fonctionnement d'une tour de refroidissement

Théories, pratiques, dépannage, etc ! Comprendre les diverses notions nécessaires pour réussir dans ce domaine en constante évolution !

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Tour de refroidissement : comment ça marche ?

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Pour dissiper la chaleur provenant du condenseur et permettre ainsi le changement d'état nécessaire au fonctionnement d'une installation frigorifique, il existe différents systèmes de refroidissement, dont les tours de refroidissement.

La tour de refroisissement ouverte 

Dans une tour ouverte l'eau provenant du condenseur est répartie en fines gouttelettes par des buses à travers une surface de ruissellement , un ventilateur souffle  de l'air à contre-courant assurant ainsi le refroidissement par évaporation d'une partie de cette eau.L'eau est ensuite recueillie dans un bac en partie basse puis réinjectée par une pompe à travers le condenseur,un système de remplissage par flotteur remplace l'eau évaporée, des résistances sont incorporées dans le bac commandé par un thermostat antigel.

Le défaut majeur de ce type de tour est l'entretien, calcaire, algue, corrosion et bien sur légionellose (risques à prendre en compte).

1:Rampe +buses 2:Surface de ruissellement, packing 3:Ventilateur 4:Bac 5:Système de remplissage 6:Sortie tour (retour condenseur) 7:Entrée tour (aller condenseur) 8:Filtre 9: Trop plein 10: Vidange (déconcentration)

La tour de refroidissement fermée

Elle fonctionne selon le même principe, mais au lieu d'avoir l'eau du condenseur directement à refroidir, ici on utilise un échangeur intermédiaire pour séparer les deux fluides.L'eau venant du condenseur circule à contre courant par apport à l'eau de la tour.Un bac contient la quantité d'eau nécessaire au refroidissement de l'échangeur celle-ci ruisselle sur les packing par des buses en partie haute de la tour.

Avantage: moins d'eau en circulation coté tour donc traitement facilité, développement microbien réduit.

11: Pompe de circulation 

La tour à condenseur évaporatif:

Identique à la tour fermée, mais à la place d'un échangeur intermédiaire on trouve directement le condenseur dans lequel circule le fluide frigorigène . Le refroidissement est assuré en recyclant et en pulvérisant de l'eau sur le condenseur par ruissellement.

Inconvénient : La quantité de fluide frigorigène contenu dans l'installation.

Aéroréfrigérant, dry-cooler

Un aéroréfrigérant, également connu sous le nom de « dry-cooler », est un dispositif utilisé pour refroidir un liquide (mélange d'eau et de produit antigel) provenant du condenseur. Son fonctionnement repose sur le principe de la convection forcée. En d'autres termes, l'air est propulsé par des ventilateurs à travers un échangeur composé de tubes à l'intérieur desquels circule le liquide à refroidir. Cette méthode permet d'assurer un refroidissement efficace tout en maintenant un équilibre thermique optimal.

La tour refroidissement hybride

La tour hybride est un système qui allie deux méthodes de refroidissement : le refroidissement évaporatif en été et le refroidissement sec à l'aide d'un refroidisseur à air en période plus fraîche. Grâce à cette combinaison de systèmes, la tour hybride offre de multiples avantages. Elle permet tout d'abord des économies significatives en termes de consommation d'eau, réduisant ainsi l'impact environnemental. De plus, en évitant l'utilisation excessive d'eau stagnante, elle limite les risques de prolifération bactérienne, tels que la Legionella, qui peuvent être associés aux tours de refroidissement traditionnelles.

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Le principe de fonctionnement de la tour aéroréfrigérante

Également appelée tour de refroidissement , la tour aéroréfrigérante (TAR) est un échangeur de chaleur air/eau , dans lequel l’eau à refroidir est directement mise en contact avec l’air ambiant.

La tour aéroréfrigérante : qu’est-ce que c’est ?

La tour aéroréfrigérante est un système de refroidissement d’eau conçu pour être utilisé dans un circuit fermé . Davantage adaptée aux puissances frigorifiques élevées , la TAR permet d’acquérir une meilleure efficacité énergétique qu’avec des équipements semblables comme le condenseur à air ou encore l’aéroréfrigérant sec.

La tour aéroréfrigérante est souvent utilisée seule ou en complément d’un groupe froid pour les systèmes de climatisation du secteur tertiaire comme les immeubles de bureaux, hôpitaux, centres commerciaux, universités… La tour de refroidissement est également populaire dans le secteur de l’industrie. Elle est notamment utilisée pour refroidir les cycles de production , notamment dans le secteur pharmaceutique, agroalimentaire ou encore métallurgique.

Les trois types de tours aéroréfrigérantes

Bien qu’il existe plusieurs modèles pour chaque type d'aéroréfrigérants, on distingue principalement trois grandes familles.

La tour ouverte

La spécificité de la tour de refroidissement ouverte est qu’elle ne comporte aucune séparation physique entre le circuit primaire et secondaire. Ainsi, l’eau à refroidir est directement conduite à l’intérieur de la tour et est distribuée de manière homogène en partie haute. L'air, en contact direct avec l'eau à refroidir, abaisse sa température par évaporation. La ventilation mécanique prend ensuite le relais en véhiculant l’air à contre-courant de l’eau. Enfin, l’eau refroidie est ensuite récupérée dans le bassin pour retourner au process .

La tour fermée

La tour aéroréfrigérante fermée est composée d’une séparation physique entre le circuit primaire et secondaire. Ainsi, l’eau à refroidir circule dans un échangeur à plaques, qui est collé à la section ouverte. Avec les deux circuits isolés, l’ échange thermique s’effectue à la fois au travers de l’échangeur à plaques, mais également dans le packing sur le même principe d’évaporation d’eau que la tour ouverte. Pour rappel, le packing est le principal composant d’une tour de refroidissement, il constitue la surface d’échange thermique entre les fluides.

La tour hybride

La tour de refroidissement hybride est une tour accompagnée d’une batterie sèche anti panache . L’ajout de cette batterie permet de réduire, voire dans certains cas de supprimer totalement le panache. Pour rappel, le panache est souvent associé à de la pollution, mais il ne s’agit en réalité que de vapeur d’eau. Outre la suppression de panache, cette tour aéroréfrigérante permet de réduire drastiquement la consommation d’eau (jusqu’à 80 %).

Les critères à prendre en compte pour votre tour aéroréfrigérante

La longévité : afin de garantir une longue durée de vie à votre tour de refroidissement, il est important de sélectionner une tour conçue avec des matériaux robustes, tels que des tôles épaisses en acier inoxydable.

La sécurité : suivant votre domaine d’activité, votre tour aéroréfrigérant devra être adaptée aux risques potentiels liés à votre secteur. Pour le milieu de l’industrie, où la sécurité est une question particulièrement cruciale, il est conseillé d’opter pour des aéroréfrigérants dotés de moteurs anti-déflagration, qui permettent une utilisation plus sécurisée des tours de refroidissement.

L’économie d’énergie : si vous souhaitez optimiser vos performances énergétiques, il est possible d’équiper une tour aéroréfrigérante de moteurs à vitesse réglable. Vous pourrez ainsi moduler la puissance de refroidissement afin de réduire votre consommation énergétique, sans pour autant dégrader la qualité de confort thermique.

La résistance anti encrassement : une atmosphère sale ou polluée entraîne la défectuosité rapide des équipements. Afin de lutter contre ce phénomène d’encrassement, il faudra choisir des tours de refroidissement adaptées, fonctionnant à base de tubes en aluminium extradé ou encore de tubes à ailettes. Ces pièces empêcheront l’air de s’introduire dans les tubes et faciliteront le nettoyage du système.

Les performances aérauliques : si vous souhaitez obtenir de meilleures performances en termes de ventilation, vous pouvez opter pour des tours aéroréfrigérantes équipées de groupes moto-ventilateurs. Très performants, ils limitent également les nuisances sonores.

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Quel est l’usage des tours de refroidissement ?

Tout d’abord, une tour de refroidissement est utilisée pour refroidir de l’eau :

• Soit seule(s) soit en complément des groupes froids pour les systèmes de climatisation en milieu tertiaire : immeubles de bureaux, centres commerciaux, hôpitaux, campus, data centres, etc.
• Tous process industriels nécessitant de refroidir son cycle de production : sucreries, distilleries, pétrochimie, agroalimentaire, métallurgie, sidérurgie, R&D, production d’énergie, etc.

Le refroidissement s’effectue par le biais d’une surface d’échange (packing). L’air étant en contact direct avec l’eau permet, par évaporation d’une faible quantité de celle-ci, d’abaisser sa température. De cette manière, il est possible de refroidir l’eau à une température plus basse que celle de la température sèche ambiante.

Quelles sont les avantages des tours de refroidissement ?

Les tours de refroidissement permettent d’optimiser ses rendements en :

• Maîtrisant la consommation électrique,
• Abaissant les consommations d’eau,
• Limitant les temps d’arrêt de maintenance pour une disponibilité des équipements toujours accrue, et des coûts de fonctionnement maitrisés.

Tours de refroidissement ouvertes

Tours de refroidissement fermées

Quelle tour pour quelle application .

Le choix d’un appareil fait l’objet d’une étude personnalisée pour répondre à chaque besoin spécifique :

• Le type d’application, industrielle ou tertiaire.
• La qualité de l’eau à refroidir (le choix de la surface d’échange est prépondérant)
• La puissance thermique à rejeter et/ou le débit d’eau à refroidir.
• La température de refroidissement souhaitée.
• La zone dédiée à son installation et l’environnement en fonction des contraintes acoustiques et visuelles (anti-panache).

Tour ouverte, fermée ou hybride ?

Les tours de refroidissement peuvent être constitués par deux types de circuit de refroidissement : d’un circuit ouvert ou fermé. Le type de circuit de refroidissement va être déterminant pour la façon exacte dont la transmission de chaleur se produit.

En effet, l’efficacité des procédés est directement liée à la température de fonctionnement des circuits d’eau.

De ce fait, le refroidissement évaporatif demeure le procédé le plus économique. Des températures d’eau froide inférieures à la température ambiante sont alors atteintes.

Tour aéroréfrigérante ouverte :

Une tour aéroréfrigérante ouverte ne comporte aucune séparation physique entre le circuit primaire (process) et secondaire (tour). En effet, l’eau à refroidir passe directement à l’intérieur de la tour et est distribuée en partie haute et de manière homogène sur la totalité de la surface d’échange du packing. L’air étant en contact direct avec l’eau permet, par évaporation d’une faible quantité de celle-ci, d’abaisser sa température. De plus, la ventilation mécanique, soufflante ou aspirante, permet de véhiculer l’air à contre-courant de l’eau. L’eau refroidie est alors récupérée dans le bassin pour retourner au process.

Les principaux avantages :

• Équipement permettant d’obtenir les températures d’eau les plus basses.
• Appareil compact.

Tour aéroréfrigérante fermée :

Une tour aéroréfrigérante fermée comporte une séparation physique entre le circuit primaire (process) et secondaire (tour). D’abord, l’eau à refroidir passe dans un échangeur à plaques accolé à la section ouverte. Ainsi, les deux circuits sont isolés et l’échange thermique s’effectue, d’une part, au travers de l’échangeur à plaques pour le circuit client, et d’autre part, dans le packing sur le même principe d’évaporation d’eau que pour la tour ouverte.

• L’eau du process n’est pas au contact de l’eau de la tour.
• Maitrise de la qualité d’eau et du risque d’un éventuel développement des bactéries,
• Maintenance simplifiée et sécurisée, car limité au volume d’eau de la tour.
• Coût de traitement d’eau faible, liée au volume stricte de la tour.

Tour aéroréfrigérante hybride ouverte ou fermée :

Une tour hybride ouverte ou fermée est une tour complétée par la mise en place d’une batterie sèche antipanache. En d’autres termes, l’ajout d’une batterie antipanache au sommet d’une tour ouverte ou fermée permet de réduire, voire supprimer le panache. À noter que la panache pourrait, à tort, être associée à une pollution, mais il ne s’agit que de vapeur d’eau.

L’efficacité d’une tour hybride est garantie par l’utilisation d’une batterie sèche associée à une vanne de variation de débit d’arrosage sur le corps d’échange (brevet JACIR). Ainsi, la désaturation par réchauffement de l’air en sortie de tour, et la diminution de l’humidification de l’air sur le packing assurent une réduction maximale du panache.

Au-delà de la seule suppression de panache, ce système permet de réduire la consommation d’eau jusqu’à 80 % , et représente un ultime obstacle aux entraînements vésiculaires possibles.

• Maitrise de la qualité d’eau et du risque d’un éventuel développement des bactéries. Elle reste une tour de refroidissement de l’eau, mais plus sécurisée.

