,oxid
E thermal (output) energy per ton of products kJ/t
therm,out
E energy used for generation of utilities per ton of products kJ/t
utility
E energy for generation of oxygen per ton of products kJ/t
u,oxy
E energy for generation of steam per ton of products kJ/t
u,steam
M loss of mass per ton of products kg/t
loss
M mass of oxidized substance per ton of products kg/t
oxid
M mass of products kg or t
p
T average temperature of products at the time of loading to the area of energy balance K
p1
T average temperature of products at the time of extracting from the area of the energy K
p2
balance
T melting temperature of aluminium K
s
 total energy efficiency —
 regional electrical generation efficiency —
e
 °C
1 absolute error of thermocouple
 °C
2 absolute error of compensation lead wire
 °C
3 absolute error of output device of thermocouple
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ISO/FDIS 13579-3:2012(E)
5 Basic principles
5.1 General
The area of energy balance measurement shall be determined.
In principle, exclude energy consumed by external product loading vehicles such as forklifts from the area of
energy balance.
NOTE An example of determination of the area of energy balance measurement of a batch-type aluminium melting
furnace is shown in Figure 1.
The following aspects shall be included in the energy balance measurement:
a) energy input;
 fuel equivalent energy, E ;
fe
 other energy input, E ;
others
b) energy output;
 thermal energy output, E ;
therm,out
 energy consumed in electrical auxiliary equipment, E ;
aux
 energy used for generation of utilities, E ;
utilities
 electrical generation loss, E .
l,eg
Determine the energy input and energy output which goes into and comes out of the area of energy balance
based on the measurement data.
The total energy input into the area shall balance the total energy output from the area.
The result of energy balance measurement shall be summarized into energy input and energy output in an
energy balance sheet with necessary information, such as equipment summary, measurement conditions and
measurement data.
Thermal energy balance and electrical generation may be created as subcategories (see 7.3 and 7.4).
ISO/FDIS 13579-3:2012(E)
Key
1 area of energy balance 7 pilot burner blower
2 electrical generation 8 cooling water pump
3 installed electrical auxiliary equipment 9 fuels transfer equipment
4 equipment for fluid transfer 10 regenerative burner
5 combustion blower 11 changeover valve
6 induced draft (or draught) fan (IDF)
a
Sensible heat of fuel.
b
Sensible heat of combustion air.
c
Fuel equivalent energy of electricity.
d
Sensible heat of exhaust gas (auxiliary flue).
e
Effective energy.
f
Sensible heat of oxidized substance.
g
Heat storage loss by batch-type furnace.
h
Wall loss.
i
Other losses.
j
Sensible heat of exhaust gas (regenerative burners).
k
Cooling water loss.
l
Energy consumed in electrical auxiliary equipment.
m
Energy loss in electrical generation.
Figure 1 — Example of determination of the area of energy balance measurement of batch-type
aluminium melting furnaces
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ISO/FDIS 13579-3:2012(E)
5.2 Energy flow diagram
The energy flow diagram (or Sankey diagram) is as specified in ISO 13579-1:—, 5.2.
5.3 Process Heating Assessment Survey Tool
The Process Heating Assessment Survey Tool (PHAST) is as specified in ISO 13579-1:—, 5.3.
6 Basic conditions of measurement and calculation
6.1 State of furnace
The furnaces subject to measurement shall be in normal operation, and the temperature cycle and throughput
shall be as considered in the design calculation.
Normal operating conditions are generally based on nominal conditions stipulated in the specifications.
However, in the case of no specified conditions, it may be at the discretion of the supplier, for example two
thirds of design throughput.
Melting rate influences efficiency, but in this part of ISO 13579, melting rate is assumed generally to be
2 2
300 kg/m h to 500 kg/m h since furnace temperature is usually around 1 200 °C. As far as the melting rate is
in the range, the melting rate does not have a significant effect on energy efficiency. When melting rate is
quite different from the range, it should be taken into account and mentioned.
6.2 Duration of measurement
Duration of measurement is specified in ISO 13579-1:—, 6.2.
6.3 Unit of specific energy intensity
Unit of specific energy intensity is specified in ISO 13579-1:—, 6.3.
6.4 Reference conditions
Reference conditions are specified in ISO 13579-1:—, 6.4.
6.5 Unit of amount of gas
Unit of amount of gas is specified in ISO 13579-1:—, 6.5.
6.6 Fuel
Fuel is specified in ISO 13579-1:—, 6.6.
7 Type of energy used in this part of ISO 13579
7.1 General
The energy evaluated in this part of ISO 13579 and their symbols are defined in Clause 3.
All energy shall be expressed in kilojoule per ton of products (kJ/t), unless otherwise specified.
ISO/FDIS 13579-3:2012(E)
7.2 Energy balance
Systematization of energy evaluated in this part of ISO 13579 is described in Table 1.
Table 1 — Systematization of type of energy evaluated in this part of ISO 13579 —
Overall energy balance
Type of energy
Total energy Intermediate
Detailed item
input/output category
Calorific value of fuel, E
h,fuel
Fuel equivalent
Calorific value of waste, E
h,waste
energy,
Calorific value of source gas of atmospheric gas, E
fe,atm,cal
E
fe
Fuel equivalent energy of electricity, E
fe,el
Total energy
input, Sensible heat of fuel, E
s,fuel
E
input
Sensible heat of combustion air, E
s,air
Other energy
input, Sensible heat of atomization agent, E
s,atomize
E
other
Heat of reaction, E
react
Sensible heat of infiltration air, E
s,infilt
Effective energy, E
effect
Jig loss, E
l,jig
Sensible heat of oxidized substance, E
s,oxid
Sensible heat of exhaust gas, E
exhaust
Heat storage loss by batch-type furnace, E
l,storage
Thermal energy,
Wall loss, E
l,wall
E
ther,out
Heat loss of discharged blowout from furnace opening, E
l,blowout
Heat loss of radiation from furnace opening, E
l,opening
Total energy
Heat loss from furnace parts installed through furnace wall, E
l,parts
output,
Cooling water loss, E
l,cw
E
output
Other losses, E
l,other
Energy consumed in installed electrical auxiliary equipment, E ,
aux,installed
Electrical auxiliary
blowers, etc.
equipment
Energy used for fluid transfer, E ,
aux,fluid
E
aux
cooling water, etc.
Oxygen, E
u,oxy
Generation of
utilities, E
utility
Steam, E
u,steam
Electrical generation loss, E
l,eg
7.2.1 Total energy input
See 3.1.1.
7.2.2 Fuel equivalent energy
See 3.1.2.
Regional electrical generation efficiency shall be applied to the convention of fuel equivalent energy of
electricity, E .
fe,el
10 © ISO 2012 – All rights reserved

ISO/FDIS 13579-3:2012(E)
7.2.3 Other energy input
See 3.1.3.
7.2.4 Total energy output
See 3.1.4.
7.2.5 Thermal energy output
See 3.1.5.
7.2.6 Energy consumed in electrical auxiliary equipment
See 3.1.6.
If part of the energy consumed in electrical auxiliary equipment, E , is used as thermal energy in the
aux,installed
heating process, the thermal energy shall be subtracted from the total energy consumed in the installed
electrical auxiliary equipment.
Energy used for fluid transfer, E , shall be applied when energy consumed in auxiliary electrical
aux,fluid
equipment for fluid transfer, such as a pump, cannot be determined from the measurement of electri
...

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 13579-3
First edition
2013-01-15
Industrial furnaces and associated
processing equipment — Method of
measuring energy balance and
calculating efficiency —
Part 3:
Batch-type aluminium melting furnaces
Fours industriels et équipements associés — Méthode de mesure du
bilan énergétique et de calcul de l'efficacité —
Partie 3: Fours dormants de fusion pour l'aluminium

Reference number
©
ISO 2013
©  ISO 2013
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ii © ISO 2013 – All rights reserved

Contents Page
Foreword . v
Introduction . vi
1  Scope . 1
2  Normative references . 1
3  Terms and definitions . 1
3.1  Terms related to type of energy used in this part of ISO 13579 . 2
4  Symbols . 5
5  Basic principles . 7
5.1  General . 7
5.2  Energy flow diagram . 9
5.3  Process Heating Assessment Survey Tool . 9
6  Basic conditions of measurement and calculation . 9
6.1  State of furnace . 9
6.2  Duration of measurement . 9
6.3  Unit of specific energy intensity . 9
6.4  Reference conditions . 9
6.5  Unit of amount of gas . 9
6.6  Fuel . 9
7  Type of energy used in this part of ISO 13579 . 9
7.1  General . 9
7.2  Energy balance . 10
7.3  Thermal energy balance . 11
7.4  Energy balance of electrical generation . 12
7.5  Recycled energy . 13
8  Measurement method . 13
8.1  General . 13
8.2  Fuel . 13
8.3  Atomization agent . 13
8.4  Combustion air and exhaust gas . 14
8.5  Products . 14
8.6  Temperature of furnace surface . 16
8.7  Furnace inner wall temperature . 16
8.8  Inner furnace pressure . 16
8.9  Cooling water . 16
8.10  Electrical auxiliary equipment . 16
8.11  Generation of utilities . 16
8.12  Recycled energy . 16
9  Calculation . 17
9.1  General provisions . 17
9.2  Total energy input . 17
9.3  Total energy output . 18
9.4  Total energy efficiency . 20
10  Energy balanace evaluation report . 21
Annex A (informative) Reference data . 22
Annex B (informative) Measurement of energy balance and calculation of efficiency of a batch-
type aluminium melting furnace sample report . 24
Annex C (informative) Assessment of uncertainty of the total energy efficiency .32
Bibliography .35

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Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and
non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the
International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 13579-3 was prepared by Technical Committee ISO/TC 244, Industrial furnaces and associated thermal
processing equipment.
ISO 13579 consists of the following parts, under the general title Industrial furnaces and associated
processing equipment — Method of measuring energy balance and calculating efficiency:
 Part 1: General methodology
 Part 3: Reheating furnaces for steel
 Part 2: Batch-type aluminium melting furnaces
 Part 4: Furnaces with protective or reactive atmosphere
Introduction
All calculations within this part of ISO 13579 are based on the location of equipment at reference conditions.
NOTE For equipment intended to be installed above or below sea level, it is expected that the impact of the elevation
be calculated for that location.

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INTERNATIONAL STANDARD ISO 13579-3:2013(E)