En conclusion, JACIR met à un point d’honneur à la qualité et à la faciliter d’utilisation et d’exploitation de ses systèmes de refroidissement. Pour cela, des solutions existent, et doivent être optimisées dès la conception. 

• Les accès de maintenance sont facilités, permettant ainsi un accès suffisant pour agir rapidement et en toute sécurité.
• Nos équipements sont conçus pour limiter les consommations d’eau et d’énergie, conserver les performances dans le temps, et permettre une régulation en fonction de la demande du procédé, des variations des conditions extérieures et de l’environnement de travail.
• Une qualité de fabrication est assurée afin de maîtriser les dépenses de maintenance et permettre de à nos tours de refroidissement d’être programmé pour prévenir les aléas de production sur le long terme.

Fonctionnement du Refroidisseur Adiabatique :

Le refroidisseur adiabatique, appelé également Dry adiabatique, résulte de l’association d’un aéroréfrigérant sec et d’une section de pré-refroidissement d’air, Il fonctionnera majoritairement en mode sec puis en mode adiabatique, lorsque la charge thermique sera maximale notamment lors des saisons chaudes.

L’eau à refroidir circule dans les deux batteries verticales, elles-mêmes traversées par l’air ambiant. Le média à l’entrée est sec. Cet air est aspiré par une ventilation à variation de vitesse et régulée en fonction de la charge thermique afin de maintenir constante la température de sortie du fluide. L’air est ensuite évacué vers le haut, et l’eau refroidie est alors disponible à la sortie des batteries.

Mode adiabatique

Lorsque les conditions climatiques changent et que le refroidissement en mode sec devient insuffisant, le média est humidifié. L’air ambiant traversant le média du Topaz Néo se refroidit par humidification : l’air ainsi pré-refroidi traverse ensuite la batterie pour refroidir l’eau. L’eau d’humidification excédentaire est collectée dans un bac en acier inox, puis recyclée. L’économie d’eau est alors majeure, sans risque de propagation de bactéries. Cette section de pré-refroidissement a pour objectif d’abaisser la température de l’air ambiant par évaporation d’eau sur un média conçu spécifiquement pour cet usage.

• Aucun entraînement vésiculaire : Non soumis ICPE
• Faible consommation d’eau grâce au système de récupération d’eau avec pompe
• Maintenance aisée (Accès interne total)
• Aucun traitement d’eau nécessaire

DÉCOUVREZ NOS SOLUTIONS DE REFROIDISSEMENT ADIABATIQUE

Paramètres importants à prendre en compte sur la conception des tours de refroidissement :

Le type de circuit de refroidissement est déterminant pour la façon exacte dont la transmission de chaleur se produit : L’efficacité des procédés est directement liée à la température de fonctionnement des circuits d’eau. Le refroidissement évaporatif demeure le procédé le plus économique pour obtenir des températures d’eau froide inférieures à la température ambiante. Un procédé efficace devra optimiser ses rendements en maîtrisant la consommation électrique, en abaissant les consommations d’eau, en limitant les temps d’arrêt de maintenance pour une disponibilité des équipements toujours accrue, et des coûts de fonctionnement maîtrisés. Les solutions existent, et doivent être optimisées dès la conception : Faciliter les accès de maintenance, permettant un accès suffisant pour agir rapidement et en toute sécurité. Offrir des équipements conçus pour limiter les consommations, conserver les performances dans le temps, et permettre une régulation en fonction de la demande du procédé, des variations des conditions extérieures et de l’environnement de travail. Assurer une qualité de fabrication afin de maîtriser les dépenses de maintenance et permettre de les programmer à long terme pour prévenir les aléas de production.

Quelle est la différence entre une tour à tirage naturel et une tour de refroidissement à tirage forcé ?

La tour de refroidissement à tirage naturel de type hyperboloïde en béton (comme on les voit dans le secteur nucléaire) utilise « l’effet cheminée » pour évacuer la chaleur de l’eau à refroidir.

L’eau chaude est répartie au sommet de la tour, freinée par la surface d’échange, et profitant de l’action du vent naturel pour être refroidie par gravité.

Une partie de l’eau, en s’évaporant, provoque l’abaissement naturel de sa température.

Le tirage forcé permet de s’affranchir de l’action du vent naturel à l’aide d’un groupe moto ventilateur pour des installations métalliques ou polyester de plus petites tailles.

Cette extraction forcée mécanique améliore les performances et la régularité du courant d’air, sans influence des conditions météorologiques.

Ces groupes moto-ventilateurs peuvent être positionnés au bas de l’appareil (ventilation soufflante) ou au sommet de la tour (ventilation aspirante).

Le choix du type de ventilation dépend généralement des contraintes de l’installation : quantité d’eau à refroidir, faible consommation énergétique, niveau sonore, encombrement, etc., et sont utilisés sur tous types de tour, à circuit ouvert ou fermé.

Statut d’installation classée pour la protection de l’environnement (ICPE) des tours en France

En France, les tours de refroidissement sont considérées comme des installations classées pour la protection de l’environnement (ICPE) et sont répertoriées dans la rubrique 2921 de la nomenclature des installations classées. Elles sont contrôlées par les Agences Régionales de Santé et les Directions Régionales de l’Environnement, de l’Aménagement et du Logement (DREAL).

Les tours d’une puissance thermique évacuée supérieure ou égale à 3000 kW sont soumises à enregistrement ICPE. Les exploitants doivent respecter les prescriptions de l’arrêté ministériel du 14 décembre 2013 relatif aux prescriptions générales applicables aux installations relevant du régime de l’enregistrement au titre de la rubrique n° 2921.

Les tours d’une puissance thermique évacuée inférieure à 3000 kW sont soumises à déclaration ICPE. Les exploitants doivent respecter les prescriptions de l’arrêté ministériel du 14 décembre 2013 relatif aux prescriptions générales applicables aux installations relevant du régime de la déclaration au titre de la rubrique n° 2921.

Le contrôle du respect de ces prescriptions techniques par les exploitants est effectué par l’inspection des installations classées. Ces obligations réglementaires visent à limiter les risques environnementaux et sanitaires liés aux tours de refroidissement, et l’ensemble de nos tours ouvertes comme fermées y sont conformes.

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Le principe de fonctionnement d'une tour de refroidissement

Quel type de tour de refroidissement recherchez-vous * vous devez sélectionner une réponse avant de valider, de quoi une tour de refroidissement est-elle composée , comment fonctionne une tour de refroidissement , quels sont les différents types de tours de refroidissement existants .

• Des compresseurs hermétiques, qui comprennent un moteur et un compresseur, deux éléments enfermés dans un boîtier qu’on appelle conteneur hermétique.
• Un boîtier, la structure de la tour. Il est généralement constitué de matériaux robustes comme le métal. Des joints tournants sont soudés autour du boîtier, réduisant ainsi les risques de fuite.
• Des éliminateurs de dérive, qui capturent les gouttelettes d’eau que l’air pourrait emporter en s’échappant.
• Un remblai, destiné à augmenter la surface de contact entre l’eau et l’air.
• Un bassin d’eau , un récipient pour collecter l’eau refroidie au bas de la tour, d’où la ressource est renvoyée pour refroidir les machines.
• Des   ventilateurs , pour aspirer l’air à travers la tour afin de faciliter le processus d’évaporation.
• La tour de refroidissement rejette la chaleur des processus industriels vers l’atmosphère.
• Elle accueille l’eau chaude provenant de ces systèmes afin de la distribuer. Ce mécanisme s’effectue généralement au niveau du remblai, avec une surface de transfert de chaleur.
• Un  système de ventilation   aspire l’air à travers la tour par tirage induit ou forcé. Ce qui permet d’évaporer une partie de l’eau chaude.
• L’eau restante se refroidie par évaporation.
• Le liquide refroidi est ensuite recueilli dans un bassin, puis pompé vers les machines industrielles. Et le cycle recommence.

La configuration

Le système de distribution d’eau, le système de ventilation.

• On retrouve les ventilateurs axiaux dans les tours à tirage induit. Construits avec des matériaux résistants à la corrosion, ces structures sont montées dans le pont supérieur de la tour. Ce qui minimise l’impact du bruit de ventilation tout en offrant une protection optimale contre le givrage.
• Les ventilateurs centrifuge s sont installés sur la face d’entrée d’air des tours à tirage forcé. Ce qui facilite leur accès pour l’entretien et la maintenance. Isolés de l’air de refoulement saturé, ces systèmes offrent une durée de vie prolongée.
• La tour de refroidissement ouverte
• La tour de refroidissement fermée
• La tour de refroidissement hybride.

La tour de refroidissement à circuit ouvert

La tour de refroidissement à circuit fermé, la tour de refroidissement hybride.

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Condenseurs et tours de refroidissement

Vue synoptique

La chaleur extraite par une machine frigorifique doit être évacuée vers l’extérieur . Le plus simple est de refroidir le fluide frigorigène avec l’air extérieur :

Mais la puissance de refroidissement est parfois trop faible. On peut la renforcer grâce à l’ évaporation d’eau supplémentaire  (lorsque de l’eau s’évapore, la chaleur de la vaporisation est “pompée” sur la goutte d’eau qui reste et qui donc se refroidit):

Problème : parfois, la distance entre le groupe et la toiture est fort élevée et la perte de charge sur le circuit frigorifique serait trop importante.

Aussi, un circuit d’eau est créé : l’eau refroidit le fluide frigorifique et l’air refroidit l’eau !

Trois types d’échangeur sont rencontrés :

1° L’aéro-refroidisseur :

L’eau est directement refroidie par l’air.

2° La tour de refroidissement fermée :

Une puissance supplémentaire est donnée par pulvérisation d’une eau indépendante du circuit.

3° La tour de refroidissement ouverte :

Cette fois, c’est l’eau qui traverse le condenseur qui est directement pulvérisée et en partie évaporée.

Fonctionnement d’un condenseur

Le fonctionnement du condenseur s’intègre dans un fonctionnement global de la machine frigorifique .

En théorie, la condensation se déroule en 3 phases :

> Phase 1 , la dé surchauffe du fluide frigorigène , qui, sortant du compresseur sous forme de gaz très chauds (parfois jusqu’à 70°C), va se refroidir et donner sa chaleur sensible.

> Phase 2 , la condensation du fluide, moment où l’essentiel de la chaleur est donnée sous forme de chaleur latente.

> Phase 3 , le sous-refroidissement du liquide, communiquant encore de la chaleur sensible au fluide refroidisseur.

En pratique, ce découpage en phases ne se fait pas vraiment ainsi. Le fluide frigorigène circule dans un tube en contact avec l’eau ou l’air. Le fluide qui touche le tube est liquide et se sous-refroidit. Le fluide qui est en contact avec ce liquide condense à son tour. Enfin, le gaz qui est au centre du tube désurchauffe simplement. A la limite, le gaz au cœur du tube ne sait pas qu’il y a un refroidissement sur les parois !

Les 3 phases sont donc simultanées…

Fonctionnement d’une tour de refroidissement

Un litre d’eau évaporée évacue 2 500 kJ de chaleur.

Pour obtenir le même effet avec le refroidissement de l’eau, on devrait refroidir 60 litres d’eau de 10°C… (sur base d’une capacité calorifique de l’eau de 4,18 [kJ/kg.K].

Comparons les systèmes en fixant des valeurs moyennes : une température d’air de 30°C 40 % HR, une “approche” de 5°C, un pincement des échangeurs de 6°C et un échauffement de la température de l’eau de 7°C.

Cette approche simplifiée situe l’ordre de grandeur de la température de condensation, et donc l’impact sur la consommation du compresseur.

Les condenseurs à air

L’évacuation de la chaleur du circuit frigorifique est assurée au travers d’un échangeur direct fluide frigorigène/air.

Le gaz chaud du réfrigérant cède sa chaleur à l’air traversant le condenseur et passe à l’état liquide. Le débit et la température du flux d’air déterminent la puissance du condenseur .

La vitesse moyenne de passage de l’air est de 2 à 4 m/s. Ordre de grandeur du coefficient d’échange d’un condenseur à air : 20 à 30 [W/m².K]

Deux types de ventilateur sont utilisés :

Ventilateur axial et ventilateur centrifuge.

Les condenseurs à eau

On parle de condenseur à “refroidissement indirect”, puisque cette fois, le gaz chaud du réfrigérant cède sa chaleur à de l’eau circulant dans le condenseur.

Ordre de grandeur du coefficient d’échange d’un condenseur à eau : 700 à 1 100 [W/m².K]

Les performances du condenseur seront fonction de :

• la différence de température entre le réfrigérant et l’eau,
• la vitesse de l’eau (le débit),
• le coefficient d’encrassement,
• la nature du fluide frigorigène.