Industrial furnaces and associated processing equipment —
Method of measuring energy balance and calculating
efficiency —
Part 3:
Batch-type aluminium melting furnaces
1 Scope
This part of ISO 13579 specifies general methodology for measuring energy balance and calculating the
efficiency of the process involving batch-type aluminium melting furnaces as designed by furnace
manufacturers. This general methodology includes:
 measurement methods;
 calculations (general calculation);
 energy balance and efficiency calculation evaluation report.
This part of ISO 13579 is not applicable to any efficiencies related to the process itself outside of batch-type
aluminium melting furnaces.
2 Normative references
The following documents, in whole or in part, are normatively referenced in this document and are
indispensable for its application. For dated references, only the edition cited applies. For undated references,
the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 13574, Industrial furnaces and associated processing equipment — Vocabulary
ISO 13579-1:2013, Industrial furnaces and associated processing equipment — Method of measuring energy
balance and calculating efficiency — Part 1: General methodology
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 13574 and the following apply.
3.1 Terms related to type of energy used in this part of ISO 13579
3.1.1 Total energy input
3.1.1.1
total energy input
E
input
aggregate of measured energy input brought into the area of energy balance, and which is composed of fuel
equivalent energy and other energy input
3.1.2 Fuel equivalent energy
3.1.2.1
fuel equivalent energy
E
fe
aggregate of input energy which is composed of calorific value of fuel, calorific value of waste, calorific value
of source gas of atmospheric gas and fuel equivalent energy of electricity
3.1.2.2
calorific value of fuel
E
h,fuel
heat of combustion of fuel which is consumed and used for heating products in the area of energy balance
3.1.2.3
calorific value of waste
E
h,waste
calorific value of waste which is brought to the area of energy balance with products
EXAMPLE Waste oil on aluminium scrap.
3.1.2.4
fuel equivalent energy of electricity
E
fe,el
aggregate of fuel equivalent energy of electricity converted from each occurrence of electrical energy
consumption in the area of energy balance
3.1.3 Other energy input
3.1.3.1
other energy input
E
others
energy that is composed of sensible heat of fuel, sensible heat of combustion air or other oxidant, sensible
heat of atomization agent for liquid fuel, heat of reaction and sensible heat of infiltration air
3.1.3.2
heat of reaction
E
react
heat generated by the oxidation reaction of products in the area of energy balance measurement
EXAMPLE The formation of scale of steel products during the oxidation reaction.
3.1.3.3
sensible heat of infiltration air
E
s,infilt
sensible heat of air that leaks into the furnace through supply/discharge port or gaps in the operating systems
of the furnace
Note 1 to entry   This term may be replaced with "sensible heat of false air".
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3.1.4 Total energy output
3.1.4.1
total energy output
E
output
aggregate of measured energy output emitted from or consumed in the area of energy balance which is
composed of thermal energy output, energy consumed in electrical auxiliary equipment, energy used for
generation of utility and electrical generation loss
3.1.5 Thermal energy output
3.1.5.1
thermal energy output
E
therm,out
aggregate of thermal energy which is emitted from the area of energy balance
Note 1 to entry Thermal energy output is composed of energy defined in 3.1.5.2 to 3.1.5.11.
3.1.5.2
effective energy
E
effect
enthalpy that products gain in the area of energy balance
3.1.5.3
sensible heat of oxidized substance
E
l,oxid
sensible heat of substances which have reacted with oxygen, formed in the thermal process brought out from
the area of energy balance measurement
3.1.5.4
sensible heat of exhaust gas
E
exhaust
sensible heat of expended gas which is emitted from the area of energy balance measurement
3.1.5.5
heat storage loss by batch-type furnace
E
l,storage
sensible heat which a furnace refractory gains within a batch-type furnace operation cycle
3.1.5.6
wall loss
E
l,wall
thermal energy emitted from the surface of industrial furnaces by radiation and convection
3.1.5.7
heat loss of discharged blowout from furnace opening
E
l,blowout
sensible heat of blowout gas emitted from the furnace opening
3.1.5.8
heat loss of radiation from furnace opening
E
l,opening
thermal energy emitted from the furnace opening by radiation
3.1.5.9
heat loss from furnace parts installed through furnace wall
E
l,parts
thermal energy emitted through furnace parts which are installed through furnace wall
EXAMPLE As in the case of a roller hearth furnace.
3.1.5.10
cooling water loss
E
l,cw
thermal energy brought out by cooling water from the area of energy balance measurement
3.1.5.11
other losses
E
l,other
unmeasured thermal energy losses from the area of energy balance
3.1.6 Energy consumed in electrical auxiliary equipment
3.1.6.1
energy consumed in electrical auxiliary equipment
E
aux
energy utilized in electrical auxiliary equipment which is composed of energy consumed in installed electrical
auxiliary equipment and energy used for fluid transfer
3.1.6.2
energy consumed in installed electrical auxiliary equipment
E
aux,installed
aggregate of total energy used in installed electrical auxiliary equipment (e.g. fans, pumps) installed in the
area of energy balance
3.1.6.3
energy used for fluid transfer
E
aux,fluid
aggregate of energy for fluid transfer calculated from the property of the fluid
EXAMPLE For cooling water, fuel, etc.
3.1.7 Energy used for generation of utility
3.1.7.1
utility
service other than fuel and electricity provided to the area of energy balance
EXAMPLE Oxygen, steam and atmospheric gas as specified in ISO 13579-1:2013, 3.1.7.1.
3.1.7.2
energy used for generation of utility
E
utility
aggregate of energy for the generation of utilities used in the area of energy balance
3.1.8 Electrical generation loss
3.1.8.1
electrical generation loss
E
l,eg
energy loss in electrical generation which is backcalculated from fuel equivalent energy and total consumed
electrical energy
3.1.9 Thermal energy balance
3.1.9.1
thermal energy input from electrical heating source
heat energy entering the process from an electrical heating source, such as an electrical heater emitted to the
area of energy balance
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3.1.9.2
circulating heat
heat that circulates within equipment or system installed in the area of energy balance
3.1.10 Energy balance of electrical generation
3.1.10.1
total consumed electrical energy
E
e,total
aggregate of electrical energy which is consumed in the area of energy balance and equal to the sum of
thermal energy input from electrical heating source, energy consumed in electrical auxiliary equipment and
electrical energy used for generation of utility
3.1.10.2
electrical energy used for generation of utilities
E
e,utility
aggregate of electrical energy consumed for generation of utilities (e.g. generation of oxygen) used in the area
of energy balance
3.1.11 Recycled energy
3.1.11.1
recycled energy
E
re
energy that is regenerated from the wasted thermal energy from the area of energy balance
EXAMPLE Energy reused in waste gas boiler.
4 Symbols
For the purposes of this document, the following symbols apply.
NOTE Tons used are metric tons.
Symbol Meaning Unit
c mean specific heat of products between T and 273,15 K kJ/(kg·K)
pm,p1 p1
c mean specific heat of products between T and 273,15 K kJ/(kg·K)
pm,p2 p2
c mean specific heat of products between T and 273,15 K kJ/(kg·K)
pm,ps s
c mean specific heat of scale kJ/(kg·K)
pm,oxid
E energy consumed in electrical auxiliary equipment per ton of products kJ/t
aux
E aggregate of energy used for fluid transfer per ton of products kJ/t
aux,fluid
E aggregate of energy used in installed electrical auxiliary equipment per ton of products kJ/t
aux,installed
E effective energy per ton of products kJ/t
effect
E sensible heat of exhaust gas per ton of products kJ/t
exhaust
e heat by formation of scale per kilogram of scale kJ/kg
Al
e latent heat of melting per kilogram of aluminium kJ/kg
latent
E fuel equivalent energy per ton of products kJ/t
fe
E fuel equivalent energy of electricity per ton of products kJ/t
fe,el
E calorific value of fuel per ton of products kJ/t
h,fuel
E calorific value of waste per ton of products kJ/t
h,waste
Symbol Meaning Unit
E total energy input per ton of products kJ/t
input
E heat loss of discharged blowout from furnace opening per ton of products kJ/t
l,blowout
E cooling water loss per ton of products kJ/t
l,cw
E energy loss in electrical generation kJ/t
l,eg
E heat loss of radiation from furnace opening per ton of products kJ/t
l,opening
E other losses per ton of products kJ/t
l,other
E Heat loss from furnace parts installed through furnace wall kJ/t
l,parts
E heat storage loss by batch-type furnace per ton of products kJ/t
l,storage
e heat sorage loss by batch-type furnace per square metre of furnace wall kJ/m
l,storage
E wall loss per ton of products kJ/t
l,wall
E other energy input per ton of products kJ/t
others
E sensible heat (or enthalpy) of products at the time when products are loaded in the area of kJ/t
p1
energy balance per ton of products
E sensible heat (or enthalpy) of products at the time when products are extracted from the kJ/t
p2
area of energy balance per ton of products
E heat of reaction per ton of products kJ/t
react
E energy regenerated from the wasted thermal energy per ton of products kJ/t
re
E sensible heat of combustion air or other oxydant per ton of products kJ/t
s,air
E sensible heat of atomization agent per ton of products kJ/t
s,atomize
E sensible heat of fuel per ton of products kJ/t
s,fuel
E sensible heat of infiltration air per ton of products kJ/t
s,infilt
E sensible heat of oxidized substance per ton of products kJ/t
s,oxid
E thermal (output) energy per ton of products kJ/t
therm,out
E energy used for generation of utilities per ton of products kJ/t
utility
E energy for generation of oxygen per ton of products kJ/t
u,oxy
E energy for generation of steam per ton of products kJ/t
u,steam
M loss of mass per ton of products kg/t
loss
M mass of oxidized substance per ton of products kg/t
oxid
M mass of products kg or t
p
T average temperature of products at the time of loading to the area of energy balance K
p1
T average temperature of products at the time of extracting from the area of the energy K
p2
balance
T melting temperature of aluminium K
s
 total energy efficiency —
 regional electrical generation efficiency —
e
 °C
1 absolute error of thermocouple
 °C
2 absolute error of compensation lead wire
 °C
3 absolute error of output device of thermocouple
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5 Basic principles
5.1 General
The area of energy balance measurement shall be determined.
In principle, exclude energy consumed by external product loading vehicles such as forklifts from the area of
energy balance.
NOTE An example of determination of the area of energy balance measurement of a batch-type aluminium melting
furnace is shown in Figure 1.
The following aspects shall be included in the energy balance measurement:
a) energy input;
 fuel equivalent energy, E ;
fe
 other energy input, E ;
others
b) energy output;
 thermal energy output, E ;
therm,out
 energy consumed in electrical auxiliary equipment, E ;
aux
 energy used for generation of utilities, E ;
utilities
 electrical generation loss, E .
l,eg
Determine the energy input and energy output which goes into and comes out of the area of energy balance
based on the measurement data.
The total energy input into the area shall balance the total energy output from the area.
The result of energy balance measurement shall be summarized into energy input and energy output in an
energy balance sheet with necessary information, such as equipment summary, measurement conditions and
measurement data.
Thermal energy balance and electrical generation may be created as subcategories (see 7.3 and 7.4).
Key
1 area of energy balance 7 pilot burner blower
2 electrical generation 8 cooling water pump
3 installed electrical auxiliary equipment 9 fuels transfer equipment
4 equipment for fluid transfer 10 regenerative burner
5 combustion blower 11 changeover valve
6 induced draft (or draught) fan (IDF)
a
Sensible heat of fuel.
b
Sensible heat of combustion air.
c
Fuel equivalent energy of electricity.
d
Sensible heat of exhaust gas (auxiliary flue).
e
Effective energy.
f
Sensible heat of oxidized substance.
g
Heat storage loss by batch-type furnace.
h
Wall loss.
i
Other losses.
j
Sensible heat of exhaust gas (regenerative burners).
k
Cooling water loss.
l
Energy consumed in electrical auxiliary equipment.
m
Energy loss in electrical generation.
Figure 1 — Example of determination of the area of energy balance measurement of batch-type
aluminium melting furnaces
8 © ISO 2013 – All rights reserved

5.2 Energy flow diagram
The energy flow diagram (or Sankey diagram) is as specified in ISO 13579-1:2013, 5.2.
5.3 Process Heating Assessment Survey Tool
The Process Heating Assessment Survey Tool (PHAST) is as specified in ISO 13579-1:2013, 5.3.
6 Basic conditions of measurement and calculation
6.1 State of furnace
The furnaces subject to measurement shall be in normal operation, and the temperature cycle and throughput
shall be as considered in the design calculation.
Normal operating conditions are generally based on nominal conditions stipulated in the specifications.
However, in the case of no specified conditions, it may be at the discretion of the supplier, for example two
thirds of design throughput.
Melting rate influences efficiency, but in this part of ISO 13579, melting rate is assumed generally to be
2 2
300 kg/m h to 500 kg/m h since furnace temperature is usually around 1 200 °C. As far as the melting rate is
in the range, the melting rate does not have a significant effect on energy efficiency. When melting rate is
quite different from the range, it should be taken into account and mentioned.
6.2 Duration of measurement
Duration of measurement is specified in ISO 13579-1:2013, 6.2.
6.3 Unit of specific energy intensity
Unit of specific energy intensity is specified in ISO 13579-1:2013, 6.3.
6.4 Reference conditions
Reference conditions are specified in ISO 13579-1:2013, 6.4.
6.5 Unit of amount of gas
Unit of amount of gas is specified in ISO 13579-1:2013, 6.5.
6.6 Fuel
Fuel is specified in ISO 13579-1:2013, 6.6.
7 Type of energy used in this part of ISO 13579
7.1 General
The energy evaluated in this part of ISO 13579 and their symbols are defined in Clause 3.
All energy shall be expressed in kilojoule per ton of products (kJ/t), unless otherwise specified.
7.2 Energy balance
Systematization of energy evaluated in this part of ISO 13579 is described in Table 1.
Table 1 — Systematization of type of energy evaluated in this part of ISO 13579 —
Overall energy balance
Type of energy
Total energy Intermediate
Detailed item
input/output category
Calorific value of fuel, E
h,fuel
Fuel equivalent
Calorific value of waste, E
h,waste
energy,
Calorific value of source gas of atmospheric gas, E
fe,atm,cal
E
fe
Fuel equivalent energy of electricity, E
fe,el
Total energy
input, Sensible heat of fuel, E
s,fuel
E
input
Sensible heat of combustion air, E
s,air
Other energy
input, Sensible heat of atomization agent, E
s,atomize
E
other
Heat of reaction, E
react
Sensible heat of infiltration air, E
s,infilt
Effective energy, E
effect
Jig loss, E
l,jig
Sensible heat of oxidized substance, E
s,oxid
Sensible heat of exhaust gas, E
exhaust
Heat storage loss by batch-type furnace, E
l,storage
Thermal energy,
Wall loss, E
l,wall
E
ther,out
Heat loss of discharged blowout from furnace opening, E
l,blowout
Heat loss of radiation from furnace opening, E
l,opening
Total energy
Heat loss from furnace parts installed through furnace wall, E
l,parts
output,
Cooling water loss, E
l,cw
E
output
Other losses, E
l,other
Energy consumed in installed electrical auxiliary equipment, E ,
aux,installed
Electrical auxiliary
blowers, etc.
equipment
Energy used for fluid transfer, E ,
aux,fluid
E
aux
cooling water, etc.
Oxygen, E
u,oxy
Generation of
utilities, E
utility
Steam, E
u,steam
Electrical generation loss, E
l,eg
7.2.1 Total energy input
See 3.1.1.
7.2.2 Fuel equivalent energy
See 3.1.2.
Regional electrical generation efficiency shall be applied to the convention of fuel equivalent energy of
electricity, E .
fe,el
10 © ISO 2013 – All rights reserved

7.2.3 Other energy input
See 3.1.3.
7.2.4 Total energy output
See 3.1.4.
7.2.5 Thermal energy output
See 3.1.5.
7.2.6 Energy consumed in electrical auxiliary equipment
See 3.1.6.
If part of the energy consumed in electrical auxiliary equipment, E , is used as thermal energy in the
aux,installed
heating process, the thermal energy shall be subtracted from the total energy consumed in the installed
electrical auxiliary equipment.
Energy used for fluid transfer, E , shall be applied when energy consumed in auxiliary electrical
aux,fluid
equipment for fluid transfer, such as a pump, cannot be determined from the measurement of electrical energy
supplied to the equipment (e.g. cooling water supplied from the factory facilities).
7.2.7 Energy used for generation of utility
See 3.1.7.
Energy used for the generation of utilities, E , other than oxygen, steam and atmospheric gas for heat
utility
treatment may be excluded.
7.2.8 Electrical generation loss
See 3.1.8.
7.3 Thermal energy balance
7.3.1 General
Thermal energy balance sheet may be created as a subcategory of total en
...

PROJET
NORME ISO/FDIS
FINAL
INTERNATIONALE 13579-3
ISO/TC 244
Fours industriels et équipements
Secrétariat: JISC
associés — Méthode de mesure du bilan
Début de vote:
énergétique et de calcul de l'efficacité —
2012-09-19
Partie 3:
Vote clos le:
2012-11-19
Fours dormants de fusion pour
l'aluminium
Industrial furnaces and associated processing equipment — Method of
measuring energy balance and calculating efficiency —
Part 3: Batch-type aluminium melting furnaces

LES DESTINATAIRES DU PRÉSENT PROJET SONT
INVITÉS À PRÉSENTER, AVEC LEURS OBSER-
VATIONS, NOTIFICATION DES DROITS DE PRO-

PRIÉTÉ DONT ILS AURAIENT ÉVENTUELLEMENT
CONNAISSANCE ET À FOURNIR UNE DOCUMEN-
TATION EXPLICATIVE.
OUTRE LE FAIT D'ÊTRE EXAMINÉS POUR
ÉTABLIR S'ILS SONT ACCEPTABLES À DES FINS
INDUSTRIELLES, TECHNOLOGIQUES ET COM-
Numéro de référence
MERCIALES, AINSI QUE DU POINT DE VUE DES
ISO/FDIS 13579-3:2012(F)
UTILISATEURS, LES PROJETS DE NORMES
INTERNATIONALES DOIVENT PARFOIS ÊTRE
CONSIDÉRÉS DU POINT DE VUE DE LEUR POSSI-
BILITÉ DE DEVENIR DES NORMES POUVANT
SERVIR DE RÉFÉRENCE DANS LA RÉGLEMENTA-
©
ISO 2012
TION NATIONALE.
ISO/FDIS 13579-3:2012(F)
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ISO/FDIS 13579-3:2012(F)
Sommaire Page
Avant-propos . v
Introduction . vi
1  Domaine d'application . 1
2  Références normatives . 1
3  Termes et définitions . 1
4  Symboles . 5
5  Principes fondamentaux . 7
5.1  Généralités . 7
5.2  Diagramme de flux d’énergie . 9
5.3  Outil de surveillance et d'évaluation de la production de chaleur industrielle . 9
6  Conditions fondamentales de mesure et de calcul . 9
6.1  État du four . 9
6.2  Durée de la mesure . 9
6.3  Unité de consommation spécifique d'énergie . 9
6.4  Conditions de référence . 9
6.5  Unité de volume de gaz. 9
6.6  Combustible . 9
7  Type d'énergie utilisé dans la présente partie de l’ISO 13579 . 9
7.1  Généralités . 9
7.2  Bilan énergétique . 10
7.3  Bilan énergétique thermique . 11
7.4  Bilan énergétique de la production d'énergie électrique . 12
7.5  Énergie recyclée . 13
8  Méthode de mesure . 13
8.1  Généralités . 13
8.2  Combustible . 13
8.3  Fluide d'atomisation . 14
8.4  Air de combustion et gaz d'échappement . 14
8.5  Produits . 15
8.6  Température de surface du four . 16
8.7  Température de la paroi intérieure du four . 16
8.8  Pression intérieure du four . 16
8.9  Eau de refroidissement . 16
8.10  Équipements auxiliaires électriques . 17
8.11  Production d'utilités . 17
8.12  Énergie recyclée . 17
9  Calcul . 17
9.1  Dispositions générales . 17
9.2  Intrant énergétique total . 17
9.3  Extrant énergétique total . 18
9.4  Efficacité énergétique totale . 21
10  Rapport d’évaluation de bilan énergétique. 21
Annexe A (informative) Données de référence . 22
Annexe B (informative) Rapport de mesure de bilan énergétique et de calcul d'efficacité d'un four
dormant de fusion pour l'aluminium — Exemple . 24
ISO/FDIS 13579-3:2012(F)
Annexe C (informative) Estimation de l'incertitude de l'efficacité énergétique totale .33
Bibliographie .36

iv © ISO 2012 – Tous droits réservés

ISO/FDIS 13579-3:2012(F)
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée
aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du
comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO 13579-3 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 244, Fours industriels et équipements associés.
L'ISO 13579 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Fours industriels et
équipements associés — Méthode de mesure du bilan énergétique et de calcul de l'efficacité:
 Partie 1: Méthode générale
 Partie 2: Fours de réchauffage pour acier
 Partie 3: Fours dormants de fusion pour l’aluminium
 Partie 4: Fours à atmosphère contrôlée ou active
ISO/FDIS 13579-3:2012(F)
Introduction
Tous les calculs dans la présente partie de l’ISO 13579 sont fondés sur l'emplacement de l'équipement dans
les conditions de référence.
NOTE Pour les équipements destinés à être installés au-dessus ou au-dessous du niveau de la mer, il est prévu de
calculer l’impact de l’altitude pour l’emplacement concerné.

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PROJET FINAL DE NORME INTERNATIONALE ISO/FDIS 13579-3:2012(F)

Fours industriels et équipements associés — Méthode de
mesure du bilan énergétique et de calcul de l'efficacité —
Partie 3:
Fours dormants de fusion pour l'aluminium
1 Domaine d'application
La présente partie de l’ISO 13579 spécifie une méthode générale de mesure du bilan énergétique et de calcul
de l'efficacité du processus impliquant les fours dormants de fusion pour l'aluminium, conçus par les
fabricants de fours. La présente méthode générale comprend:
 les méthodes de mesure;
 les calculs (calcul général);
 le rapport d’évaluation du bilan énergétique et d’efficacité énergétique.
La présente partie de l'ISO 13579 ne s'applique pas aux efficacités liées au processus proprement dit en
dehors des fours dormants de fusion pour l'aluminium.
2 Références normatives
Les documents suivants, en tout ou partie, sont référencés de manière normative dans le présent document
et sont indispensables pour son application. Pour les références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour
les références non datées, la dernière édition du document de référence s'applique (y compris les éventuels
amendements).
ISO 13574, Fours industriels et équipements associés — Vocabulaire
ISO 13579-1:—, Fours industriels et équipements associés — Méthode de mesure du bilan énergétique et de
calcul de l'efficacité — Partie 1: Méthode générale
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l'ISO 13574 ainsi que les
suivants s'appliquent.
3.1 Termes relatifs au type d’énergie utilisée dans la présente partie de l’ISO 13579
3.1.1 Intrant énergétique total
ISO/FDIS 13579-3:2012(F)
3.1.1.1
intrant énergétique total
E
intrant
intrant énergétique total mesuré introduit dans la zone concernée par la mesure du bilan énergétique et qui
est composé de l’énergie thermique équivalente et d’un autre intrant énergétique
3.1.2 Énergie combustible équivalente
3.1.2.1
énergie combustible équivalente
E
fe
cumul de l’énergie d’entrée composé du pouvoir calorifique du combustible, du pouvoir calorifique des
déchets, du pouvoir calorifique du gaz source du gaz d’atmosphère et de l’énergie combustible équivalente de
l’électricité
3.1.2.2
pouvoir calorifique du combustible
E
h,combustible
chaleur de combustion du combustible qui est consommé et utilisé pour chauffer des produits dans la zone de
bilan énergétique
3.1.2.3
pouvoir calorifique des déchets
E
h,déchets
pouvoir calorifique des déchets introduits avec les produits dans la zone de bilan énergétique
EXEMPLE Résidus d’huile sur des copeaux d’aluminium.
3.1.2.4
énergie combustible équivalente de l’électricité
E
fe,él
cumul de l’énergie combustible équivalente de l'électricité convertie à partir de chaque consommation
d’énergie électrique dans la zone de bilan énergétique
3.1.3 Autre intrant énergétique
3.1.3.1
autre intrant énergétique
E
autres
énergie comprenant la chaleur sensible du combustible, la chaleur sensible de l’air de combustion ou d’un
autre oxydant, la chaleur sensible du fluide d’atomisation pour le combustible liquide, la chaleur de réaction et
la chaleur sensible de l’air d’infiltration
3.1.3.2
chaleur de réaction
E
réact
chaleur produite par la réaction d’oxydation de produits dans la zone de mesure du bilan énergétique
EXEMPLE Formation de calamine de produits en acier pendant la réaction d'oxydation.
3.1.3.3
chaleur sensible de l’air d’infiltration
E
s,infilt
chaleur sensible de l’air qui s’infiltre dans le four par l'intermédiaire de l'orifice d'entrée/de sortie ou des
interstices dans les systèmes de fonctionnement du four
NOTE 1 à l'article   Ce terme peut être remplacé par «chaleur sensible de l'air faux».
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ISO/FDIS 13579-3:2012(F)
3.1.4 Extrant énergétique total
3.1.4.1
extrant énergétique total
E
extrant
extrant énergétique mesuré total émis par ou consommé dans la zone de bilan énergétique, qui est composé
de l’extrant énergétique thermique, de l’énergie consommée dans les équipements auxiliaires électriques, de
l’énergie utilisée pour la production d’utilité et de la perte due à la production d’énergie électrique
3.1.5 Extrant énergétique thermique
3.1.5.1
extrant énergétique thermique
E
extrant,therm
cumul de l’énergie thermique émise à partir de la zone de bilan énergétique
NOTE 1 à l'article    L'extrant énergétique thermique est composé de l’énergie définie en 3.1.5.2 à 3.1.5.11.
3.1.5.2
énergie efficace
E
efficace
enthalpie emmagasinée dans les produits dans la zone de mesure du bilan énergétique
3.1.5.3
chaleur sensible de la substance oxydée
E
l,oxyd
chaleur sensible des substances ayant réagi avec l'oxygène, formées lors du processus thermique issu de la
zone de mesure du bilan énergétique
3.1.5.4
chaleur sensible du gaz d’échappement
E
échappement
chaleur sensible du gaz d’échappement émis à partir de la zone de mesure du bilan énergétique
3.1.5.5
perte de chaleur accumulée par un four intermittent
E
l,accumulée
chaleur sensible emmagasinée par les réfractaires du four au cours d’un cycle de fonctionnement du four
intermittent
3.1.5.6
perte due aux parois
E
l,paroi
énergie thermique émise par la surface des fours industriels par rayonnement et convection
3.1.5.7
perte de chaleur due au gaz dégagé par l’ouverture du four
E
l,dégagé
chaleur sensible du dégagement de gaz émis par l’ouverture du four
3.1.5.8
perte de chaleur par rayonnement par l'ouverture du four
E
l,ouverture
énergie thermique par rayonnement émise par l’ouverture du four
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3.1.5.9
perte de chaleur émise par des parties installées à travers la paroi du four
E
l,parties
énergie thermique émise par des parties installées à travers la paroi du four
EXEMPLE Comme dans le cas d'une sole à rouleaux.
3.1.5.10
perte due à l’eau de refroidissement
E
l,cw
énergie thermique transférée par l’eau de refroidissement hors de la zone de mesure du bilan énergétique
3.1.5.11
autres pertes
E
l,autres
pertes d'énergie thermique non mesurées de la zone de bilan thermique
3.1.6 Énergie consommée dans les équipements auxiliaires électriques
3.1.6.1
énergie consommée dans les équipements auxiliaires électriques
E
aux
énergie utilisée dans les équipements auxiliaires électriques, qui est composée de l’énergie consommée dans
les équipements auxiliaires électriques installés et de l’énergie utilisée pour le transfert de fluide
3.1.6.2
énergie consommée dans les équipements auxiliaires électriques installés
E
aux,installés
énergie totale cumulée utilisée dans les équipements auxiliaires électriques installés (par exemple,
ventilateurs, pompes) implantés dans la zone de bilan énergétique
3.1.6.3
énergie utilisée pour le transfert de fluide
E
aux,fluide
énergie cumulée pour le transfert de fluide, calculée à partir de la propriété du fluide
EXEMPLE Pour l'eau de refroidissement, le combustible, etc.
3.1.7 Énergie utilisée pour la production d’utilités
3.1.7.1
utilité
service autre que la fourniture de combustible et d’électricité dans la zone de bilan énergétique
EXEMPLE Oxygène, vapeur et gaz d'atmosphère tels que spécifiés dans l’ISO 13579-1:—, 3.1.7.1.
3.1.7.2
énergie utilisée pour la production d’utilités
E
utilité
énergie cumulée pour la production des utilités utilisées dans la zone du bilan énergétique
3.1.8 Perte due à la production d’énergie électrique
3.1.8.1
perte due à la production d’énergie électrique
E
l,eg
perte d'énergie inhérente à la production d'énergie électrique qui est calculée à partir de l'énergie combustible
équivalente et de l'énergie électrique consommée totale
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3.1.9 Bilan énergétique thermique
3.1.9.1
apport d’énergie thermique à partir d’une source de chauffage électrique
énergie thermique entrant dans le processus à partir d’une source de chauffage électrique, telle qu’un
équipement de chauffage électrique, émise dans la zone de bilan énergétique
3.1.9.2
chaleur de circulation
chaleur circulant dans un équipement ou un système installé dans la zone de bilan énergétique
3.1.10 Bilan énergétique de la production électrique
3.1.10.1
énergie électrique consommée totale
E
e,totale
cumul de l’énergie électrique consommée dans la zone de bilan énergétique, égale à la somme de l’apport
d’énergie thermique à partir d’une source de chauffage électrique, de l’énergie consommée dans les
équipements auxiliaires électriques et de l'énergie électrique utilisée pour la production d'utilités
3.1.10.2
énergie utilisée pour la production d’utilités
E
e,utilités
cumul de l’énergie électrique consommée pour la production d’utilités (par exemple production d’oxygène)
utilisée dans la zone de bilan énergétique
3.1.11 Énergie recyclée
3.1.11.1
énergie recyclée
E
ré
énergie récupérée à partir de l’énergie thermique perdue par la zone de bilan énergétique
EXEMPLE Énergie réutilisée dans une chaudière de récupération.
4 Symboles
Pour les besoins du présent document, les symboles suivants s’appliquent.
NOTE Les tonnes utilisées sont des tonnes métriques.
Symbole Signification Unité
c chaleur massique moyenne des produits entre T et 273,15 K kJ/(kg·K)
p1
pm,p1
c chaleur massique moyenne des produits entre T et 273,15 K kJ/(kg·K)
p2
pm,p2
c chaleur massique moyenne des produits entre T et 273,15 K kJ/(kg·K)
s
pm,ps
c chaleur massique moyenne de la calamine kJ/(kg·K)
pm,oxyd
E énergie consommée dans les équipements auxiliaires électriques par tonne de kJ/t
aux
produits
E cumul de l’énergie utilisée pour le transfert de fluide par tonne de produits kJ/t
aux,fluide
E cumul de l’énergie utilisée dans les équipements auxiliaires électriques installés kJ/t