Pour le refroidissement, on peut utiliser l’eau du réseau (eau potable), mais cette solution n’est pas adéquate vu la consommation exorbitante d’eau qu’elle entraîne !

On peut utiliser également l’eau de nappes phréatiques, de lac ou de rivière (demander l’autorisation). Les eaux contiennent alors plus ou moins d’impuretés qui se déposent sur les tubes. Ces dépôts peuvent réduire considérablement le coefficient de transfert de chaleur. À défaut de la mise en place d’un système de nettoyage automatique, il faut surdimensionner l’échangeur de sorte que les performances de l’installation restent suffisantes.

Plus classiquement, il s’agira d’un circuit d’eau, ouvert ou fermé. C’est le cas le plus fréquent. Il entraîne l’utilisation d’une tour de refroidissement.

Les aéro-refroidisseur (ou dry cooler)

L’aérorefroidisseur est un simple échangeur eau/air : un ou plusieurs ventilateurs forcent le passage de l’air extérieur pour accélérer le refroidissement.

Cette batterie d’échange convient en toute saison, puisqu’ en ajoutant un antigel (type glycol), elle est insensible au gel.

Elle présente donc l’intérêt de refroidir le condenseur de la machine frigorifique … à distance ! Le groupe frigorifique peut être en cave et l’aéro-refroidisseur en toiture : la boucle d’eau organisera le transfert.

Un exemple simple est donné par une armoire de climatisation d’un local informatique :

Elle n’est pas aussi performante qu’une tour de refroidissement avec pulvérisation d’eau puisque la température de refroidissement est limitée à la température de l’air extérieur…

Boucle d’eau

L’eau de refroidissement tourne en circuit fermé entre le condenseur et l’aéro-refroidisseur. On doit dès lors prévoir un vase d’expansion et une soupape de sûreté sur la boucle. Des purgeurs seront placés aux points hauts de la boucle.

Un gros avantage (surtout par rapport aux tours ouvertes) est qu’il n’y a pas de risque d’entartrage ou de corrosion du circuit puisqu’il s’agit toujours de la même eau qui circule (“eau morte”).

Généralement, un thermostat placé sur la boucle d’eau actionne le ou les ventilateurs en fonction de la température. C’est le point faible de l’aérorefroidisseur : la température de l’eau de refroidissement est élevée

• D’une part, parce qu’il y a un double échange : fluide/eau glycolée – eau glycolée/air, et donc un Delta T° supplémentaire.
• D’autre part, parce que l’air de refroidissement peut être élevé en été.

Or, si l’air de refroidissement est chaud, l’eau sera encore plus chaude et, dans le condenseur, la pression de condensation sera très élevée. Le compresseur verra dès lors sa consommation énergétique augmenter.

Proportionnellement, la tour de refroidissement aura un meilleur rendement… mais une sensibilité à la corrosion plus forte…

Ce système doit donc être limité aux installations de moyenne puissance.

Les tours de refroidissement

Dans une tour de refroidissement, on va profiter de l’effet de refroidissement créé par la vaporisation de l’eau. En effet, pour passer à l’état vapeur, l’eau a besoin d’énergie. Et cette énergie, elle la prend sur elle-même. Une eau qui s’évapore … se refroidit.

Tour ouverte

On parle de tour “ouverte” si c’est l’eau de refroidissement elle-même, venant du condenseur, qui est pulvérisée. C’est le système le plus efficace qui entraîne le refroidissement le plus élevé. Mais le contact entre l’eau et l’atmosphère est source de corrosion (oxygénation de l’eau, introduction de poussières et de grains de sable qui risquent de se déposer dans le condenseur, risque de gel accru,…).

Un exemple simple est donné ci-dessous pour une armoire de climatisation d’un local informatique :

À noter qu’il existe des tours ouvertes sans ventilateurs. La pulvérisation d’eau est réalisée avec une pression assez élevée et cette pulsion d’eau entraîne l’air avec elle par effet induit (effet Venturi). L’avantage premier est la diminution des bruits et des vibrations.

Tour fermée

On parle de tour “fermée” si l’eau du circuit de refroidissement circule dans un échangeur fermé sur lequel de l’air extérieur est pulsé, et de l’eau est pulvérisée. Il s’agit soit d’une tour …?

L’évaporation partielle de l’eau entraîne un refroidissement plus faible que dans le cas de la tour ouverte, mais les risques de corrosion sont annulés.

Voici l’exemple adapté pour une armoire de climatisation :

La consommation d’eau se limite à la quantité d’eau évaporée (présence d’une alimentation par flotteur), plus un faible volume lors de purges pour éliminer les impuretés qui se sont concentrées dans le fond du bac.

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Introduction sur les tours de refroidissement

Découvrez comment une tour de refroidissement est conçue pour refroidir les grandes quantités d’eau qui circulent dans un système de refroidissement et apprenez à connaître les différents types de tours de refroidissement.

Le refroidissement est le point central de nombreux processus industriels. Le moyen d’assurer un refroidissement optimal consiste à utiliser des tours de refroidissement, que l’on trouve dans la plupart des installations des bâtiments industriels.

Dans ce module, nous allons vous expliquer en détail ce que sont les tours de refroidissement. Pour faire simple, une tour de refroidissement est un dispositif conçu pour refroidir de grandes quantités d’eau circulant dans un système de refroidissement. Son but principal est de transférer la chaleur de l’eau de refroidissement dans l’air par évaporation. Comment fonctionne une tour de refroidissement en pratique ? Examinons de plus près son fonctionnement.

Dans un système de refroidissement comportant une tour de refroidissement, l’eau chaude provenant des machines ou tout autre process s’écoule dans des tuyaux vers une tour de refroidissement.

Lorsqu’elle pénètre dans la tour de refroidissement, l’eau est pulvérisée via plusieurs buses. L’eau est pulvérisée sur un corps d’échange, également appelé packing.

Le corps d’échange vise surtout à disperser l’eau sur la plus grande surface possible pour assurer son évaporation.

Comme l’eau s’écoule sur les côtés du corps d’échange et l’air s’échappe dans le sens inverse, une partie de l’eau s’évapore dans l’air. L’air absorbe la chaleur dégagée par cette évaporation, réduisant ainsi la température de l’eau restante.

L’eau restante, dès lors refroidie, s’écoule dans un bac de collecte au fond de la tour de refroidissement et est renvoyée dans le circuit. 

L’air, quant à lui, est aspiré par le ventilateur sur la partie supérieure. Avant de sortir de la tour de refroidissement, il traverse les suppresseurs de dérive ou séparateurs de gouttelettes.

L’air, qui est très condensé, se déplace très vite et heurte plusieurs fois les suppresseurs de dérive en forme de zigzag avant de sortir du ventilateur.

La condensation qui se forme sur les suppresseurs de dérive retombe dans la tour de refroidissement et rejoint l’eau restante au fond. 

De manière générale, moins de 30 % sont perdus lors de l’évaporation, de l’écoulement, des fuites et des purges. Cependant, en appliquant un contrôle approprié, vous pouvez économiser 20 % des 30 % perdus par évaporation.

Ainsi, si par exemple vous perdez 100 litres d’eau par heure par évaporation, un contrôle approprié vous permettra d’économiser 20 litres par heure.

Autre avantage : la sécurité. Les tours de refroidissement n’utilisent pas de produits chimiques dangereux lors du processus de refroidissement, ce qui rend leur utilisation bien plus sûre pour vous.

Maintenant que nous avons vu les bases du fonctionnement des tours de refroidissement, penchons-nous sur les types de systèmes les plus répandus. 

Sur le plan industriel, il existe essentiellement deux principaux types de tours de refroidissement : les tours de refroidissement à contre-courant à tirage forcé et les tours de refroidissement à courant croisé à tirage forcé.

Dans les tours de refroidissement à contre-courant à tirage forcé, l’air est aspiré vers le haut de la tour par des ventilateurs et l’eau s’écoule de haut en bas.

Dans une tour de refroidissement à courant croisé à tirage forcé, l’air est soufflé à travers le corps d’échange puis traverse la tour jusqu’en haut. Comme pour la tour à contre-courant à tirage forcé, l’eau tombe de haut en bas.

Notre présentation générale des tours de refroidissement s’achève ici. Dans le prochain module, nous étudierons plus en détail les tours de refroidissement et vous montrerons comment optimiser leurs performances énergétiques. 

Aperçu du cours

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• INSPECTION ICPE
• PRÉVENTION DE LA LÉGIONNELLOSE
• TOURS AÉRORÉFRIGÉRANTES

Tours aéroréfrigérantes

Qu’est-ce qu’une tour aerorefrigerante .

Une tour aéroréfrigérante humide est un échangeur de chaleur "air/eau", dans lequel l’eau à refroidir est en contact direct avec l’air ambiant. L’eau chaude est pulvérisée en partie haute de la tour aéroréfrigérante et ruisselle sur le corps d’échange. L’air traverse le système de ruissellement et est rejeté dans l’atmosphère. Le refroidissement s’effectue principalement par évaporation de l’eau ; l’efficacité du système est liée à la conception et à l’entretien de la tour aéroréfrigérante ainsi qu’aux conditions atmosphériques (température et humidité).

Un des modes de contamination avéré est la dissémination dans l’atmosphère de légionelles par des systèmes de refroidissement à voie humide fonctionnant sur le principe de la dispersion de l’eau dans l’air , également appelées tours aéroréfrigérantes. On distingue les tours à circuit ouvert et à circuit fermé.

L’air saturé de vapeur d’eau crée un nuage visible à la sortie des tours aéroréfrigérantes par voie humide. Ce nuage appelé "panache" est constitué :

• de vapeur d’eau : c’est la quantité d’eau évaporée pour assurer le refroidissement. Elle est fonction de la chaleur éliminée.
• de gouttes entraînées : fines particules d’eau issues du circuit de refroidissement entraînées dans l’atmosphère par la circulation de l’air dans la tour. Contrairement à l’eau évaporée, les gouttelettes entraînées sont susceptibles de véhiculer des bactéries.

ÉLÉMENTS TECHNIQUES

Les principaux éléments constitutifs d’une tour de refroidissement classique sont :

• un système de distribution d’eau dont le rôle est de disperser de manière uniforme l’eau sous forme de gouttelettes,
• le corps d’échange ou garnissage encore appelé "packing", dispositif au travers duquel se fait le transfert thermique entre l’air et l’eau,
• le pare gouttelettes ou séparateur de gouttes (ensemble de chicanes) installé en sortie d’air de la tour aéroréfrigérante, conçu pour empêcher l’entraînement vésiculaire,
• la (ou les) trappe(s) de visite, ouverture sur le corps de la tour aéroréfrigérante permettant l’accès à l’intérieur et le contrôle visuel des différentes parties constitutives,
• le bassin situé en partie basse de la tour servant à récupérer l’eau refroidie,
• le ventilateur qui assure un écoulement continu d’air. Il peut être situé en partie haute ou basse de la tour aéroréfrigérante,
• éventuellement un ou plusieurs échangeurs et une pompe assurant la circulation de l’eau, pour les tours de refroidissement à double circuit ou pour les tours hybrides.

Tout exploitant d’une installation industrielle, d’un établissement recevant du public (centre commercial, hôpital, ...), d’un immeuble de bureaux, d’un immeuble de logements collectifs, etc. peut exploiter une tour de refroidissement de ce type. Celles-ci sont principalement utilisées pour la climatisation des locaux de taille importante, des salles informatiques, ou le refroidissement de procédés industriels dégageant de la chaleur.

ATTENTION : ces tours ne doivent pas être confondues avec des installations de climatisation à voie sèche, sans pulvérisation d’eau , qui ne présentent pas de risques légionellose (telles que des climatisations de voiture ou de logements individuels).

CONTEXTE RÉGLEMENTAIRE

En 2004, suite à plusieurs cas de légionelloses liés à la prolifération et à la dispersion de légionelles par les systèmes de refroidissement évaporatifs par dispersion d’eau dans un flux d’air (ou tour aéroréfrigérante), la rubrique 2921 de la nomenclature ICPE a été créée. La réglementation a été révisée en 2013 et est entrée en vigueur au cours de l’année 2014. Dans le cadre de cette rubrique sont soumis :

• à enregistrement , les systèmes de refroidissement évaporatifs par dispersion d’eau dans un flux d’air de puissance supérieure ou égale à 3 000 kW
• à déclaration avec contrôle , les systèmes de refroidissement évaporatifs par dispersion d’eau dans un flux d’air de puissance inférieure à 3 000 kW

LES MOYENS DE GESTION DU RISQUE LIÉ AUX LÉGIONELLES

Des mesures d’entretien préventif doivent être mises en œuvre, à l’initiative de l’exploitant, de façon à maintenir en permanence la concentration des légionella pneumophila dans l’eau à une concentration inférieure à 1 000 unités formant colonies par litre (UFC/L).

Pour cela un plan d’entretien préventif et un plan de surveillance doivent être définis à partir d’une analyse méthodique des risques (AMR) de prolifération des légionelles, en prenant en compte la conception et l’implantation de l’installation ainsi que ses conditions de fonctionnement normales et exceptionnelles. Une révision périodique de l’AMR est imposée par la réglementation en vigueur relative aux tours aéro-réfrigérantes (TAR) afin de prendre en compte les évolutions de l’installation ou des techniques et des connaissances concernant les modalités de gestion du risque de prolifération et de dispersion des légionelles.

En cas de changement de stratégie de traitement, ou de modification significative de l’installation, l’analyse méthodique des risques doit également être revue par l’exploitant, pour s’assurer que tous les facteurs de risque liés à l’installation sont bien pris en compte.

Le plan d’entretien préventif comprend la mise en place de traitements de l’eau dont l’exploitant doit avoir démontré l’efficacité sur le biofilm et/ou les légionelles . Les mesures d’entretien préventif comprennent :

• Les opérations de nettoyage, dont le but est de réduire au maximum le biofilm dans l’installation soit par une action mécanique sur les parties accessibles soit par un traitement chimique sur l’ensemble des parois.
• Les opérations de traitement de l’eau, dont le but est de réduire la concentration de légionelles accessibles dans l’eau. Pour cela il existe plusieurs procédés de traitement : les procédés chimiques (biocides oxydants ou non oxydants) et les procédés physiques (choc thermique, irradiation UV, filtration, ultrasons électrolyse cuivre/argent). Ces derniers sont pour l’instant peu développés pour le cas des installations de refroidissement.
• le choix des produits de traitements utilisés,
• les caractéristiques et modalités d’utilisation de ces produits (fréquence, quantités), au regard des paramètres propres à l’installation.
• Il est nécessaire d’optimiser la stratégie de traitement afin de maîtriser les rejets liquides (cf. arrêtés ministériels du 14 décembre 2013 ; Directive cadre eau/RSDE). En particulier, les biocides non oxydants ne doivent être utilisés qu’en traitement curatif. Pour une utilisation en traitement préventif, l’exploitant devra avoir démontré qu’aucune stratégie alternative n’est possible.
• En cas de changement de stratégie de traitement (notamment le changement des produits biocides ou biodispersant, le changement du mode d’injection des biocides ou du biodispersant, la mise en place/arrêt d’un biodispersant, le remplacement d’un biocide non oxydant par un biocide oxydant (et inverse)....), l’exploitant doit informer l’IIC en justifiant de l’efficacité du traitement sur la gestion du risque « légionelles » : l’exploitant démontre l’efficacité du traitement par la réalisation d’analyses hebdomadaires pendant 2 mois et jusqu’à obtenir des résultats < 1 000UFC/L en legionella pneumophila.

Le plan d’entretien est accompagné d’un plan de surveillance destiné à s’assurer de l’efficacité des mesures d’entretien. L’exploitant identifie dans ce plan de surveillance les indicateurs de suivi propres à son installation (ex : pH, chlore résiduel etc.), la fréquence de suivi de ces indicateurs, les valeurs d’alerte et d’action associées à chaque indicateur et les mesures correctives correspondantes (à mettre en œuvre dès que les seuils d’action ou les valeurs critiques de certains paramètres sont dépassés).

RÉGLEMENTATION

Décret n°2013-1205 du 14 décembre 2013 modifiant la rubrique 2921 de la nomenclature des installations classées

Arrêté du 14 décembre 2013 relatif aux prescriptions générales applicables aux installations relevant du régime de la déclaration au titre de la rubrique n° 2921

Arrêté du 14 décembre 2013 relatif aux prescriptions générales applicables aux installations relevant du régime de l’enregistrement au titre de la rubrique n° 2921

Circulaire du 28 septembre 2006 concernant les mesures compensatoires en cas d’impossibilité technique ou économique de réaliser l’arrêt annuel de l’installation pour nettoyage et désinfection.

Décret n° 2021-976 du 21/07/2021 modifiant la nomenclature des installations classées pour la protection de l'environnement

ÉVOLUTION RÉGLEMENTAIRE

La modification de la réglementation en 2013 a permis de tenir compte du retour d’expérience acquis depuis la création de la rubrique 2921.

Le retour d’expérience a permis d’établir que :

• le niveau de risque de prolifération de légionelle dans les circuits ouverts et les circuits fermés est comparable. La distinction entre les deux types de circuits a donc été supprimée ;
• plus la puissance de l’installation est importante, plus l’entrainement de gouttelettes dans le panache est important, d’où la distinction réalisée en fonction de la puissance de l’installation ;
• la fréquence d’analyse de la concentration en légionelle dans l’eau doit être réalisée à un rythme adaptée à la vie de l’exploitation, a minima tous les deux mois pour les installations soumises à déclaration et tous les mois pour les installations soumises à enregistrement ;
• l’analyse méthodique de risque doit être réalisée avec attention et la stratégie de traitement et le plan de surveillance doivent être proportionnées aux risques et justifiées de façon à limiter les impacts environnementaux (limiter les rejets de substances néfastes dans le milieu aquatique) ;
• l’efficacité de la stratégie de traitement doit être démontrée par la réalisation d’analyses hebdomadaires a minima pendant 2 mois et jusqu’à obtenir 3 analyses successives inférieures à 1 000 UFC/L.
• la formation des personnes impliquées dans la gestion du risque légionelle doit être renouvelée tous les cinq ans ;
• la recherche des causes des dérives en légionelles est essentielle pour la gestion de son exploitation et doit servir pour éviter d’autres dérives. Pour cela, l’AMR doit être révisée de manière systématique après des dépassements successifs en légionelles ou des dépassements importants.

Afin de suivre l’avis de l’ANSES, l’exploitant doit mettre en place des actions en fonction de la concentration en legionella pneumophila (contre legionella species précédemment).

En 2021, la rubrique a été de nouveau modifiée pour y intégrer les condenseurs à voir humide (Installations de récupération de la chaleur par dispersion d'eau dans des fumées émises à l'atmosphère)

GUIDES TECHNIQUES

Au-delà de l’aspect réglementaire, il importe de sensibiliser les exploitants au risque de légionellose lié aux tours aéroréfrigérantes.

• Le Guide pour la réalisation de l’analyse méthodique des risques de prolifération de légionnelles - Partie 1 : Principe de l’AMR (2017, Kosamti). Ce travail a été réalisé à partir de l’observation sur le terrain des pratiques mises en œuvre mais aussi à partir de nombreux échanges avec des personnes concernées lesquelles prennent en compte le risque en fonction de leur métier, de leurs propres critères de références, de la perception qu’elles se font du risque et de la compréhension des processus susceptibles de conduire au danger.
• La partie 2 du guide pour la réalisation de l’analyse de risque de prolifération de légionnelles (2017, Kosamti). Cette partie du guide fournit des exemples d’analyses méthodiques des risques réalisées à partir de la méthode décrite dans le guide ci-dessus.
• Le Guide de formation à la gestion du risque de prolifération des légionelles dans les installations de refroidissement par dispersion d’eau dans un flux d’air => document à venir
• Le Guide Traitements pour la gestion du risque de prolifération des légionnelles dans les installations de refroidissement (2006) présente les différents traitements existants pour lutter contre le risque de prolifération des légionnelles et indique les bonnes pratiques d’utilisation concernant chaque type de traitement.

DOCUMENTATION

Rapport d’étude d’ aide pour l’élaboration d’un plan de surveillance (2006, Inéris) des installations de refroidissement par dispersion d’eau dans un flux d’air (rubrique 2921) pour le risque de prolifération des légionnelles.

Rapport d’étude : Études des analyses méthodiques des risques (2009, Kosamti) lors de dépassement du seuil en légionnelles de 10 5 UFCL dans les installations de refroidissement par dispersion d’eau dans un flux d’air.

Autres versions

• Version imprimable

• GUIDE D’OPÉRATION ET DE MAINTENANCE POUR LES TOURS DE REFROIDISSEMENT

TOURS AÉRORÉFRIGÉRANTES: FONCTIONNEMENT ET MAINTENANCE

Guide pous les tour aéroréfrigérantes.

Toutes les usines industrielles, la météo, le refroidissement ou la production d’énergie sont caractérisées par des émissions de chaleur plus ou moins importantes en termes quantitatifs. Cette chaleur « résiduelle » a, sauf dans certains cas, une contenu à faible énergie qui ne rend pas sa récupération possible ou pratique. Par conséquent, il doit être dissipé à l’extérieur d’une manière ou d’une autre.

• Qu’est-ce que sont les tours de refroidissement , à quoi servent-elles et comment fonctionnent-elles ?
• Que signifie  ‘évaporatif’ ?
• Quels sont les composants et matériaux utilisés dans les tours de refroidissement ?
• Quels types de tours de refroidissement existent ?
• Où et pourquoi sont-elles utilisées ? Applications industrielles et civiles .
• Qu’est-ce que sont les purges et leur rôle dans les tours de refroidissement ?
• Comment entretenir et traiter l’eau de refroidissement ?

TOURS AÉRORÉFRIGÉRANTES: QU'EST-CE QUE SONT, À QUOI SERVENT ET COMMENT FONCTIONNENT-ELLES?

Les tours aéroréfrigérantes utilisent la chaleur latente de l'évaporation.

Les tours aéroréfrigérantes peuvent encore mieux effectuer le processus d’échange de chaleur de l’eau / air. A l’intérieur, le phénomène d’évaporation se produit en utilisant des composants simples et efficaces. En général, ils ont besoin d’une maintenance minimale.

Pour mieux comprendre comment la dissipation de la chaleur se produit, il est nécessaire de connaître deux concepts:

• Chaleur sensible. La quantité d’énergie calorique qui est ajoutée ou soustraite d’un élément physique (comme une batterie avec ailettes) pour modifier sa température.
• Chaleur latente . Il est essentiellement basé sur le changement d’état qui peut subir une substance en raison de l’incorporation ou de la perte de chaleur. Dans le cas de l’eau, il peut passer d’une phase liquide à une phase solide (glace), si la chaleur est retirée lorsque le point de congélation atteint. Il peut également passer de la phase liquide à la soude (vapeur) si la chaleur est incorporée lorsque le point d’ébullition atteint. La chaleur latente est ensuite définie comme la chaleur qui est introduite ou éliminée pour changer l’état de l’eau. En particulier, dans les systèmes de refroidissement de l’évaporation, la chaleur latente de l’évaporation est définie.

Une tour de refroidissement doit offrir de l’eau comme surface possible du contact d’air, de sorte que l’échange de chaleur est optimal.

Ceci est réalisé au moyen d’une surface d’échange de chaleur, spécialement conçu à cet effet. Cette surface d’échange, la remplissage, doit être sélectionnée en fonction de la qualité de l’eau pour être refroidie, des liquides possibles en suspension, de son efficacité et de La facilité pour la maintenance ultérieure.

QUELLE EST LA TEMPÉRATURE DU BULBE HUMIDE ?

La température du bulbe humide est définie comme la température que nous mesurons si l’air était avec une humidité relative de 100%. Si l’ampoule d’un thermomètre est humidifiée avec de l’eau, l’évaporation de cette eau fait tomber la température du thermomètre.

Plus l’humidité relative inférieure sera inférieure à la température du bulbe humide par rapport à la température ambiante. La température du bulbe humide fournit une référence précise de la température de sortie théoriquement réalisable par la tour de refroidissement.

Profitant de ce concept, les tours de refroidissement peuvent refroidir les liquides bien en dessous de la température ambiante.

L'efficacité énergétique des tours aéroréfrigérantes

Compte tenu de sa simplicité constructive, combinée à la grande efficacité en termes de relation de coût par kW dissipé, les tours de refroidissement restent aujourd’hui le dispositif de refroidissement le plus utilisé à la fois dans la sphère civile et surtout dans l’industriel.

En effet, il n’y a pas de pièce mobile particulière, sauf un ventilateur qui peut être installé à la fois en aspiration et en impulsion. D’un autre côté, la consommation d’électricité est vraiment réduite par rapport aux autres systèmes de refroidissement.

Surtout en présence de grandes quantités de chaleur à se dissiper (par exemple, en acier, des usines chimiques, des plantes électriques), les tours de refroidissement n’ont pas de rival en termes d’énergie électrique utilisée et de l’espace limité requis pour son installation. Dans le même temps, les températures réalisables , en termes d’eau réfrigérée, sont bien inférieures à la température ambiante . Au contraire, les systèmes non évaporatifs sont très soumis à cette limite de température car les systèmes d’évaporation fonctionnent en utilisant une évaporation latente (la limite minimale que l’eau peut atteindre est la température de l’ampoule humide).