aux,installés
par tonne de produits
E énergie efficace par tonne de produits kJ/t
efficace
E chaleur sensible du gaz d’échappement par tonne de produits kJ/t
échappement
ISO/FDIS 13579-3:2012(F)
Symbole Signification Unité
e chaleur par formation de calamine par kilogramme de calamine kJ/kg
Al
E chaleur latente de fusion par kilogramme d’aluminium kJ/kg
latente
E énergie combustible équivalente de l’électricité par tonne de produits kJ/t
fe
E énergie combustible équivalente de l’électricité par tonne de produits kJ/t
fe-él
E pouvoir calorifique du combustible par tonne de produits kJ/t
h,combustible
E pouvoir calorifique des déchets par tonne de produits kJ/t
h,déchets
E intrant énergétique total par tonne de produits kJ/t
intrant
E perte de chaleur due au gaz dégagé par l’ouverture du four par tonne de kJ/t
l,dégagé
produits
E perte due à l’eau de refroidissement par tonne de produits kJ/t
l,cw
E perte d’énergie lors de la production d’énergie électrique kJ/t
l,eg
E perte de chaleur par rayonnement par l’ouverture du four par tonne de produits kJ/t
l,ouverture
E autres pertes par tonne de produits kJ/t
l,autres
E perte de chaleur émise par les parties à travers la paroi du four par tonne de kJ/t
l,parties
produits
E perte de chaleur accumulée par le four discontinu à chambre par tonne de kJ/t
l,accumulée
produits
E perte de chaleur accumulée par le four discontinu à chambre par mètre carré de kJ/m
l,accumulée
paroi du four
E perte due aux parois par tonne de produits kJ/t
l,paroi
E autre intrant énergétique par tonne de produits kJ/t
autres
E chaleur sensible (ou enthalpie) des produits au moment où les produits sont kJ/t
p1
chargés dans la zone de bilan énergétique par tonne de produits
E chaleur sensible (ou enthalpie) des produits au moment où les produits sont kJ/t
p2
extraits dans la zone de bilan énergétique par tonne de produits
E chaleur de réaction par tonne de produits kJ/t
réact
E chaleur sensible de l’air de combustion ou autre oxydant par tonne de produits kJ/t
s,air
E chaleur sensible du fluide d’atomisation par tonne de produits kJ/t
s,atomis
E chaleur sensible du combustible par tonne de produits kJ/t
s,combustible
E chaleur sensible de l’air d’infiltration par tonne de produits kJ/t
s,infilt
E chaleur sensible de la substance oxydée par tonne de produits kJ/t
s,oxyd
E énergie thermique (produite) par tonne de produits kJ/t
extrant,therm
E énergie utilisée pour la production d’utilités par tonne de produits kJ/t
utilité
E énergie consommée pour la production d’oxygène par tonne de produits kJ/t
u,oxy
E énergie consommée pour la production de vapeur par tonne de produits kJ/t
u,vapeur
perte de masse par tonne de produits
M kg/t
perte
M masse de substance oxydée par tonne de produits kg/t
oxyd
M masse des produits kg ou t
p
T température moyenne des produits au moment du chargement dans la zone de K
p1
bilan énergétique
T température moyenne des produits au moment de l’extraction dans la zone de K
p2
bilan énergétique
T température de fusion de l’aluminium K
s
 efficacité énergétique totale —
 efficacité de la production électrique régionale —
e
 ºC
erreur absolue liée au thermocouple
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ISO/FDIS 13579-3:2012(F)
Symbole Signification Unité
 ºC
erreur absolue liée au fil conducteur compensateur
 ºC
erreur absolue liée au dispositif de sortie du thermocouple
5 Principes fondamentaux
5.1 Généralités
La zone de mesure du bilan énergétique doit être déterminée.
En principe, l'énergie consommée par les véhicules externes de chargement des produits, tels que chariots
élévateurs, doit être exclue de la zone du bilan énergétique.
NOTE La Figure 1 illustre un exemple de détermination de la zone de mesure du bilan énergétique d'un four dormant
de fusion pour l'aluminium.
Les aspects suivants doivent être inclus dans la mesure du bilan énergétique:
a) intrant énergétique;
 énergie combustible équivalente, E
;
fe
 autre intrant énergétique, E
;
autres
b) extrant énergétique;
 extrant énergétique thermique, E
;
extrant,therm
 énergie utilisée dans les équipements auxiliaires électriques, E
;
aux
 énergie utilisée pour la production d’utilités, E ;
utilités
 perte due à la production d’énergie électrique, E .
l,eg
Déterminer l'intrant énergétique et l'extrant énergétique entrant et sortant de la zone de bilan énergétique sur
la base des données de mesure.
L'intrant énergétique total entrant dans la zone doit compenser l'extrant énergétique total sortant de la zone.
Le résultat de la mesure du bilan énergétique doit être exprimé de manière succincte en termes d'intrant
énergétique et d'extrant énergétique dans une fiche de bilan énergétique contenant les informations
nécessaires, telles que le récapitulatif des équipements, les conditions de mesure et les données de mesure.
Il est possible de créer des sous-catégories pour exprimer le bilan énergétique thermique et la production
d'énergie électrique (voir 7.3 et 7.4).
ISO/FDIS 13579-3:2012(F)
Légende
a
1 zone de bilan énergétique
Chaleur sensible du combustible.
b
2 production d’énergie électrique
Chaleur sensible de l’air de combustion.
c
3 équipements auxiliaires électriques installés
Énergie combustible équivalente de l'électricité.
d
4 équipements pour le transfert de fluides
Chaleur sensible du gaz d'échappement (conduit auxiliaire).
e
5 soufflante de combustion
Énergie efficace.
f
6 IDF
Chaleur sensible de substance oxydée.
g
7 soufflante pour brûleur pilote
Perte de chaleur accumulée par le four discontinu à chambre.
8 pompe à eau de refroidissement h
Perte due aux parois.
I
9 équipements de transfert de combustible
Autres pertes.
10 brûleur régénératif j
Chaleur sensible du gaz d’échappement (brûleurs régénératifs).
k
11 vanne de permutation
Perte due à l'eau de refroidissement.
l
Énergie consommée dans les équipements auxiliaires
électriques.
m
Perte d'énergie lors de la production d'énergie électrique.
Figure 1 — Exemple de détermination de la zone de mesure du bilan
énergétique des fours dormants de fusion pour l’aluminium
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ISO/FDIS 13579-3:2012(F)
5.2 Diagramme de flux d’énergie
Le diagramme de flux d’énergie ou diagramme de Sankey est tel que spécifié dans l’ISO 13579-1:—, 5.2.
5.3 Outil de surveillance et d'évaluation de la production de chaleur industrielle
L’outil de surveillance et d'évaluation de la production de chaleur industrielle (Process Heating Assessment
and Survey Tool = PHAST) est tel que spécifié dans l’ISO 13579-1:—, 5.3.
6 Conditions fondamentales de mesure et de calcul
6.1 État du four
Les fours étudiés doit être en situation de fonctionnement normal et, le cycle de température et le débit
doivent être tels que définis dans le calcul de conception.
Les conditions normales de fonctionnement sont généralement basées sur les conditions nominales stipulées
dans les spécifications. Cependant, si aucune condition n'est spécifiée, le fournisseur peut en définir, par
exemple, deux-tiers du débit de calcul.
La vitesse de fusion a une incidence sur l'efficacité; cependant, dans la présente partie de l'ISO 13579, il est
2 2
généralement supposé que la vitesse de fusion est de l'ordre de 300 kg/m h à 500 kg/m h, vu que la
température du four se situe habituellement autour de 1 200 ºC. Tant que la vitesse de fusion se situe dans
cette plage, elle n'a pas d'effet notable sur l'efficacité énergétique. Lorsque la vitesse de fusion se situe bien
en dehors de cette plage, il convient d'en tenir compte et de le mentionner.
6.2 Durée de la mesure
La durée de mesure est spécifiée dans l’ISO 13579-1:—, 6.2.
6.3 Unité de consommation spécifique d'énergie
L’unité de consommation spécifique d’énergie est spécifiée dans l’ISO 13579-1:—, 6.3.
6.4 Conditions de référence
Les conditions de référence sont spécifiées dans l’ISO 13579-1:—, 6.4.
6.5 Unité de volume de gaz
L’unité de volume de gaz est spécifiée dans l’ISO 13579-1:—, 6.5
6.6 Combustible
Le combustible est spécifié dans l’ISO 13579-1:—, 6.6.
7 Type d'énergie utilisé dans la présente partie de l’ISO 13579
7.1 Généralités
L'énergie évaluée dans la présente partie de l’ISO 13579 ainsi que ses symboles sont définis à l’Article 3.
Sauf spécification contraire, toute énergie doit être exprimée en kilojoules par tonne de produits (kJ/t).
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7.2 Bilan énergétique
La systématisation de l’énergie évaluée dans la présente partie de l’ISO 13579 est décrite dans le Tableau 1.
Tableau 1 —Systématisation du type d’énergie évalué dans la présente partie de l’ISO 13579 —
Bilan énergétique global
Type d’énergie
Intrant/extrant
Catégorie
énergétique Éléments détaillés
intermédiaire
total
Pouvoir calorifique du combustible, E
h,combustible
Énergie
Pouvoir calorifique des déchets, E
h,déchets
combustible
équivalente,
Pouvoir calorifique du gaz source du gaz d’atmosphère, E
fe,atm,cal
E
fe
Énergie combustible équivalente de l'électricité, E
fe,él
Intrant
énergétique total, Chaleur sensible du combustible, E
s,combustible
E
intrant
Chaleur sensible de l’air de combustion, E
s,air
Autre intrant
énergétique, Chaleur sensible du fluide d’atomisation, E
s,atomis
E
autres
Chaleur de réaction, E
réact
Chaleur sensible de l’air d’infiltration, E
s,infilt
Énergie efficace, E
efficace
Perte due aux dispositifs, E
l,dispositif
Chaleur sensible de la substance oxydée, E
s,oxyd
Chaleur sensible du gaz d’échappement, E
échappement
Perte de chaleur accumulée par le four discontinu à chambre, E
l,accumulée
Énergie
Perte due aux parois, E
thermique,
l,paroi
E
extrant,therm
Perte de chaleur due au gaz dégagé par l’ouverture du four, E
l,dégagé
Perte de chaleur par rayonnement par l’ouverture du four, E
l,ouverture
Extrant
Perte de chaleur par des parties installées à travers la paroi du four, E
l,parties
énergétique total,
E
Perte due à l’eau de refroidissement, E
extrant
l,cw
Autres pertes, E
l,autres
Énergie consommée dans les auxiliaires électriques installés, E
aux,installés
Équipements
par exemple soufflantes
auxiliaires
électriques,
Énergie utilisée pour le transfert de fluide, E

aux,fluide
E
aux
par exemple eau de refroidissement
Oxygène, E
Production
u,oxy
d’utilités,
Vapeur, E
E u,vapeur
utilités
Perte due à la production d’énergie électrique, E
l,eg
7.2.1 Intrant énergétique total
Voir 3.1.1.
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ISO/FDIS 13579-3:2012(F)
7.2.2 Énergie combustible équivalente
Voir 3.1.2.
L'efficacité de la production d'électricité régionale doit être appliquée à la conversion de l'énergie combustible
équivalente de l'énergie électrique, E .
fe,él
7.2.3 Autre intrant énergétique
Voir 3.1.3.
7.2.4 Extrant énergétique total
Voir 3.1.4.
7.2.5 Extrant énergétique thermique
Voir 3.1.5.
7.2.6 Énergie consommée dans les équipements auxiliaires électriques
Voir 3.1.6.
Si une partie de l'énergie consommée dans les équipements auxiliaires électriques, E est utilisée
,
aux,installés
sous forme d'énergie thermique dans le processus thermique, l'énergie thermique doit être soustraite de
l'énergie totale consommée dans les équipements auxiliaires électriques installés.
L’énergie utilisée pour le transfert de fluide, E doit être appliquée lorsque l'énergie consommée dans
,
aux,fluide
les équipements auxiliaires électriques pour le transfert de fluide, par exemple une pompe, ne peut pas être
déterminée à partir de la mesure de l'énergie électrique fournie aux équipements (par exemple eau de
refroidissement fournie par les installations de l'usine).
7.2.7 Énergie utilisée pour la production d'utilités
Voir 3.1.7.
L'énergie utilisée pour la production d'utilités, E , autres que l'oxygène, la vapeur et le gaz d'atmosphère
utilités
pour le traitement thermique, peut être exclue.
7.2.8 Perte due à la production d'énergie électrique
Voir 3.1.8.
7.3 Bilan énergétique thermique
7.3.1 Généralités
Une fiche de bilan énergétique thermique peut être créée comme une sous-catégorie du bilan énergétique
total. Le bilan énergétique thermique doit faire partie du bilan énergétique total.
Il convient que la zone de bilan énergétique thermique soit fondamentalement équivalente aux chambres des
fours de fusion étudiés (voir Figure 1).
La systématisation de l’énergie thermique est décrite dans le Tableau 2.
ISO/FDIS 13579-3:2012(F)
Tableau 2 — Type d’énergie utilisé dans la présente partie de l’ISO 13579 — Bilan énergétique
thermique
Type d’énergie
Intrant/extrant
énergétique Catégorie intermédiaire/Éléments détaillés
thermique
Pouvoir calorifique du combustible, E

h,combustible
Apport d'énergie thermique à partir d’une source de chauffage électrique

Chaleur sensible du combustible, E
s,combustible
Intrant
Chaleur sensible de l'air de combustion, E
énergétique s,air
Autre intrant
thermique
Chaleur sensible du fluide d'atomisation, E
énergétique,
s,atomis
E
autres
Chaleur de réaction E
réact
Chaleur sensible de l'air d'infiltration E
s,infilt
Énergie efficace, E
efficace
Perte due aux dispositifs, E
l,dispositifs
Chaleur sensible de la substance oxydée, E
s,oxyd
Chaleur sensible du gaz d'échappement, E
échappement
Extrant Perte de chaleur accumulée par le four discontinu à chambre, E

l,accumulée
énergétique
Perte due aux parois, E
l,paroi
thermique,
Perte de chaleur due au gaz dégagé par l'ouverture du four, E

l,dégagé
E
extrant,therm
Perte de chaleur par rayonnement par l'ouverture du four, E
l,ouverture
Perte de chaleur par des parties à travers la paroi du four, E
l,parties
Perte due à l'eau de refroidissement, E
l,cw
Autres pertes, E
l,autres
L’utilisation d’une fiche de bilan énergétique thermique est facultative.

7.3.2 Apport d'énergie thermique à partir d’une source de chauffage électrique
Voir 3.1.9.1.
L’apport d’énergie thermique à partir d’une source de chauffage électrique ne doit pas être l’énergie thermique
équivalente de l’électricité. L’efficacité du transfert thermique doit être prise en compte, si nécessaire.
7.3.3 Chaleur de circulation
Voir 3.1.9.2.
Lorsque la présence de chaleur de circulation est déterminée, celle-ci doit être consignée ailleurs que dans la
fiche de bilan énergétique thermique.
7.4 Bilan énergétique de la production d'énergie électrique
7.4.1 Généralités
Le bilan énergétique de la production d’énergie électrique peut être utilisé comme une sous-catégorie du bilan
énergétique total. Ce bilan énergétique électrique doit faire partie du bilan énergétique total.
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ISO/FDIS 13579-3:2012(F)
NOTE Cette catégorie est utile lorsque l’énergie thermique équivalente de l’électricité, E , est calculée.
fe,él
La systématisation de l’énergie relative à la production d’énergie électrique est décrite dans le Tableau 3.
Tableau 3 — Type d’énergie utilisé dans la présente partie de l’ISO 13579 —
Bilan énergétique de la production électrique
Type d’énergie
Intrant/extrant
Catégorie intermédiaire/Éléments détaillés
énergétique
Intrant énergétique thermique à partir de l'énergie électrique, E

Intrant fe,él
Extrant énergétique thermique à partir d’une source de chauffage
électrique
Énergie consommée dans les équipements
auxiliaires électriques installés, E
Équipements aux,installés
auxiliaires par exemple soufflantes
Énergie
électriques,
électrique
E Énergie utilisée pour le transfert de fluide, E
aux aux,fluide
consommée
Extrant par exemple eau de refroidissement
E
e,totale
Énergie électrique
Oxygène, E
u,oxy
utilisée pour la
production
Gaz d’atmosphère, énergie de production, E
u,atm,prod
d’utilités,
E
e,utilité
Perte due à la production d’énergie électrique, E
,eg
L’utilisation d’une fiche de bilan énergétique de la production électrique est facultative.

7.5 Énergie recyclée
Voir 3.1.11.
La valeur de ce type d’énergie peut être déduite à partir de l’intrant énergétique total dans le calcul de
l’efficacité énergétique totale spécifié en 9.4.1.
8 Méthode de mesure
8.1 Généralités
La méthode de mesure est spécifiée dans l'ISO 13579-1:—, 8.1.
8.2 Combustible
8.2.1 Volume
Le volume est spécifié dans l'ISO 13579-1:—, 8.2.1.
ISO/FDIS 13579-3:2012(F)
8.2.2 Échantillonnage, essai, analyse et mesure du pouvoir calorifique
L’échantillonnage, l’essai, l’analyse et la mesure du pouvoir calorifique sont spécifiés dans l'ISO 13579-1:—,
8.2.2.
8.2.3 Pression et température
La pression et la température sont spécifiées dans l'ISO 13579-1:—, 8.2.3.
8.3 Fluide d'atomisation
8.3.1 Volume
Le volume est spécifié dans l'ISO 13579-1:—, 8.3.1.
8.3.2 Pression et température
La pression et la température sont spécifiées dans l'ISO 13579-1:—, 8.3.2.
8.4 Air de combustion et gaz d'échappement
8.4.1 Air de combustion
8.4.1.1 Volume d'air de combustion
Le volume d’air de combustion est spécifié dans l'ISO 13579-1:—, 8.4.1.1.
8.4.1.2 Pression et température d'air de combustion
La pression et la température d’air de combustion sont spécifiées dans l'ISO 13579-1:—, 8.4.1.2.
8.4.2 Gaz d'échappement
8.4.2.1 Température
La température est spécifiée dans l'ISO 13579-1:—, 8.4.2.1.
8.4.2.2 Méthode d'analyse des gaz d'échappement
La méthode d’analyse des gaz d’échappement est spécifiée dans l'ISO 13579-1:—, 8.4.2.2.
8.4.3 Méthode de mesure pour les brûleurs intégrant des fonctions de récupération
8.4.3.1 Brûleurs régénératifs
8.4.3.1.1 Positions de mesure
Les positions de mesure sont spécifiées dans l'ISO 13579-1:—, 8.4.3.1.1.
8.4.3.1.2 Mesure de la température du gaz d'échappement
La mesure de la température du gaz d'échappement est spécifiée dans l'ISO 13579-1:—, 8.4.3.1.2.
14 © ISO 2012 – Tous droits réservés

ISO/FDIS 13579-3:2012(F)
8.4.3.2 Brûleurs à tubes radiants à récupération
Les brûleurs à tubes radiants à récupération sont spécifiés dans l'ISO 13579-1:—, 8.4.3.2.
8.5 Produits
8.5.1 Généralités
Les produits en aluminium et les produits dérivés associés sont généralement décrits comme indiqué dans le
Tableau 4.
Tableau 4 — Aluminium et produits associés relatifs aux fours de fusion pour aluminium
Matériau Description
Intrant Charge (copeaux d'aluminium) Aluminium chargé dans le four pour le processus thermique
Aluminium résiduel dans le four Aluminium résiduel restant dans le four et provenant de la charge
précédente
Extrant Aluminium fondu Quantité effective d'aluminium provenant du four
Calamine, écume Aluminium oxydé produit lors du processus thermique
Aluminium résiduel dans le four Aluminium résiduel restant dans le four après la charge mesurée

8.5.2 Masse
8.5.2.1 Charge (copeaux d'aluminium)
La masse de la charge d'aluminium doit être déterminée à l'aide de l'équipement de pesage.
La mesure de la masse doit être effectuée pour une charge (un lot).
8.5.2.2 Aluminium fondu
La masse de l'aluminium fondu doit être déterminée à l'aide de l'équipement de pesage.
La mesure de la masse doit être effectuée pour une charge (un lot).
8.5.2.3 Calamine et écume
La perte de masse due à la formation de calamine ou d’écume doit être déterminée à partir de la mesure de
sa masse pour un lot (une charge).
NOTE L'écume est constituée d'impuretés séparées de l'aluminium par fusion.
Si la mesure lot par lot s'avère difficile, il est également possible d'utiliser d’autres méthodes pratiques [(par
exemple utilisation de valeurs moyennes déterminées à partir de la perte de masse cumulée pendant une
certaine période (quotidienne, hebdomadaire, etc.)].
8.5.3 Température
8.5.3.1 Charge (copeaux d'aluminium)
Supposer que la température moyenne de l'aluminium au moment du chargement est égale à la température
ambiante.
ISO/FDIS 13579-3:2012(F)
Dans le cas de produits en aluminium dont la température peut dépasser la température ambiante, il est
permis d'estimer la température moyenne à partir de la température de surface.
8.5.3.2 Aluminium fondu
Mesurer la température interne de l'aluminium fondu dans le four à la fin du cycle de fusion.
Pour la mesure, on utilise généralement des thermocouples de type K fixés à l'intérieur du tube de protection
dont l'extrémité est immergée dans l'aluminium fondu.
L'aluminium fondu doit être correctement agité afin de permettre une mesure exacte de la température.
8.5.4 Calamine et écume
Affecter les valeurs de température de l'aluminium fondu à la valeur de température de la calamine (écume).
8.5.5 Aluminium résiduel dans le four
Il convient que le four soit vide au début de la mesure; sinon, l'aluminium résiduel est considéré comme
négligeable dans la plupart des cas. Si la quantité d'aluminium résiduel présente dans le four n'est pas
négligeable, sa masse et sa température doivent être déterminées.
8.6 Température de surface du four
8.6.1 Paroi du four
Le mesurage de la température de la paroi du four est spécifié dans l'ISO 13579-1:—, 8.7.1.
8.6.2 Section transversale des parties du four installées à travers la paroi du four
La section transversale des parties du four installées à travers la paroi du four est spécifiée dans
l'ISO 13579 --1:—, 8.7.2.
8.7 Température de la paroi intérieure du four
La température de la paroi intérieure du four est spécifiée dans l'ISO 13579-1:—, 8.8.
8.8 Pression intérieure du four
La pression intérieure du four est spécifiée dans l'ISO 13579-1:—, 8.9.
8.9 Eau de refroidissement
8.9.1 Température
La température est spécifiée dans l'ISO 13579-1:—, 8.10.1.
8.9.2 Volume
Le volume est spécifié dans l'ISO 13579-1:—, 8.10.2.
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ISO/FDIS 13579-3:2012(F)
8.10 Équipements auxiliaires électriques
8.10.1 Équipements auxiliaires électriques installés
Les équipements auxiliaires électriques installés sont spécifiés dans l'ISO 13579-1:—, 8.11.1.
8.10.2 Énergie po
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 13579-3
Première édition
2013-01-15
Fours industriels et équipements
associés — Méthode de mesure du bilan
énergétique et de calcul de l'efficacité —
Partie 3:
Fours dormants de fusion pour
l'aluminium
Industrial furnaces and associated processing equipment — Method of
measuring energy balance and calculating efficiency —
Part 3: Batch-type aluminium melting furnaces