COMPARAISON DES TECHNOLOGIES DE REFROIDISSEMENT: RÉFRIGÉRATEURS SECS, ADIABATIQUES, ÉVAPORATIFS ET REFROIDISSEURS

Lorsque vous devez sélectionner un système de réfrigération industriel ou civil, le choix doit être fait en tenant compte des points fondamentaux qui garantissent le système le plus approprié. En particulier, les deux températures de fonctionnement requises et celles liées aux conditions environnementales du site d’installation doivent être prises en compte.

Les systèmes de refroidissement à sec ou les refroidisseurs secs sont basés sur un échange de chaleur sensible. La limite dans ce cas est fixée par la température du liquide de refroidissement, c’est-à-dire l’air ambiant. Ce type de refroidissement peut atteindre des températures minimales d’environ 5 ° C au-dessus de la température ambiante.

Les nouveaux systèmes adiabatiques de paragraphe combinent le refroidissement par air avec une petite évaporation de l’eau qui leur permet d’atteindre les températures de refroidissement similaires à la température ambiante.

Si nous devons refroidir de grandes quantités d’eau ou réduire significativement la température, la meilleure option est d’utiliser une tour de refroidissement . Avec celle-ci, nous pouvons atteindre un refroidissement d’environ 3 °C au-dessus de la température du bulbe humide. Comparée à des options telles que le refroidisseur à air sec (dry cooler) ou le système adiabatique, la tour de refroidissement permet d’atteindre des températures beaucoup plus basses.

Dans des situations nécessitant des températures extrêmement basses, l’alternative serait une machine frigorifique (chiller) ou un refroidisseur . Bien que ces dispositifs aient une consommation électrique élevée, ils sont la seule option viable pour certains cas.

Tout cela nous aide à préciser qu’il n’y a pas de système de réfrigération « bon pour toutes les stations ». Faire un choix approprié est basé sur les exigences de conception et les conditions environnementales. Cela signifie optimiser la consommation d’énergie, en réduisant l’espace avec des systèmes dans des conditions de travail au maximum.

Un chapitre séparé est supprimé représente les unités de refroidissement. Dans ce cas, cependant, ce sont des machines qui utilisent des composants mécaniques spécifiques pour obtenir un refroidissement (compresseurs, évaporateurs) et non des éléments « naturels » tels que l’air ou l’eau.

TOURS AÉRORÉFRIGÉRANTES: TAILLE, COMPOSANTS ET MATÉRIAUX UTILISÉS

Nous savons ce qu’est une tour de refroidissement et le principe physique qu’elle utilise pour maintenir une performance optimale. Ensuite, nous examinerons son processus de construction et, plus important encore, les critères selon lesquels elle est dimensionnée.

Comment dimensionner une tour : l'importance de la température du bulbe humide

Le dimensionnement des tours d’évaporation est réalisé en tenant compte de certains paramètres fondamentaux :

• Énergie thermique à dissiper,
• Température de l’eau entrant dans la tour
• Température que vous souhaitez atteindre en sortie,
• Conditions thermo-hygrométriques (c’est-à-dire, température et humidité) caractéristiques de la zone d’installation.

Cette information spécifique représente une donnée décisive pour un dimensionnement correct. En effet, elle permet d’identifier avec précision le paramètre de la température du bulbe humide. Cela définit les conditions environnementales les « plus défavorables » de la zone d’installation et la limite à laquelle l’eau refroidie par la tour de refroidissement tend à atteindre.

Composants de la tour et matériaux utilisés :

Pr incipaux composants qui distinguent les tours aéroréfrigérantes (tours de refroidissement) à circuit ouvert ou fermé.

• Structure principale de confinement et de support de la tour de refroidissement: peut être en tôle, en fibre de verre ou les deux.
• Remplissage ou paquet d’échange de chaleur (dans les tours à circuit ouvert) ou serpentins d’échange de chaleur .
• Ventilateur axial ou centrifuge : seul dispositif mécanique en mouvement. « Force » l’évaporation de l’eau nécessaire pour le refroidissement.
• Système de distribution d’eau : généralement constitué d’une série de tubes et de buses.
• Séparateur de gouttes:  situé immédiatement en amont du ventilateur. A la fonction de retenir les gouttes d’eau, qui seraient autrement entraînées vers l’extérieur par le flux d’air du ventilateur.

TYPES DE TOURS AÉRORÉFRIGÉRANTES

Le choix des différents types et variantes de construction des tours de refroidissement est effectué lors de la phase de conception. La sélection est faite en fonction de l’application à laquelle elles sont destinées, ou de la taille du système.

Les variables les plus fréquentes qui peuvent guider le choix sont, dans l’ensemble, les suivantes :

• l’énergie thermique dissipée,
• la nature de l’eau à refroidir,
• le type de processus,
• le contexte dans lequel a lieu l’installation (civil ou industriel),
• des exigences spécifiques d’installation, par exemple, s’il s’agit d’une nouvelle installation ou d’un remplacement.

TYPES DE TOURS DE REFROIDISSEMENT ÉVAPORATIVE

Tours aéroréfrigérantes préassemblées en usine et installées sur site.

Les tours de refroidissement de type modulaire peuvent être fabriquées aussi bien en métal qu’en d’autres matériaux moins « sensibles » à la présence d’eau et à son éventuel effet de corrosion, comme la fibre de verre. Les tours de refroidissement montées sur site sont construites à partir d’une structure métallique ou avec des profilés pultrudés en fibre de verre, voire même en béton (tours classiques hyperboliques des centrales nucléaires).

Tour de refroidissement combinée avec des échangeurs de chaleur

Les tours évaporatives à circuit fermé constituent une alternative valable lorsque l’on souhaite refroidir le consommateur de manière « indirecte ». Autrement dit, on préfère que le liquide du circuit de réfrigération ne soit pas contaminé par l’air.

Le même type de refroidissement indirect peut être réalisé avec une tour évaporative à circuit ouvert combinée à un échangeur de chaleur à plaques ou un échangeur de chaleur à faisceau tubulaire. 

Tour aéroréfrigérant combinée avec des condenseurs refroidis à l'eau.

Les tours de refroidissement sont également utilisées dans le refroidissement civil, mais surtout industriel et commercial. En particulier, on les trouve en combinaison avec le condenseur des unités de réfrigération refroidies par eau – chillers – et aujourd’hui plus que jamais dans les unités d’absorption.

TOURS AÉRORÉFRIGÉRANTES: PRINCIPALES APPLICATIONS INDUSTRIELLES ET CIVILES

• Refroidissement industriel
• Refroidissement commercial
• HVAC (Chauffage, Ventilation, Climatisation)
• Processus industriels

Tour aéroréfrigérante: la solution optimale pour les grandes puissances

Tous les autres systèmes de refroidissement , qu’il s’agisse de ventilation, adiabatiques ou frigorifiques, représentent une alternative possible lorsque la puissance thermique à dissiper est relativement modeste. Par exemple, pour donner une référence, en dessous de 1 MW. Cependant, ils deviennent extrêmement antieconomiques lorsqu’il s’agit de puissances très élevées , même de plusieurs MW.

Dans le secteur industriel, on utilise à la fois des tours de refroidissement à circuit ouvert et à circuit fermé . Dans ces dernières, le fluide à refroidir, qui peut toujours être de l’eau ou un mélange d’eau et de glycol, circule à l’intérieur d’un serpentin de tubes lisses qui est humidifié extérieurement avec de l’eau. Cette évaporation extrait la chaleur du fluide interne.

Exemples de domaines d'application

À titre d’exemple, nous présentons une liste de domaines d’application industriels ou civils dans lesquels les tours de refroidissement remplissent leur fonction d’élimination de la chaleur des processus.

• Centrales nucléaires, thermiques, géothermiques et au charbon.
• Installations pétrolières et gazières : on utilise souvent de grandes tours de refroidissement industriel.
• Raffineries.
• La production de plastiques et le traitement thermique des métaux (comme les aciéries et les fonderies).
• Cogénération et trigénération.
• Systèmes de climatisation dans les bâtiments civils et industriels (domaine du HVAC).
• Supermarchés en combinaison avec des refroidisseurs.
• Petites installations de production telles que les glaciers.

Solutions standard ou silencieuses

Un autre élément qui influe sur le choix de la solution constructive la plus appropriée est la zone d’installation. Dans un contexte civil (hôpitaux, centres commerciaux, systèmes de climatisation), il est préférable d’opter pour une solution à faible impact acoustique. Dans ce cas, un équipement de refroidissement conçu avec de faibles émissions sonores ou facilement atténuables sera privilégié.

En revanche, dans une zone industrielle , bien que les limites de bruit soient présentées comme une exigence de conception, elles sont certainement moins contraignantes.

Ces dernières années, il y a eu une tendance à orienter le choix dans le secteur civil vers des tours aéroréfrigérantes avec des ventilateurs centrifuges . En revanche, les versions avec des ventilateurs axiaux étaient préférées pour les processus industriels.

De nos jours, il existe des tours de refroidissement avec des ventilateurs axiaux tout aussi efficaces et silencieuses.

Une solution pour chaque installation: la collecte d'informations

Enfin, il est également nécessaire de connaître les limites dimensionnelles ou d’autres situations préétablies qui peuvent définir un choix.

Par exemple, dans le cas d’un remplacement, il peut y avoir un réservoir existant ou un espace défini par l’installation précédente qui doit être adapté.

Les différents aspects doivent être discutés au cours de la phase de collecte des données entre le client et le fournisseur. Il incombe au fournisseur de jouer un rôle de « conseiller » auprès du client afin de s’assurer que la proposition est la meilleure d’un point de vue technique et économique.

ENTRETIEN ET TRAITEMENT DE L'EAU DE REFROIDISSEMENT

Comme tous les dispositifs inclus dans un système technologique, les tours aéroréfrigérant nécessitent un programme d’entretien régulier et, en cas de panne, extraordinaire.

En raison de leur extrême simplicité de construction, les tours ne nécessitent généralement pas une attention particulière, mais plutôt l’observation de quelques directives très simples mais efficaces pour les maintenir toujours à leur rendement maximal. La sécurité et l’efficacité vont de pair.

Le traitement de l'eau dans la tour de refroidissement

Les aspects les plus délicats peuvent certainement être liés à la nature de l’eau en circulation. C’est-à-dire, non seulement l’attention portée au type d’eau à refroidir, mais aussi la manière dont cette eau est contrôlée et conditionnée pour éviter qu’elle ne se détériore d’un point de vue physique-chimique.

La qualité de l'eau de refroidissement

De plus, la nature de l’eau à refroidir a une influence considérable. Elle définira le choix des matériaux de construction à utiliser. Comme mentionné précédemment, cela sera également un facteur déterminant pour le choix du remplissage le plus approprié. En présence d’eau particulièrement agressive ou acide , il est préférable d’opter pour des matériaux en acier inoxydable ou en fibre de verre. Cette dernière est intrinsèquement insensible à la plupart des agents chimiques

En revanche, si l’eau peut être contaminée par le processus, entraînant avec elle des impuretés ou d’autres contaminants de diverses natures, y compris organiques, il sera nécessaire d’évaluer le type de remplissage. Parmi les différents types disponibles, on trouve les dispositifs anti-incrustants, les canaux verticaux non croisés et les packs « splash » classiques basés sur le principe de l’entraînement de gouttes, entre autres.

Purges et apports dans les tours aéroréfrigérantes

Les tours évaporatives atteignent leur objectif de refroidissement de l’eau par évaporation forcée d’une certaine quantité d’eau. La quantité d’eau évaporée est directement proportionnelle à la quantité de chaleur à dissiper . En particulier, environ 1 litre d’eau est perdu pour chaque 600 kcal de charge thermique éliminée.

Cela représente l’un des rares aspects « critiques » à gérer dans les systèmes de refroidissement par évaporation par rapport à d’autres technologies de refroidissement.

L’eau évaporée pour obtenir le refroidissement doit être réintégrée dans le circuit. Il est conseillé d’effectuer cette opération en conditionnant la qualité de l’eau. De cette manière, il n’y aura pas d’infiltrations et de dépôts dans le circuit lui-même. Cela est dû au fait que les sels contenus dans l’eau évaporée restent dissous dans l’eau restante, qui augmente en concentration. En résumé, il est essentiel de maintenir sous contrôle le fait que certains seuils ne soient pas dépassés. Normalement, un traitement anticalcaire approprié, une purge partielle de l’eau contenue dans le circuit et un traitement biocide sont plus que suffisants à cette fin.

L’eau évaporée est une conséquence de la chaleur dissipée et ne peut donc pas être modifiée en termes quantitatifs. 