Numéro de référence
©
ISO 2013
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©  ISO 2013
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Publié en Suisse
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Sommaire Page
Avant-propos . v
Introduction . vi
1  Domaine d'application . 1
2  Références normatives . 1
3  Termes et définitions . 1
4  Symboles . 5
5  Principes fondamentaux . 7
5.1  Généralités . 7
5.2  Diagramme de flux d’énergie . 9
5.3  Outil de surveillance et d'évaluation de la production de chaleur industrielle . 9
6  Conditions fondamentales de mesure et de calcul . 9
6.1  État du four . 9
6.2  Durée de la mesure . 9
6.3  Unité de consommation spécifique d'énergie . 9
6.4  Conditions de référence . 9
6.5  Unité de volume de gaz. 9
6.6  Combustible . 9
7  Type d'énergie utilisé dans la présente partie de l’ISO 13579 . 9
7.1  Généralités . 9
7.2  Bilan énergétique . 10
7.3  Bilan énergétique thermique . 11
7.4  Bilan énergétique de la production d'énergie électrique . 12
7.5  Énergie recyclée . 13
8  Méthode de mesure . 13
8.1  Généralités . 13
8.2  Combustible . 13
8.3  Fluide d'atomisation . 14
8.4  Air de combustion et gaz d'échappement . 14
8.5  Produits . 15
8.6  Température de surface du four . 16
8.7  Température de la paroi intérieure du four . 16
8.8  Pression intérieure du four . 16
8.9  Eau de refroidissement . 16
8.10  Équipements auxiliaires électriques . 17
8.11  Production d'utilités . 17
8.12  Énergie recyclée . 17
9  Calcul . 17
9.1  Dispositions générales . 17
9.2  Intrant énergétique total . 17
9.3  Extrant énergétique total . 18
9.4  Efficacité énergétique totale . 21
10  Rapport d’évaluation de bilan énergétique. 21
Annexe A (informative) Données de référence . 22
Annexe B (informative) Rapport de mesure de bilan énergétique et de calcul d'efficacité d'un four
dormant de fusion pour l'aluminium — Exemple . 24
Annexe C (informative) Estimation de l'incertitude de l'efficacité énergétique totale .33
Bibliographie .36

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Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée
aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du
comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO 13579-3 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 244, Fours industriels et équipements associés.
L'ISO 13579 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Fours industriels et
équipements associés — Méthode de mesure du bilan énergétique et de calcul de l'efficacité:
 Partie 1: Méthode générale
 Partie 2: Fours de réchauffage pour acier
 Partie 3: Fours dormants de fusion pour l’aluminium
 Partie 4: Fours à atmosphère contrôlée ou active
Introduction
Tous les calculs dans la présente partie de l’ISO 13579 sont fondés sur l'emplacement de l'équipement dans
les conditions de référence.
NOTE Pour les équipements destinés à être installés au-dessus ou au-dessous du niveau de la mer, il est prévu de
calculer l’impact de l’altitude pour l’emplacement concerné.

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NORME INTERNATIONALE ISO 13579-3:2013(F)

Fours industriels et équipements associés — Méthode de
mesure du bilan énergétique et de calcul de l'efficacité —
Partie 3:
Fours dormants de fusion pour l'aluminium
1 Domaine d'application
La présente partie de l’ISO 13579 spécifie une méthode générale de mesure du bilan énergétique et de calcul
de l'efficacité du processus impliquant les fours dormants de fusion pour l'aluminium, conçus par les
fabricants de fours. La présente méthode générale comprend:
 les méthodes de mesure;
 les calculs (calcul général);
 le rapport d’évaluation du bilan énergétique et d’efficacité énergétique.
La présente partie de l'ISO 13579 ne s'applique pas aux efficacités liées au processus proprement dit en
dehors des fours dormants de fusion pour l'aluminium.
2 Références normatives
Les documents suivants, en tout ou partie, sont référencés de manière normative dans le présent document
et sont indispensables pour son application. Pour les références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour
les références non datées, la dernière édition du document de référence s'applique (y compris les éventuels
amendements).
ISO 13574, Fours industriels et équipements associés — Vocabulaire
ISO 13579-1:2013, Fours industriels et équipements associés — Méthode de mesure du bilan énergétique et
de calcul de l'efficacité — Partie 1: Méthode générale
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l'ISO 13574 ainsi que les
suivants s'appliquent.
3.1 Termes relatifs au type d’énergie utilisée dans la présente partie de l’ISO 13579
3.1.1 Intrant énergétique total
3.1.1.1
intrant énergétique total
E
intrant
intrant énergétique total mesuré introduit dans la zone concernée par la mesure du bilan énergétique et qui
est composé de l’énergie thermique équivalente et d’un autre intrant énergétique
3.1.2 Énergie combustible équivalente
3.1.2.1
énergie combustible équivalente
E
fe
cumul de l’énergie d’entrée composé du pouvoir calorifique du combustible, du pouvoir calorifique des
déchets, du pouvoir calorifique du gaz source du gaz d’atmosphère et de l’énergie combustible équivalente de
l’électricité
3.1.2.2
pouvoir calorifique du combustible
E
h,combustible
chaleur de combustion du combustible qui est consommé et utilisé pour chauffer des produits dans la zone de
bilan énergétique
3.1.2.3
pouvoir calorifique des déchets
E
h,déchets
pouvoir calorifique des déchets introduits avec les produits dans la zone de bilan énergétique
EXEMPLE Résidus d’huile sur des copeaux d’aluminium.
3.1.2.4
énergie combustible équivalente de l’électricité
E
fe,él
cumul de l’énergie combustible équivalente de l'électricité convertie à partir de chaque consommation
d’énergie électrique dans la zone de bilan énergétique
3.1.3 Autre intrant énergétique
3.1.3.1
autre intrant énergétique
E
autres
énergie comprenant la chaleur sensible du combustible, la chaleur sensible de l’air de combustion ou d’un
autre oxydant, la chaleur sensible du fluide d’atomisation pour le combustible liquide, la chaleur de réaction et
la chaleur sensible de l’air d’infiltration
3.1.3.2
chaleur de réaction
E
réact
chaleur produite par la réaction d’oxydation de produits dans la zone de mesure du bilan énergétique
EXEMPLE Formation de calamine de produits en acier pendant la réaction d'oxydation.
3.1.3.3
chaleur sensible de l’air d’infiltration
E
s,infilt
chaleur sensible de l’air qui s’infiltre dans le four par l'intermédiaire de l'orifice d'entrée/de sortie ou des
interstices dans les systèmes de fonctionnement du four
NOTE 1 à l'article   Ce terme peut être remplacé par «chaleur sensible de l'air faux».
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3.1.4 Extrant énergétique total
3.1.4.1
extrant énergétique total
E
extrant
extrant énergétique mesuré total émis par ou consommé dans la zone de bilan énergétique, qui est composé
de l’extrant énergétique thermique, de l’énergie consommée dans les équipements auxiliaires électriques, de
l’énergie utilisée pour la production d’utilité et de la perte due à la production d’énergie électrique
3.1.5 Extrant énergétique thermique
3.1.5.1
extrant énergétique thermique
E
extrant,therm
cumul de l’énergie thermique émise à partir de la zone de bilan énergétique
NOTE 1 à l'article    L'extrant énergétique thermique est composé de l’énergie définie en 3.1.5.2 à 3.1.5.11.
3.1.5.2
énergie efficace
E
efficace
enthalpie emmagasinée dans les produits dans la zone de mesure du bilan énergétique
3.1.5.3
chaleur sensible de la substance oxydée
E
l,oxyd
chaleur sensible des substances ayant réagi avec l'oxygène, formées lors du processus thermique issu de la
zone de mesure du bilan énergétique
3.1.5.4
chaleur sensible du gaz d’échappement
E
échappement
chaleur sensible du gaz d’échappement émis à partir de la zone de mesure du bilan énergétique
3.1.5.5
perte de chaleur accumulée par un four intermittent
E
l,accumulée
chaleur sensible emmagasinée par les réfractaires du four au cours d’un cycle de fonctionnement du four
intermittent
3.1.5.6
perte due aux parois
E
l,paroi
énergie thermique émise par la surface des fours industriels par rayonnement et convection
3.1.5.7
perte de chaleur due au gaz dégagé par l’ouverture du four
E
l,dégagé
chaleur sensible du dégagement de gaz émis par l’ouverture du four
3.1.5.8
perte de chaleur par rayonnement par l'ouverture du four
E
l,ouverture
énergie thermique par rayonnement émise par l’ouverture du four
3.1.5.9
perte de chaleur émise par des parties installées à travers la paroi du four
E
l,parties
énergie thermique émise par des parties installées à travers la paroi du four
EXEMPLE Comme dans le cas d'une sole à rouleaux.
3.1.5.10
perte due à l’eau de refroidissement
E
l,cw
énergie thermique transférée par l’eau de refroidissement hors de la zone de mesure du bilan énergétique
3.1.5.11
autres pertes
E
l,autres
pertes d'énergie thermique non mesurées de la zone de bilan thermique
3.1.6 Énergie consommée dans les équipements auxiliaires électriques
3.1.6.1
énergie consommée dans les équipements auxiliaires électriques
E
aux
énergie utilisée dans les équipements auxiliaires électriques, qui est composée de l’énergie consommée dans
les équipements auxiliaires électriques installés et de l’énergie utilisée pour le transfert de fluide
3.1.6.2
énergie consommée dans les équipements auxiliaires électriques installés
E
aux,installés
énergie totale cumulée utilisée dans les équipements auxiliaires électriques installés (par exemple,
ventilateurs, pompes) implantés dans la zone de bilan énergétique
3.1.6.3
énergie utilisée pour le transfert de fluide
E
aux,fluide
énergie cumulée pour le transfert de fluide, calculée à partir de la propriété du fluide
EXEMPLE Pour l'eau de refroidissement, le combustible, etc.
3.1.7 Énergie utilisée pour la production d’utilités
3.1.7.1
utilité
service autre que la fourniture de combustible et d’électricité dans la zone de bilan énergétique
EXEMPLE Oxygène, vapeur et gaz d'atmosphère tels que spécifiés dans l’ISO 13579-1:2013, 3.1.7.1.
3.1.7.2
énergie utilisée pour la production d’utilités
E
utilité
énergie cumulée pour la production des utilités utilisées dans la zone du bilan énergétique
3.1.8 Perte due à la production d’énergie électrique
3.1.8.1
perte due à la production d’énergie électrique
E
l,eg
perte d'énergie inhérente à la production d'énergie électrique qui est calculée à partir de l'énergie combustible
équivalente et de l'énergie électrique consommée totale
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3.1.9 Bilan énergétique thermique
3.1.9.1
apport d’énergie thermique à partir d’une source de chauffage électrique
énergie thermique entrant dans le processus à partir d’une source de chauffage électrique, telle qu’un
équipement de chauffage électrique, émise dans la zone de bilan énergétique
3.1.9.2
chaleur de circulation
chaleur circulant dans un équipement ou un système installé dans la zone de bilan énergétique
3.1.10 Bilan énergétique de la production électrique
3.1.10.1
énergie électrique consommée totale
E
e,totale
cumul de l’énergie électrique consommée dans la zone de bilan énergétique, égale à la somme de l’apport
d’énergie thermique à partir d’une source de chauffage électrique, de l’énergie consommée dans les
équipements auxiliaires électriques et de l'énergie électrique utilisée pour la production d'utilités
3.1.10.2
énergie utilisée pour la production d’utilités
E
e,utilités
cumul de l’énergie électrique consommée pour la production d’utilités (par exemple production d’oxygène)
utilisée dans la zone de bilan énergétique
3.1.11 Énergie recyclée
3.1.11.1
énergie recyclée
E
ré
énergie récupérée à partir de l’énergie thermique perdue par la zone de bilan énergétique
EXEMPLE Énergie réutilisée dans une chaudière de récupération.
4 Symboles
Pour les besoins du présent document, les symboles suivants s’appliquent.
NOTE Les tonnes utilisées sont des tonnes métriques.
Symbole Signification Unité
c chaleur massique moyenne des produits entre T et 273,15 K kJ/(kg·K)
p1
pm,p1
c chaleur massique moyenne des produits entre T et 273,15 K kJ/(kg·K)
p2
pm,p2
c chaleur massique moyenne des produits entre T et 273,15 K kJ/(kg·K)
s
pm,ps
c chaleur massique moyenne de la calamine kJ/(kg·K)
pm,oxyd
E énergie consommée dans les équipements auxiliaires électriques par tonne de kJ/t
aux
produits
E cumul de l’énergie utilisée pour le transfert de fluide par tonne de produits kJ/t
aux,fluide
E cumul de l’énergie utilisée dans les équipements auxiliaires électriques installés kJ/t

aux,installés
par tonne de produits
E énergie efficace par tonne de produits kJ/t
efficace
E chaleur sensible du gaz d’échappement par tonne de produits kJ/t
échappement
Symbole Signification Unité
e chaleur par formation de calamine par kilogramme de calamine kJ/kg
Al
E chaleur latente de fusion par kilogramme d’aluminium kJ/kg
latente
E énergie combustible équivalente par tonne de produits kJ/t
fe
E énergie combustible équivalente de l’électricité par tonne de produits kJ/t
fe-él
E pouvoir calorifique du combustible par tonne de produits kJ/t
h,combustible
E pouvoir calorifique des déchets par tonne de produits kJ/t
h,déchets
E intrant énergétique total par tonne de produits kJ/t
intrant
E perte de chaleur due au gaz dégagé par l’ouverture du four par tonne de kJ/t
l,dégagé
produits
E perte due à l’eau de refroidissement par tonne de produits kJ/t
l,cw
E perte d’énergie lors de la production d’énergie électrique kJ/t
l,eg
E perte de chaleur par rayonnement par l’ouverture du four par tonne de produits kJ/t
l,ouverture
E autres pertes par tonne de produits kJ/t
l,autres
E perte de chaleur émise par les parties à travers la paroi du four par tonne de kJ/t
l,parties
produits
E perte de chaleur accumulée par le four discontinu à chambre par tonne de kJ/t
l,accumulée
produits
e perte de chaleur accumulée par le four discontinu à chambre par mètre carré de kJ/m
l,accumulée
paroi du four
E perte due aux parois par tonne de produits kJ/t
l,paroi
E autre intrant énergétique par tonne de produits kJ/t
autres
E chaleur sensible (ou enthalpie) des produits au moment où les produits sont kJ/t
p1
chargés dans la zone de bilan énergétique par tonne de produits
E chaleur sensible (ou enthalpie) des produits au moment où les produits sont kJ/t
p2
extraits dans la zone de bilan énergétique par tonne de produits
E chaleur de réaction par tonne de produits kJ/t
réact
E énergie récupérée à partir de l’énergie thermique perdue par tonne de produits kJ/t
ré
E chaleur sensible de l’air de combustion ou autre oxydant par tonne de produits kJ/t
s,air
E chaleur sensible du fluide d’atomisation par tonne de produits kJ/t
s,atomis
E chaleur sensible du combustible par tonne de produits kJ/t
s,combustible
E chaleur sensible de l’air d’infiltration par tonne de produits kJ/t
s,infilt
E chaleur sensible de la substance oxydée par tonne de produits kJ/t
s,oxyd
E énergie thermique (produite) par tonne de produits kJ/t
extrant,therm
E énergie utilisée pour la production d’utilités par tonne de produits kJ/t
utilité
E énergie consommée pour la production d’oxygène par tonne de produits kJ/t
u,oxy
E énergie consommée pour la production de vapeur par tonne de produits kJ/t
u,vapeur
perte de masse par tonne de produits
M kg/t
perte
M masse de substance oxydée par tonne de produits kg/t
oxyd
M masse des produits kg ou t
p
T température moyenne des produits au moment du chargement dans la zone de K
p1
bilan énergétique
T température moyenne des produits au moment de l’extraction dans la zone de K
p2
bilan énergétique
T température de fusion de l’aluminium K
s
 efficacité énergétique totale —
 efficacité de la production électrique régionale —
e
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Symbole Signification Unité
 ºC
erreur absolue liée au thermocouple
 ºC
erreur absolue liée au fil conducteur compensateur
 ºC
erreur absolue liée au dispositif de sortie du thermocouple
5 Principes fondamentaux
5.1 Généralités
La zone de mesure du bilan énergétique doit être déterminée.
En principe, l'énergie consommée par les véhicules externes de chargement des produits, tels que chariots
élévateurs, doit être exclue de la zone du bilan énergétique.
NOTE La Figure 1 illustre un exemple de détermination de la zone de mesure du bilan énergétique d'un four dormant
de fusion pour l'aluminium.
Les aspects suivants doivent être inclus dans la mesure du bilan énergétique:
a) intrant énergétique;
 énergie combustible équivalente, E
;
fe
 autre intrant énergétique, E
;
autres
b) extrant énergétique;
 extrant énergétique thermique, E
;
extrant,therm
 énergie utilisée dans les équipements auxiliaires électriques, E
;
aux
 énergie utilisée pour la production d’utilités, E ;
utilités
 perte due à la production d’énergie électrique, E .
l,eg
Déterminer l'intrant énergétique et l'extrant énergétique entrant et sortant de la zone de bilan énergétique sur
la base des données de mesure.
L'intrant énergétique total entrant dans la zone doit compenser l'extrant énergétique total sortant de la zone.
Le résultat de la mesure du bilan énergétique doit être exprimé de manière succincte en termes d'intrant
énergétique et d'extrant énergétique dans une fiche de bilan énergétique contenant les informations
nécessaires, telles que le récapitulatif des équipements, les conditions de mesure et les données de mesure.
Il est possible de créer des sous-catégories pour exprimer le bilan énergétique thermique et la production
d'énergie électrique (voir 7.3 et 7.4).
Légende
a
1 zone de bilan énergétique
Chaleur sensible du combustible.
b
2 production d’énergie électrique
Chaleur sensible de l’air de combustion.
c
3 équipements auxiliaires électriques installés
Énergie combustible équivalente de l'électricité.
d
4 équipements pour le transfert de fluides
Chaleur sensible du gaz d'échappement (conduit auxiliaire).
e
5 soufflante de combustion
Énergie efficace.
f
6 IDF
Chaleur sensible de substance oxydée.
g
7 soufflante pour brûleur pilote
Perte de chaleur accumulée par le four discontinu à chambre.
8 pompe à eau de refroidissement h
Perte due aux parois.
I
9 équipements de transfert de combustible
Autres pertes.
10 brûleur régénératif j
Chaleur sensible du gaz d’échappement (brûleurs régénératifs).
k
11 vanne de permutation
Perte due à l'eau de refroidissement.
l
Énergie consommée dans les équipements auxiliaires
électriques.
m
Perte d'énergie lors de la production d'énergie électrique.
Figure 1 — Exemple de détermination de la zone de mesure du bilan
énergétique des fours dormants de fusion pour l’aluminium
8 © ISO 2013 – Tous droits réservés

5.2 Diagramme de flux d’énergie
Le diagramme de flux d’énergie ou diagramme de Sankey est tel que spécifié dans l’ISO 13579-1:2013, 5.2.
5.3 Outil de surveillance et d'évaluation de la production de chaleur industrielle
L’outil de surveillance et d'évaluation de la production de chaleur industrielle (Process Heating Assessment
and Survey Tool = PHAST) est tel que spécifié dans l’ISO 13579-1:2013, 5.3.
6 Conditions fondamentales de mesure et de calcul
6.1 État du four
Les fours étudiés doit être en situation de fonctionnement normal et, le cycle de température et le débit
doivent être tels que définis dans le calcul de conception.
Les conditions normales de fonctionnement sont généralement basées sur les conditions nominales stipulées
dans les spécifications. Cependant, si aucune condition n'est spécifiée, le fournisseur peut en définir, par
exemple, deux-tiers du débit de calcul.
La vitesse de fusion a une incidence sur l'efficacité; cependant, dans la présente partie de l'ISO 13579, il est
2 2
généralement supposé que la vitesse de fusion est de l'ordre de 300 kg/m h à 500 kg/m h, vu que la
température du four se situe habituellement autour de 1 200 ºC. Tant que la vitesse de fusion se situe dans
cette plage, elle n'a pas d'effet notable sur l'efficacité énergétique. Lorsque la vitesse de fusion se situe bien
en dehors de cette plage, il convient d'en tenir compte et de le mentionner.
6.2 Durée de la mesure
La durée de mesure est spécifiée dans l’ISO 13579-1:2013, 6.2.
6.3 Unité de consommation spécifique d'énergie
L’unité de consommation spécifique d’énergie est spécifiée dans l’ISO 13579-1:2013, 6.3.
6.4 Conditions de référence
Les conditions de référence sont spécifiées dans l’ISO 13579-1:2013, 6.4.
6.5 Unité de volume de gaz
L’unité de volume de gaz est spécifiée dans l’ISO 13579-1:2013, 6.5
6.6 Combustible
Le combustible est spécifié dans l’ISO 13579-1:2013, 6.6.
7 Type d'énergie utilisé dans la présente partie de l’ISO 13579
7.1 Généralités
L'énergie évaluée dans la présente partie de l’ISO 13579 ainsi que ses symboles sont définis à l’Article 3.
Sauf spécification contraire, toute énergie doit être exprimée en kilojoules par tonne de produits (kJ/t).
7.2 Bilan énergétique
La systématisation de l’énergie évaluée dans la présente partie de l’ISO 13579 est décrite dans le Tableau 1.
Tableau 1 —Systématisation du type d’énergie évalué dans la présente partie de l’ISO 13579 —
Bilan énergétique global
Type d’énergie
Intrant/extrant
Catégorie
énergétique Éléments détaillés
intermédiaire
total
Pouvoir calorifique du combustible, E
h,combustible
Énergie
Pouvoir calorifique des déchets, E
h,déchets
combustible
équivalente,
Pouvoir calorifique du gaz source du gaz d’atmosphère, E
fe,atm,cal
E
fe
Énergie combustible équivalente de l'électricité, E
fe,él
Intrant
énergétique total, Chaleur sensible du combustible, E
s,combustible
E
intrant
Chaleur sensible de l’air de combustion, E
s,air
Autre intrant
énergétique, Chaleur sensible du fluide d’atomisation, E
s,atomis
E
autres
Chaleur de réaction, E
réact
Chaleur sensible de l’air d’infiltration, E
s,infilt
Énergie efficace, E
efficace
Perte due aux dispositifs, E
l,dispositif
Chaleur sensible de la substance oxydée, E
s,oxyd
Chaleur sensible du gaz d’échappement, E
échappement
Perte de chaleur accumulée par le four discontinu à chambre, E
l,accumulée
Énergie
Perte due aux parois, E
thermique,
l,paroi
E
extrant,therm
Perte de chaleur due au gaz dégagé par l’ouverture du four, E
l,dégagé
Perte de chaleur par rayonnement par l’ouverture du four, E
l,ouverture
Extrant
Perte de chaleur par des parties installées à travers la paroi du four, E
l,parties
énergétique total,
E
Perte due à l’eau de refroidissement, E
extrant
l,cw
Autres pertes, E
l,autres
Énergie consommée dans les auxiliaires électriques installés, E
aux,installés
Équipements
par exemple soufflantes
auxiliaires
électriques,
Énergie utilisée pour le transfert de fluide, E

aux,fluide
E
aux
par exemple eau de refroidissement
Oxygène, E
Production
u,oxy
d’utilités,
Vapeur, E
E u,vapeur
utilités
Perte due à la production d’énergie électrique, E
l,eg
7.2.1 Intrant énergétique total
Voir 3.1.1.
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7.2.2 Énergie combustible équivalente
Voir 3.1.2.
L'efficacité de la production d'électricité régionale doit être appliquée à la conversion de l'énergie combustible
équivalente de l'énergie électrique, E .
fe,él
7.2.3 Autre intrant énergétique
Voir 3.1.3.
7.2.4 Extrant énergétique total
Voir 3.1.4.
7.2.5 Extrant énergétique thermique
Voir 3.1.5.
7.2.6 Énergie consommée dans les équipements auxiliaires électriques
Voir 3.1.6.
Si une partie de l'énergie consommée dans les équipements auxiliaires électriques, E est utilisée
,
aux,installés
sous forme d'énergie thermique dans le processus thermique, l'énergie thermique doit être soustraite de
l'énergie totale consommée dans les équipements auxiliaires électriques installés.
L’énergie utilisée pour le transfert de fluide, E doit être appliquée lorsque l'énergie consommée dans
,
aux,fluide
les équipements auxiliaires électriques pour le transfert de fluide, par exemple une pompe, ne peut pas être
déterminée à partir de la mesure de l'énergie électrique fournie aux équipements (par exemple eau de
refroidissement fournie par les installations de l'usine).
7.2.7 Énergie utilisée pour la production d'utilités
Voir 3.1.7.
L'énergie utilisée pour la production d'utilités, E , autres que l'oxygène, la vapeur et le gaz d'atmosphère
utilités
pour le traitement thermique, peut être exclue.
7.2.8 Perte due à la production d'énergie électrique
Voir 3.1.8.
7.3 Bilan énergétique thermique
7.3.1 Généralités
Une fiche de bilan énergétique thermique peut être créée comme une sous-catégorie du bilan énergétique
total. Le bilan énergétique thermique doit faire partie du bilan énergétique total.
Il convient que la zone de bilan énergétique thermique soit fondamentalement équivalente aux chambres des
fours de fusion étudiés (voir Figure 1).
La systématisation de l’énergie thermique est décrite dans le Tableau 2.
Tableau 2 — Type d’énergie utilisé dans la présente partie de l’ISO 13579 — Bilan énergétique
thermique
Type d’énergie
Intrant/extrant
énergétique Catégorie intermédiaire/Éléments détaillés
thermique
Pouvoir calorifique du combustible, E

h,combustible
Apport d'énergie thermique à partir d’une source de chauffage électrique