L’eau définie comme « purge » peut être modifiée et a pour fonction de maintenir la quantité de sels dissous dans certaines limites

Bonnes pratiques du fabricant de tours aéroréfrigérantes (ou de refroidissement)

Les composants qui constituent les tours de refroidissement bénéficient également d’une gestion correcte. Les échangeurs de chaleur ont une durée de vie plus longue, les moteurs et les ventilateurs fonctionnent dans de meilleures conditions, car une eau corrosive pourrait détériorer les parties les plus sensibles.

En ce qui concerne les pratiques à suivre pour obtenir cette condition, il suffit généralement de suivre les instructions spécifiques fournies par le fabricant . Ils doivent être respectés en ce qui concerne les contrôles et la maintenance périodiques, ainsi que les paramètres chimico-physiques pour l’eau en circulation. Cependant, il existe des directives plus générales, souvent également mentionnées dans les manuels des fabricants, qui fournissent des « bonnes pratiques » valables pour tous les systèmes utilisant des tours de refroidissement. Des organismes prestigieux dans ce domaine sont Eurovent, Cooling Technology Institute ou AEFYT .

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Qu'est-ce qu'une tour de refroidissement et comment fonctionne une tour de refroidissement ?

Si vous êtes curieux de connaître les processus industriels et les machines massives qui rendent possibles les commodités modernes, vous êtes au bon endroit. Aujourd'hui, nous allons faire la lumière sur un héros méconnu du monde industriel : la tour de refroidissement.

Qu'est-ce qu'une tour de refroidissement ?

Vous vous demandez peut-être : « Qu'est-ce qu'une tour de refroidissement exactement ? En termes simples, une tour de refroidissement est un dispositif de rejet de chaleur. Il récupère la chaleur résiduelle des processus industriels et la libère dans l'atmosphère, en utilisant généralement de l'eau et un processus d'évaporation pour évacuer la chaleur. C'est comme donner à l'industrie un climatiseur géant.

C'est un composant fondamental dans de nombreuses applications industrielles, fournissant une source fiable d'eau fraîche tout au long de l'année. Idéaux pour des températures de fonctionnement allant de 70 °F à 100 °F (21,1 °C à 37,8 °C), ces appareils contribuent à dissiper la chaleur indésirable de divers processus et machines. Les industries tirant parti de cette technologie comprennent, mais sans s'y limiter, le moulage par injection, les aliments et les boissons, les produits chimiques, les systèmes laser, les machines-outils, les semi-conducteurs, etc.

Malgré les conceptions et les fabricants différents, le principe de fonctionnement de base de toutes les tours de refroidissement reste constant : le refroidissement par évaporation. Ce mécanisme universel est au cœur du fonctionnement de ces systèmes, faisant des tours de refroidissement un atout indispensable dans les besoins de refroidissement industriels.

Composants d'une tour de refroidissement

Maintenant, décomposons la tour de refroidissement en ses principaux composants comme si nous faisions une visite guidée à l'intérieur de cette machine impressionnante :

• Les compresseurs hermétiques sont principalement utilisés dans les réfrigérateurs domestiques, le moteur et le compresseur sont enfermés dans un boîtier en acier également connu sous le nom de conteneur hermétique où aucun gaz ou liquide ne peut entrer ou s'échapper des joints de soudure soudés autour du conteneur. Châssis et boîtier : Il s'agit de la structure de la tour, généralement constituée de matériaux robustes comme le métal ou la fibre de verre.
• Les compresseurs hermétiques sont principalement utilisés dans les réfrigérateurs domestiques, le moteur et le compresseur sont enfermés dans un boîtier en acier également connu sous le nom de conteneur hermétique où aucun gaz ou liquide ne peut entrer ou s'échapper des joints de soudure soudés autour du conteneur. Remplir : C'est là que l'action se passe. Le remblai augmente la surface de contact entre l'air et l'eau.
• Les compresseurs hermétiques sont principalement utilisés dans les réfrigérateurs domestiques, le moteur et le compresseur sont enfermés dans un boîtier en acier également connu sous le nom de conteneur hermétique où aucun gaz ou liquide ne peut entrer ou s'échapper des joints de soudure soudés autour du conteneur. Bassin d'eau froide : Celui-ci collecte l'eau refroidie au bas de la tour, où elle est renvoyée pour refroidir le processus industriel.
• Les compresseurs hermétiques sont principalement utilisés dans les réfrigérateurs domestiques, le moteur et le compresseur sont enfermés dans un boîtier en acier également connu sous le nom de conteneur hermétique où aucun gaz ou liquide ne peut entrer ou s'échapper des joints de soudure soudés autour du conteneur. Éliminateurs de dérive : Ces gars capturent les gouttelettes d'eau qui pourraient être emportées avec l'air qui s'échappe.
• Les compresseurs hermétiques sont principalement utilisés dans les réfrigérateurs domestiques, le moteur et le compresseur sont enfermés dans un boîtier en acier également connu sous le nom de conteneur hermétique où aucun gaz ou liquide ne peut entrer ou s'échapper des joints de soudure soudés autour du conteneur. Ventilateurs : Ce sont les héros méconnus. Ils aspirent l'air à travers la tour, facilitant le processus d'évaporation.

Le processus : comment fonctionne une tour de refroidissement

Passons maintenant à la partie amusante - comment fonctionne une tour de refroidissement. C'est assez ingénieux, vraiment:

• L'eau chaude du processus industriel entre dans la tour de refroidissement.
• L'eau est répartie à l'intérieur de la tour, généralement sur le remblai, pour augmenter sa surface.
• Les ventilateurs aspirent l'air à travers la tour, et cet air évapore une petite partie de l'eau chaude.
• Cette évaporation refroidit l'eau restante, qui est recueillie dans le bassin.
• L'eau refroidie est ensuite pompée vers le processus industriel, et le cycle recommence. Propre, hein ?

Types de tours de refroidissement

Il existe plusieurs types de tours de refroidissement, chacune avec sa particularité dans le processus :

1. Tours à contre-courant

Dans une conception à contre-courant, l'air est dirigé verticalement vers le haut, se déplaçant à contre-courant de l'eau qui tombe. Cette configuration est compacte, offrant un encombrement réduit par rapport aux autres conceptions. Cela en fait un bon choix pour les endroits où l'espace est limité. Cependant, en raison du déplacement de l'air et de l'eau dans des directions opposées, les tours à contre-courant nécessitent généralement des ventilateurs plus puissants, et donc plus énergivores, pour surmonter la résistance du mouvement d'air vers le haut.

2. Tours à flux croisés

Les tours à flux croisés utilisent une conception où l'air se déplace horizontalement, perpendiculairement au flux d'eau descendant. Cette conception minimise la chute de pression d'air à travers la tour et peut donc fonctionner avec des ventilateurs à faible consommation d'énergie par rapport aux tours à contre-courant. La conception conduit à des tours plus grandes en raison de l'espace requis pour que l'air se déplace horizontalement à travers l'eau qui tombe. Les tours à flux croisés sont appréciées pour leur facilité d'entretien car de nombreux composants sont facilement accessibles.

3. Tours à tirage naturel

Les tours à tirage naturel tirent parti du principe de flottabilité, où l'air chaud et humide monte naturellement et est évacué dans l'atmosphère sans avoir besoin de ventilateurs mécaniques. Ces tours sont généralement assez hautes, leur hauteur impressionnante facilitant cet « effet cheminée » naturel. Cette conception est économe en énergie car elle ne nécessite pas de ventilateurs mécaniques, mais la plus grande taille et les coûts de construction plus élevés sont des considérations importantes. Ils sont généralement utilisés dans les grands processus industriels où une quantité importante de chaleur doit être rejetée.

4. Tours de tirage mécanique

Les tours de tirage mécaniques utilisent des ventilateurs pour générer un flux d'air à travers la tour. Contrairement aux tours à tirage naturel, ces conceptions ne dépendent pas de la flottabilité naturelle pour le mouvement de l'air et n'ont donc pas besoin d'être aussi hautes. Ils peuvent être conçus avec une configuration à contre-courant ou à courant croisé, ce qui les rend polyvalents pour diverses applications. L'utilisation de ventilateurs permet de contrôler le débit d'air, améliorant ainsi l'efficacité du rejet de chaleur. Cependant, ces tours consommeront plus d'énergie en raison de l'utilisation de ventilateurs mécaniques.

Efficacité et maintenance des tours de refroidissement

Un bon entretien est la clé pour optimiser l'efficacité et prolonger la durée de vie des tours de refroidissement. Cela implique des inspections de routine, un entretien et des mesures préventives pour identifier et résoudre les problèmes potentiels dès le début. Voici un aperçu des différentes étapes de la maintenance des tours de refroidissement.

Nettoyage régulier

Le maintien de la propreté de la tour de refroidissement est crucial pour son fonctionnement optimal. Cela comprend le nettoyage du bassin pour éliminer tous les sédiments et empêcher la croissance des algues, ce qui pourrait obstruer le débit d'eau et réduire l'efficacité du refroidissement. De plus, le milieu de remplissage de la tour doit être maintenu propre pour assurer un contact air-eau maximal.

Traitement de l'eau

La qualité de l'eau utilisée dans la tour de refroidissement influence directement ses performances. Un traitement régulier de l'eau, y compris l'utilisation de biocides, d'algicides et d'inhibiteurs de tartre, peut prévenir des problèmes tels que la corrosion, le tartre et la croissance biologique, qui peuvent endommager la tour de refroidissement et réduire son efficacité.

Inspection des composants mécaniques

Les pièces mécaniques d'une tour de refroidissement, telles que les ventilateurs, les moteurs et les courroies, nécessitent une inspection régulière pour détecter tout signe d'usure. Le remplacement ou la réparation en temps opportun de ces pièces peut prévenir les pannes et maintenir les performances de la tour.

Surveillance des performances des tours de refroidissement

Une surveillance régulière des performances est essentielle pour s'assurer que la tour de refroidissement fonctionne aussi efficacement que possible. Cela implique le suivi de paramètres clés tels que le débit d'eau, le débit d'air et la capacité de refroidissement, entre autres. Toute modification importante de ces paramètres pourrait indiquer un problème nécessitant une attention immédiate.

Préparation de saison

Comme les tours de refroidissement sont exposées aux éléments, elles doivent être préparées pour différentes saisons. Par exemple, avant le début de l'hiver, il est essentiel d'hiverner correctement la tour de refroidissement pour éviter le gel. À l'inverse, se préparer pour l'été implique de s'assurer que la tour de refroidissement peut supporter les charges plus élevées associées à un temps plus chaud.

Phew! C'est beaucoup à assimiler. Qui aurait cru que les tours de refroidissement étaient si complexes et intéressantes ? Mais rappelez-vous, comme une grande partie de notre monde moderne, ils sont cachés à la vue de tous, assurant tranquillement le bon fonctionnement et l'efficacité de nos industries. Ainsi, la prochaine fois que vous verrez ce panache de vapeur s'élever dans le ciel, vous saurez exactement ce qui se passe. Apprendre n'est-il pas génial?

Merci d'avoir pris le temps de nous rejoindre dans ce voyage à travers le monde fascinant des tours de refroidissement. Si vous l'avez trouvé aussi intéressant que nous, pourquoi ne pas partager cet article avec un ami ? Vous pourriez simplement déclencher une passion pour les processus industriels - et c'est plutôt cool, non ?

Note de l'auteur: Hé, cher lecteur ! J'espère que vous avez apprécié cette plongée dans le monde des tours de refroidissement autant que j'ai aimé l'écrire. Ils font partie de ces choses auxquelles nous ne pensons pas souvent, mais sans eux, notre monde serait très différent. Voici les héros méconnus du monde industriel - les tours de refroidissement. Restez curieux et continuez à poser des questions. Qui sait ce que vous découvrirez ensuite ?

Bonjour! Je m'appelle Leo et je mets à votre service plus d'une décennie d'expertise dans les machines de refroidissement industrielles. Je suis ici pour partager des idées, des conseils et des solutions issus de mon parcours professionnel, dans l'espoir de vous aider dans vos besoins en refroidissement industriel. Bienvenue sur mon blog et je suis ravi de partager cet espace avec vous.

3 Commentaires sur “ Qu'est-ce qu'une tour de refroidissement et comment fonctionne une tour de refroidissement ? ”

Merci d'avoir souligné que les médias de remplissage dans les tours de refroidissement doivent être maintenus propres afin qu'il y ait un contact air-eau maximal. Je peux imaginer l'importance de gérer et d'entretenir ces éléments lorsqu'il s'agit de processus de tour de refroidissement afin d'éviter des problèmes dans leurs processus. Cela pourrait aussi avoir un effet sur la sécurité des travailleurs à proximité lorsque toutes les composantes ne sont pas contaminées et ne fonctionnent pas correctement, à mon avis.

Y a-t-il une pollution causée par l’utilisation de la tour de refroidissement ?

Oui, l’utilisation de tours de refroidissement peut provoquer certains types de pollution, même si elles sont largement utilisées pour dissiper la chaleur des processus industriels ou des systèmes de réfrigération. Les principaux types de pollution associés aux tours de refroidissement comprennent :

Pollution thermique : les tours de refroidissement libèrent de la chaleur dans l'environnement, ce qui peut augmenter la température des plans d'eau à proximité, affectant la vie aquatique et l'écosystème local.

Pollution de l'eau : Le processus d'évaporation dans la tour de refroidissement peut concentrer et libérer des produits chimiques dans les eaux usées, polluant potentiellement les sources d'eau. De plus, le traitement de l’eau des tours peut inclure des biocides et d’autres produits chimiques qui, s’ils ne sont pas manipulés correctement, peuvent contaminer les eaux de surface ou souterraines.

Pollution atmosphérique : Bien que moins courantes, les tours de refroidissement peuvent émettre de la vapeur d'eau qui, dans certaines conditions, peut contribuer à la formation de brouillard ou de nuages. De plus, si l’eau utilisée contient des produits chimiques volatils, ceux-ci peuvent être rejetés dans l’atmosphère. En cas de systèmes mal gérés ou de technologie obsolète, des légionelles, la bactérie responsable de la maladie du légionnaire, peuvent être émises à travers les aérosols produits par la tour.

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• Sommaire détaillé

Présentation

1 - PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT

• 1.1 - Définition de la réfrigération atmosphérique indirecte
• 1.2 - Description des tours aéroréfrigérantes

2 - ÉTAT DE LA TECHNIQUE

• 2.6 - Organes de protection

3 - DIMENSIONNEMENT

• 3.1 - Données d'entrées nécessaires au dimensionnement Tableau 1 - Comparaison des divers types de réfrigérants (Tranches REP 1 300 MW)
• 3.2 - Critères de choix d'un type d'aéroréfrigérant
• 3.3 - Méthode de calcul simplifiée d'une tour humide à tirage naturel Tableau 2 - Récapitulatif du dimensionnement d'une tour aéroréfrigérante humide à [...]

4 - CONSTRUCTION, IMPLANTATION, MISE EN SERVICE ET EXPLOITATION

• 4.2 - Précautions d'implantation
• 4.3 - Recommandations de mise en service
• 4.4 - Conseils d'exploitation et d'entretien

5 - CONCLUSION

• 5.1 - Performances et optimisation
• 5.2 - Aspect environnemental

Article de référence | Réf : BE8942 v1

Principe de fonctionnement Réfrigérants atmosphériques. Tours aéroréfrigérantes indirectes

Auteur(s) : Renaud FEIDT

Relu et validé le 21 mars 2017

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Les réfrigérants atmosphériques sont aujourd’hui les plus répandus pour le refroidissement de fortes puissances. Dans le cas des centrales électriques nucléaires, ces tours aéroréfrigérantes sont du type indirect avec confinement par rapport au circuit de refroidissement secondaire. La construction et la conception d'une tour aéroréfrigérante nécessitent des compétences et des qualifications spécifiques, afin d’englober tous les aspects concernés, mécaniques et thermiques, génie civil, techniques de dimensionnement et de construction. Au préalable à son exploitation, la conduite d’essai s de validation des caractéristiques est obligatoire, ainsi que la mise en place de consignes de sécurité, d’entretien et de surveillance. De plus, les réfrigérants de forte puissance font maintenant l'objet de nombreux aménagements pour limiter leur impact sur l'environnement.

Lire cet article issu d'une ressource documentaire complète , actualisée et validée par des comités scientifiques.

Cooling towers are currently the most widely used for cooling large power supplies. In the case of nuclear electric plants, they are indirect cooling towers. The building and design of a cooling tower require specific competences and qualifications in order to encompass every aspect concerned i.e. mechanical and technical aspects, civil engineering, dimensioning and building techniques. Prior to its operation, it is obligatory to carry out tests in order to validate the characteristics as well as implement safety, maintenance and surveillance instructions. Furthermore, high power cooling systems are currently being subjected to further developments in order to limit their impact on the environment.

Renaud FEIDT : Ingénieur thermique énergétique, Polytech Nantes - Directeur installation – Région Ouest – Johnson Controls Services et Solutions

INTRODUCTION

Apartir des années 1970, la construction de plusieurs centrales électriques de forte puissance en France a constitué une avancée technologique majeure encore reconnue à ce jour.

Les centrales électriques nucléaires, mais aussi thermiques classiques, mettent en jeux des échanges thermiques considérables en rapport avec leur puissance pouvant aller jusqu'à 1 300 MW pour un réacteur nucléaire. En considérant un rendement moyen de 33 %, la chaleur rejetée par un réacteur est donc au maximum de 2 600 MW.

Pour pouvoir évacuer cette quantité de chaleur, une première solution envisageable a été d'utiliser un refroidissement par eau de rivière. Pour une centrale nucléaire de 4 réacteurs de 900 MW, le débit total d'eau nécessaire à un refroidissement de 6 K (ΔT admissible pour ce type d'application) est de l'ordre de 35 m 3 /s par réacteur, soit 140 m 3 /s au total.

Il est malheureusement presque toujours impossible d'envisager ce mode de refroidissement sans risquer un échauffement trop important de l'eau des fleuves et des rivières. Par exemple, la puissance électrique totale installée à ce jour le long de la Loire est de 11 600 MW, le débit total d'eau de refroidissement à puiser dans le fleuve serait donc de 450 m 3 /s ce qui est supérieur à son débit normal moyen.

D'autres solutions de refroidissement ont donc été envisagées telles que l'utilisation d'eau de mer ou l'utilisation de l'air qui sont les deux puits froids les plus importants du milieu ambiant. Du fait des contraintes d'implantation et d'exploitation de l'eau de mer, les réfrigérants atmosphériques sont aujourd'hui les plus répandus pour le refroidissement de fortes puissances. Pour assurer la sûreté de fonctionnement, ceux utilisés pour refroidir les centrales électriques nucléaires sont de type indirect avec confinement par rapport au circuit de refroidissement secondaire. Entre un refroidissement à eau perdue et un réfrigérant atmosphérique humide, système le plus répandu, l'économie d'eau réalisée est estimée à 90 % de la quantité totale d'eau de circulation. En effet, l'appoint d'eau de rivière qui compense la quantité d'eau évaporée est alors de l'ordre de 2 à 4 m 3 /s pour un réacteur de 900 MW.

Dans ce dossier, nous décrirons, pour les réfrigérants atmosphériques indirects de forte puissance aussi couramment appelés tours aéroréfrigérantes indirectes :

le principe de fonctionnement ;

l'état de la technique ;

les principes de dimensionnement et de construction ;

des conseils de mise en service et d'exploitation.

Pour les autres types de réfrigérants atmosphériques, le lecteur peut se référer aux dossiers  [BE 8 940] « Réfrigérants atmosphériques, aéroréfrigérants directs secs » et  [BE 8 941] « Refrigérants atmosphériques, aérocondenseurs ».

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-be8942

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1.  Principe de fonctionnement

1.1 Définition de la réfrigération atmosphérique indirecte

Dans la réfrigération atmosphérique indirecte, la circulation en circuit fermé d'un volant d'eau permet d'assurer le refroidissement de l'installation. L'échange de chaleur entre la source chaude et l'eau s'effectue à travers un échangeur correspondant, dans les cas des centrales de fortes puissances, à un condenseur. Le refroidissement de l'eau avec le milieu ambiant est ensuite réalisé à l'aide d'un réfrigérant atmosphérique aussi communément appelé tour aéroréfrigérante .

Dans cette application dite indirecte, il n'y a donc aucun contact entre le fluide primaire chaud et l'eau de refroidissement. Il peut par contre y avoir contact entre l'eau de refroidissement et l'air. On parle alors de réfrigérant atmosphérique indirect humide .

1.2 Description des tours aéroréfrigérantes

Le plus répandu des systèmes de réfrigérant atmosphérique indirect est la tour aéroréfrigérante à tirage naturel par cheminée (figure  1 ). Il existe pourtant aussi des tours aéroréfrigérantes à tirage mécanique forcé comme nous le présentons par la suite.

Les tours aéroréfrigérantes indirectes sont généralement employées pour le refroidissement de volumes d'eau importants. Ce sont des appareils simples et fiables de fonctionnement. Leur encombrement est limité par rapport à la quantité de chaleur évacuée. Elles entraînent peu de contraintes d'entretien mais nécessite d'avoir éventuellement un système de traitement d'eau.

Le circuit ouvert avec contact entre l'eau à refroidir et l'air possède l'inconvénient de générer d'importants panaches de condensation de la vapeur d'eau rejetée à l'atmosphère. Il existe toutefois des tours aéroréfrigérantes avec circuit d'eau fermé. Dans ce deuxième cas, les puissances évacuées sont moins importantes mais il n'y a pas besoin d'appoint d'eau pour compenser l'eau évaporée lors de l'échange de chaleur dans la tour (figure  ...

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Bibliographie.

(1) - CAUDRON (L.) -   Les réfrigérants atmosphériques industriels.  -  Collection de la Direction des Études et Recherches d'Électricité de France, Eyrolles (1991).

DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES

Réfrigérants atmosphériques, aéroréfrigérants directs secs.

Réfrigérants atmosphériques, aérocondenseurs directs.

Tours de refroidissement. Essais de réception (Classe A) - AFNOR NF X 10-251 - 12-74

Tours de refroidissement à tirage mécanique. Essais sur le site (Classe B) - AFNOR NF X 10-252 - 12-80

Specification for water cooling tower - BSI 4485 - 1969

Leistungsversuche an Kühlturmen - EV DIN 6.59 - 1947

1 Réglementation

• 2.1 Constructeurs – Fournisseurs – Distributeurs (liste non exhaustive)

Loi n o  64.1245 (décembre 1964) : autorisation de prélèvements et de déversement d'eau.

Décret n o  73.218 (février 1973) : enquête commodo et in commodo/loi n o  64-1245.

Arrêtés d'application du décret 73.218 (13 mai 1975).

Circulaire n o  75.114 (2 juillet 1975) : procédure de révision d'autorisation en cas de pollution accidentelle de l'eau.

Circulaire d'application du décret 73.218 (14 juillet 1977).

Arrêté (20 novembre 1979) : conditions techniques générales d'autorisation.

Décret 2004-1331 (1 er décembre 2004) : rubrique 2921 – installations classées protection environnement (ICPE).

Loi n o  76.629 (10 juillet 1976) : protection de la nature.

Décret n o  77.1141 (12 octobre 1977) : décret d'application de la loi n o  76.629.

Loi n o  76.663 (19 juillet 1976) : installations classées pour la protection de l'environnement.

Décret n o  77.1133 (21 septembre 1977) : décret d'application de la loi n o  76.663.

2 Annuaire

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#CONDENSATION (PROCÉDÉ) #IMPACT ENVIRONNEMENTAL #INDUSTRIE ÉLECTRIQUE #RÉFRIGÉRANT

DANS LES RESSOURCES DOCUMENTAIRES

• Réfrigérants atmosphériques - Aérocondenseurs
• Tube à passage de courant - Échangeur électrique
• Réfrigérants atmosphériques - Aéroréfrigérants directs secs
• Conception et calcul des chaudières : échangeurs et circuits air/fumées

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A quoi sert et qui utilise une tour de refroidissement ?

• Aucun commentaire
• octobre 10, 2023
• Écologie & Énergie

Dans un monde de plus en plus conscient de l’importance de l’ efficacité énergétique , il est essentiel de comprendre le rôle et l’importance des installations thermiques. Parmi ces installations, les tours de refroidissement occupent une place de choix. Non seulement elles jouent un rôle crucial dans de nombreuses industries, mais elles contribuent aussi à la réduction de la consommation d’énergie. Mais à quoi servent-elles exactement ? Et qui les utilise ? C’est ce que nous allons découvrir.

Les tours de refroidissement : un système de refroidissement essentiel

Les tours de refroidissement sont des installations conçues pour refroidir l’eau. Plus précisément, elles sont utilisées pour refroidir l’eau qui a été réchauffée dans le cadre d’un processus industriel. En effet, dans de nombreuses industries, l’eau est utilisée pour absorber la chaleur produite par les machines ou les processus. Une fois l’eau chauffée, il est nécessaire de la refroidir avant de la réinjecter dans le système. C’est ici qu’interviennent les tours de refroidissement.

Le fonctionnement de ces tours est relativement simple. L’eau chaude est pulvérisée en haut de la tour, puis redescend par gravité, en traversant une série de ventilateurs et de matériaux d’échange de chaleur. Pendant ce processus, une partie de la chaleur est évacuée par évaporation , ce qui refroidit l’eau. L’eau refroidie est ensuite récoltée au bas de la tour et peut être réinjectée dans le système.