Chaleur sensible du combustible, E
s,combustible
Intrant
Chaleur sensible de l'air de combustion, E
énergétique s,air
Autre intrant
thermique
Chaleur sensible du fluide d'atomisation, E
énergétique,
s,atomis
E
autres
Chaleur de réaction E
réact
Chaleur sensible de l'air d'infiltration E
s,infilt
Énergie efficace, E
efficace
Perte due aux dispositifs, E
l,dispositifs
Chaleur sensible de la substance oxydée, E
s,oxyd
Chaleur sensible du gaz d'échappement, E
échappement
Extrant Perte de chaleur accumulée par le four discontinu à chambre, E

l,accumulée
énergétique
Perte due aux parois, E
l,paroi
thermique,
Perte de chaleur due au gaz dégagé par l'ouverture du four, E

l,dégagé
E
extrant,therm
Perte de chaleur par rayonnement par l'ouverture du four, E
l,ouverture
Perte de chaleur par des parties à travers la paroi du four, E
l,parties
Perte due à l'eau de refroidissement, E
l,cw
Autres pertes, E
l,autres
L’utilisation d’une fiche de bilan énergétique thermique est facultative.

7.3.2 Apport d'énergie thermique à partir d’une source de chauffage électrique
Voir 3.1.9.1.
L’apport d’énergie thermique à partir d’une source de chauffage électrique ne doit pas être l’énergie thermique
équivalente de l’électricité. L’efficacité du transfert thermique doit être prise en compte, si nécessaire.
7.3.3 Chaleur de circulation
Voir 3.1.9.2.
Lorsque la présence de chaleur de circulation est déterminée, celle-ci doit être consignée ailleurs que dans la
fiche de bilan énergétique thermique.
7.4 Bilan énergétique de la production d'énergie électrique
7.4.1 Généralités
Le bilan énergétique de la production d’énergie électrique peut être utilisé comme une sous-catégorie du bilan
énergétique total. Ce bilan énergétique électrique doit faire partie du bilan énergétique total.
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NOTE Cette catégorie est utile lorsque l’énergie thermique équivalente de l’électricité, E , est calculée.
fe,él
La systématisation de l’énergie relative à la production d’énergie électrique est décrite dans le Tableau 3.
Tableau 3 — Type d’énergie utilisé dans la présente partie de l’ISO 13579 —
Bilan énergétique de la production électrique
Type d’énergie
Intrant/extrant
Catégorie intermédiaire/Éléments détaillés
énergétique
Intrant énergétique thermique à partir de l'énergie électrique, E

Intrant fe,él
Extrant énergétique thermique à partir d’une source de chauffage
électrique
Énergie consommée dans les équipements
auxiliaires électriques installés, E
Équipements aux,installés
auxiliaires par exemple soufflantes
Énergie
électriques,
électrique
E Énergie utilisée pour le transfert de fluide, E
aux aux,fluide
consommée
Extrant par exemple eau de refroidissement
E
e,totale
Énergie électrique
Oxygène, E
u,oxy
utilisée pour la
production
Gaz d’atmosphère, énergie de production, E
u,atm,prod
d’utilités,
E
e,utilité
Perte due à la production d’énergie électrique, E
,eg
L’utilisation d’une fiche de bilan énergétique de la production électrique est facultative.

7.5 Énergie recyclée
Voir 3.1.11.
La valeur de ce type d’énergie peut être déduite à partir de l’intrant énergétique total dans le calcul de
l’efficacité énergétique totale spécifié en 9.4.1.
8 Méthode de mesure
8.1 Généralités
La méthode de mesure est spécifiée dans l'ISO 13579-1:2013, 8.1.
8.2 Combustible
8.2.1 Volume
Le volume est spécifié dans l'ISO 13579-1:2013, 8.2.1.
8.2.2 Échantillonnage, essai, analyse et mesure du pouvoir calorifique
L’échantillonnage, l’essai, l’analyse et la mesure du pouvoir calorifique sont spécifiés dans
l'ISO 13579-1:2013, 8.2.2.
8.2.3 Pression et température
La pression et la température sont spécifiées dans l'ISO 13579-1:2013, 8.2.3.
8.3 Fluide d'atomisation
8.3.1 Volume
Le volume est spécifié dans l'ISO 13579-1:2013, 8.3.1.
8.3.2 Pression et température
La pression et la température sont spécifiées dans l'ISO 13579-1:2013, 8.3.2.
8.4 Air de combustion et gaz d'échappement
8.4.1 Air de combustion
8.4.1.1 Volume d'air de combustion
Le volume d’air de combustion est spécifié dans l'ISO 13579-1:2013, 8.4.1.1.
8.4.1.2 Pression et température d'air de combustion
La pression et la température d’air de combustion sont spécifiées dans l'ISO 13579-1:2013, 8.4.1.2.
8.4.2 Gaz d'échappement
8.4.2.1 Température
La température est spécifiée dans l'ISO 13579-1:2013, 8.4.2.1.
8.4.2.2 Méthode d'analyse des gaz d'échappement
La méthode d’analyse des gaz d’échappement est spécifiée dans l'ISO 13579-1:2013, 8.4.2.2.
8.4.3 Méthode de mesure pour les brûleurs intégrant des fonctions de récupération
8.4.3.1 Brûleurs régénératifs
8.4.3.1.1 Positions de mesure
Les positions de mesure sont spécifiées dans l'ISO 13579-1:2013, 8.4.3.1.1.
8.4.3.1.2 Mesure de la température du gaz d'échappement
La mesure de la température du gaz d'échappement est spécifiée dans l'ISO 13579-1:2013, 8.4.3.1.2.
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8.4.3.2 Brûleurs à tubes radiants à récupération
Les brûleurs à tubes radiants à récupération sont spécifiés dans l'ISO 13579-1:2013, 8.4.3.2.
8.5 Produits
8.5.1 Généralités
Les produits en aluminium et les produits dérivés associés sont généralement décrits comme indiqué dans le
Tableau 4.
Tableau 4 — Aluminium et produits associés relatifs aux fours de fusion pour aluminium
Matériau Description
Intrant Charge (copeaux d'aluminium) Aluminium chargé dans le four pour le processus thermique
Aluminium résiduel dans le four Aluminium résiduel restant dans le four et provenant de la charge
précédente
Extrant Aluminium fondu Quantité effective d'aluminium provenant du four
Calamine, écume Aluminium oxydé produit lors du processus thermique
Aluminium résiduel dans le four Aluminium résiduel restant dans le four après la charge mesurée

8.5.2 Masse
8.5.2.1 Charge (copeaux d'aluminium)
La masse de la charge d'aluminium doit être déterminée à l'aide de l'équipement de pesage.
La mesure de la masse doit être effectuée pour une charge (un lot).
8.5.2.2 Aluminium fondu
La masse de l'aluminium fondu doit être déterminée à l'aide de l'équipement de pesage.
La mesure de la masse doit être effectuée pour une charge (un lot).
8.5.2.3 Calamine et écume
La perte de masse due à la formation de calamine ou d’écume doit être déterminée à partir de la mesure de
sa masse pour un lot (une charge).
NOTE L'écume est constituée d'impuretés séparées de l'aluminium par fusion.
Si la mesure lot par lot s'avère difficile, il est également possible d'utiliser d’autres méthodes pratiques [(par
exemple utilisation de valeurs moyennes déterminées à partir de la perte de masse cumulée pendant une
certaine période (quotidienne, hebdomadaire, etc.)].
8.5.3 Température
8.5.3.1 Charge (copeaux d'aluminium)
Supposer que la température moyenne de l'aluminium au moment du chargement est égale à la température
ambiante.
Dans le cas de produits en aluminium dont la température peut dépasser la température ambiante, il est
permis d'estimer la température moyenne à partir de la température de surface.
8.5.3.2 Aluminium fondu
Mesurer la température interne de l'aluminium fondu dans le four à la fin du cycle de fusion.
Pour la mesure, on utilise généralement des thermocouples de type K fixés à l'intérieur du tube de protection
dont l'extrémité est immergée dans l'aluminium fondu.
L'aluminium fondu doit être correctement agité afin de permettre une mesure exacte de la température.
8.5.4 Calamine et écume
Affecter les valeurs de température de l'aluminium fondu à la valeur de température de la calamine (écume).
8.5.5 Aluminium résiduel dans le four
Il convient que le four soit vide au début de la mesure; sinon, l'aluminium résiduel est considéré comme
négligeable dans la plupart des cas. Si la quantité d'aluminium résiduel présente dans le four n'est pas
négligeable, sa masse et sa température doivent être déterminées.
8.6 Température de surface du four
8.6.1 Paroi du four
Le mesurage de la température de la paroi du four est spécifié dans l'ISO 13579-1:2013, 8.7.1.
8.6.2 Section transversale des parties du four installées à travers la paroi du four
La section transversale des parties du four installées à travers la paroi du four est spécifiée dans
l'ISO 13579-1:2013, 8.7.2.
8.7 Température de la paroi intérieure du four
La température de la paroi intérieure du four est spécifiée dans l'ISO 13579-1:2013, 8.8.
8.8 Pression intérieure du four
La pression intérieure du four est spécifiée dans l'ISO 13579-1:2013, 8.9.
8.9 Eau de refroidissement
8.9.1 Température
La température est spécifiée dans l'ISO 13579-1:2013, 8.10.1.
8.9.2 Volume
Le volume est spécifié dans l'ISO 13579-1:2013, 8.10.2.
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8.10 Équipements auxiliaires électriques
8.10.1 Équipements auxiliaires électriques installés
Les équipements auxiliaires électriques installés sont spécifiés dans l'ISO 13579-1:2013, 8.11.1.
8.10.2 Énergie pour le transfert de fluide
L’énergie pour le transfert de fluide est spécifiée dans l'ISO 13579-1:2013, 8.11.2.
8.11 Production d'utilités
La production d'utilités est spécifiée dans l'ISO 13579-1:2013, 8.12.
8.12 Énergie recyclée
L’énergie recyclée est spécifiée dans l'ISO 13579-1:2013, 8.13.
9 Calcul
9.1 Dispositions générales
Les dispositions générales pour le calcul sont spécifiées dans l'ISO 13579-1:2013, 9.1.
9.2 Intrant énergétique total
9.2.1 Pouvoir calorifique du combustible
9.2.1.1 Généralités
Le pouvoir calorifique du combustible est spécifié dans l'ISO 13579-1:2013, 9.2.1.1.
9.2.1.2 Combustible gazeux
Le combustible gazeux est spécifié dans l'ISO 13579-1:2013, 9.2.1.2.
9.2.1.3 Combustible liquide
Le combustible liquide est spécifié dans l'ISO 13579-1:2013, 9.2.1.3.
9.2.2 Pouvoir calorifique des déchets
Le pouvoir calorifique des déchets est spécifié dans l'ISO 13579-1:2013, 9.2.2.
9.2.3 Pouvoir calorifique du gaz source du gaz d'atmosphère
Le pouvo
...