Les principaux utilisateurs de tours de refroidissement

Les tours de refroidissement sont utilisées dans de nombreux secteurs industriels. Elles sont notamment essentielles dans l’industrie de l’énergie, où elles sont utilisées pour refroidir l’eau utilisée dans les centrales thermiques ou nucléaires.

L’industrie pétrochimique est un autre grand utilisateur de ces tours. Dans ce secteur, elles servent à refroidir les fluides utilisés dans les différents processus de raffinage.

Les industries agro-alimentaires, les datacenters, les hôpitaux, les industries de la climatisation et du chauffage sont également des utilisateurs majeurs de ces tours. En résumé, toute industrie qui a besoin de refroidir de l’eau ou des fluides dans le cadre de ses processus peut avoir recours à une tour de refroidissement .

L’importance de la maintenance des tours de refroidissement

Bien que les tours de refroidissement soient des installations robustes, leur maintenance est cruciale pour garantir leur efficacité et leur longévité. Une mauvaise maintenance peut en effet entraîner une surconsommation d’énergie, un mauvais fonctionnement du système de refroidissement et, dans le pire des cas, la contamination de l’eau par des bactéries dangereuses.

Le traitement de l’eau est donc une étape essentielle de la maintenance de ces tours. Il s’agit notamment de veiller à ce que l’eau ne soit pas contaminée par des micro-organismes, et de contrôler régulièrement la température de l’eau et les niveaux de pH.

Le rôle des tours de refroidissement dans l’efficacité énergétique

Enfin, il est important de souligner le rôle des tours de refroidissement dans l’amélioration de l’efficacité énergétique. En effet, en refroidissant l’eau utilisée dans les processus industriels, ces tours permettent de réduire la consommation d’énergie.

De plus, les progrès technologiques ont permis de développer des tours de refroidissement de plus en plus performantes. Ces nouvelles générations de tours sont capables de refroidir l’eau à une température plus basse, ce qui permet de réduire encore davantage la consommation d’énergie.

Les tours de refroidissement jouent donc un rôle essentiel dans de nombreux secteurs industriels. Elles permettent non seulement de refroidir l’eau utilisée dans les processus, mais elles contribuent aussi à l’amélioration de l’efficacité énergétique. Que vous travailliez dans l’industrie de l’énergie, de la pétrochimie, de l’agroalimentaire, des datacenters ou de la climatisation, les tours de refroidissement sont probablement un élément clé de vos installations. Et avec les progrès technologiques, leur rôle devrait encore se renforcer à l’avenir.

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Qu'est-ce qu'une tour de refroidissement

Qu'est-ce qu'une tour de refroidissement.

Les tours de refroidissement offrent une solution éprouvée et rentable pour rejeter la chaleur de l'eau du condenseur et des processus industriels. Pendant le fonctionnement, l'eau du condenseur ou l'eau de process s'écoule directement sur la surface de transfert de chaleur de la tour de refroidissement. Au fur et à mesure que l'air est introduit dans la tour, une fraction de cette eau s'évapore, refroidissant l'eau restante.

Principe de fonctionnement du flux transversal

Principe d'opération

Les tours de refroidissement rejettent la chaleur des systèmes refroidis à l'eau vers l'atmosphère. L'eau chaude du système entre dans la tour de refroidissement et est distribuée sur le remplissage (surface de transfert de chaleur). L'air est induit ou forcé à travers le remplissage, provoquant l'évaporation d'une petite partie de l'eau. Cette évaporation élimine la chaleur de l'eau restante, qui est collectée dans le bassin d'eau froide et renvoyée au système pour absorber plus de chaleur. Chaque ligne de tour de refroidissement, bien que fonctionnant selon le même principe de fonctionnement de base, est agencée un peu différemment.

Configuration

Il existe deux configurations principales de tours de refroidissement assemblées en usine: à contre-courant et à contre-courant. Dans les tours de refroidissement à flux transversal, l'eau s'écoule verticalement vers le bas du remplissage alors que l'air circule horizontalement. Dans les tours de refroidissement à contre-courant, l'eau s'écoule verticalement vers le bas du remplissage tandis que l'air circule verticalement vers le haut.

Système de distribution d'eau

Les tours de refroidissement utilisent une distribution par gravité ou des systèmes de pulvérisation sous pression pour distribuer l'eau sur le remplissage. Les systèmes gravitaires, utilisés sur les tours de refroidissement à flux transversal de BAC, comportent des bassins d'eau chaude montés au sommet de la tour au-dessus du remplissage. Une série de buses de pulvérisation dans chaque bassin d'eau chaude distribue l'eau uniformément sur le remplissage. Les systèmes de distribution par gravité nécessitent généralement une tête de pompe minimale, peuvent être inspectés pendant que l'unité est en fonctionnement et sont faciles d'accès pour la maintenance et l'entretien de routine.

Les systèmes de distribution de pulvérisation, utilisés sur les tours de refroidissement à contre-courant, comportent une série de branches ou de tuyaux en PVC équipés de buses de pulvérisation montées à l'intérieur de la tour au-dessus du remplissage. Ces systèmes nécessitent généralement une pression d'eau de 2 à 7 psi à l'entrée d'eau et nécessitent que l'unité soit hors service pour inspection et maintenance.

Système de ventilateur

• Ventilateur axial
• Ventilateur centrifuge

Le flux d'air à travers la plupart des tours de refroidissement assemblées en usine est assuré par un ou plusieurs ventilateurs à entraînement mécanique. Le ou les ventilateurs peuvent être axiaux ou centrifuges, chaque type ayant ses propres avantages distincts. Les ventilateurs axiaux nécessitent environ la moitié de la puissance du moteur du ventilateur des ventilateurs centrifuges de taille comparable, ce qui permet des économies d'énergie significatives. Le flux d'air à travers la plupart des tours de refroidissement assemblées en usine est assuré par un ou plusieurs ventilateurs à entraînement mécanique. Le ou les ventilateurs peuvent être axiaux ou centrifuges, chaque type ayant ses propres avantages distincts. Les ventilateurs axiaux nécessitent environ la moitié de la puissance du moteur du ventilateur des ventilateurs centrifuges de taille comparable, ce qui permet des économies d'énergie significatives.

Les unités de ventilation centrifuges sont capables de surmonter des quantités raisonnables de pression statique externe (≤ 0,5 ”ou 12,7 mm de H2O), ce qui les rend adaptées aux installations intérieures et extérieures. Les ventilateurs centrifuges sont également intrinsèquement plus silencieux que les ventilateurs axiaux, bien que la différence soit minime et puisse souvent être surmontée grâce à l'application de ventilateurs à faible niveau sonore en option et / ou à une atténuation du son sur les ventilateurs axiaux.

Tirage induit

Les ventilateurs axiaux des équipements à tirage induit sont montés dans le pont supérieur de l'unité, minimisant l'impact du bruit du ventilateur sur les voisins proches et offrant une protection maximale contre le givrage des ventilateurs avec les unités fonctionnant dans des conditions sous-gel. L'utilisation de matériaux résistants à la corrosion garantit une longue durée de vie et minimise les besoins d'entretien des composants de traitement de l'air.

Tirage forcé

Les ventilateurs sont situés sur la face d'entrée d'air à la base des tours à tirage forcé, ce qui facilite l'accès pour la maintenance et l'entretien de routine. De plus, l'emplacement de ces composants dans le flux d'air entrant sec prolonge la durée de vie des composants en les isolant de l'air de refoulement saturé.

Gamme de capacité

Les capacités des produits sont exprimées en tonnes nominales. Une tonne de tour de refroidissement nominale est définie comme la capacité de refroidir 3 GPM (0,19 lps) d'eau d'une température d'eau d'entrée de 95 ° F (35,0 ° C) à une température d'eau de sortie de 85 ° F (29,4 ° C) à une température de 78 ° F (25,6 ° C) entrant par voie humide. température du bulbe. Les conditions nominales sont typiques des conceptions CVC conventionnelles dans la plupart des régions du pays, mais ne s'appliqueront pas à tous les projets. BAC propose un logiciel de sélection pour évaluer les performances d'une tour dans de nombreuses conditions.

Température d'entrée maximale de l'eau

Comme indiqué précédemment, les conditions de CVC typiques exigent une température de l'eau d'entrée d'environ 95 ° F (35,0 ° C). Toutes les tours de refroidissement BAC sont capables de résister à des températures d'au moins 120 ° F (48,9 ° C) avec des matériaux de remplissage standard. Pour les applications où la température de l'eau d'entrée dépasse 120 ° F (48,9 ° C), des matériaux de remplissage alternatifs sont disponibles et peuvent être nécessaires pour votre projet.

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Focus réglementaire : Tour Aéroréfrigérante (TAR)

Par Smail Mayouf

Le 08/10/2020

Qu’est-ce qu’une TAR ?

Définition
.

Une tour aéroréfrigérante ou tour de refroidissement est une installation de refroidissement évaporatif par dispersion d’eau dans un flux d’air. Elles sont utilisées pour refroidir de l'eau grâce à l'air ambiant. 

Le refroidissement évaporatif est basé sur un principe naturel simple : dans une tour ouverte, l’eau à refroidir est pulvérisée sur une surface de ruissellement alors que de l’air est soufflé ou aspiré au travers de cette surface de ruissellement.

Une petite quantité d’eau est évaporée, provoquant ainsi le refroidissement de l’eau restante. Cette eau froide tombe dans le bac de la tour, et la chaleur est extraite par l’air sortant de la tour.

Décomposition


Les tours de refroidissement varient en fonction de plusieurs caractéristiques définies en fonction de l’utilisation voulue :

• Type de tour : ouverte, fermée ou hybride
• Type de fonctionnement : intermittent ou continu
• Domaine d’utilisation : alimente des climatisations, la partie alimentaire, etc.

Parmi les installations de refroidissement, on va retrouver la ou les tour(s) de refroidissement et ses parties internes avec :

• Échangeur(s)
• Le circuit d’eau en contact avec l’air
• Le circuit d’eau appoint (eau de ville, de forage, etc.)
• Le circuit de purge

Où trouve-t-on des tours de refroidissement  ?

Tout exploitant d’une installation industrielle, d’un établissement recevant du public peut exploiter une tour de refroidissement du type TAR :

Industriel


• Chimique : industries phytosanitaire, pharmaceutique, oléo chimique, peinture, carrières, etc.
• Stockage : pétrolier, gaz et huile
• Énergie et utilités : nucléaire, thermique, énergies renouvelables, gestionnaire de réseaux
• Agro-industrie : industrie agroalimentaire, papier et carton, bioénergie, biomatériau, huiles essentielles, cosmétiques
• Industrie pétrochimique : fabrication de composées chimiques à l’aide du pétrole ou le gaz naturel
• Industrie de transformation : métaux, bois, caoutchouc, polymères, etc.
• Immeuble de bureaux, de logements collectifs, etc.
• Milieu hospitalier, cliniques
• Centres commerciaux, magasins de ventes

Celles-ci sont principalement utilisées pour la climatisation des locaux de taille importante, des salles informatiques, ou le refroidissement de procédés industriels dégageant de la chaleur.

Quels sont les risques ?

Pour ce type d’installation, l’enjeu est clairement sanitaire.

Les risques identifiés sont les suivants :

• des risques de pollution des réseaux d’eau,
• des risques pour la santé publique,
• maladies (légionnelles), contaminations

Il faut surveiller la qualité de l’eau évaporée qui présente potentiellement un risque de légionnelle en cas de manquement caractérisé aux règles de construction et de maintenance.

Les Références réglementaires

En 2004, à la suite de plusieurs cas de légionelloses liés à la prolifération et à la dispersion de légionelles par les tours aéroréfrigérantes, la rubrique 2921 de la nomenclature ICPE a été créée. La réglementation a été révisée en 2013 et est entrée en vigueur au cours de l’année 2014.

Dans le cadre de cette rubrique sont soumis à :

• Enregistrement (seuil E) : les systèmes de refroidissement évaporatifs par dispersion d’eau dans un flux d’air de puissance supérieure ou égale à 3000 kW
• Déclaration avec contrôle (seuil DC) : les systèmes de refroidissement évaporatifs par dispersion d’eau dans un flux d’air de puissance inférieure à 3000 kW

Textes principaux


• Arrêté du 14 décembre 2013 relatif aux prescriptions générales applicables aux installations relevant du régime de l'enregistrement (seuil E) au titre de la rubrique n° 2921 de la nomenclature des installations classées pour la protection de l'environnement
• Décret n° 2013-1205 du 14 décembre 2013 modifiant la nomenclature des installations classées 
• Code de l’environnement : Article L. 512-11 Articles R512-55 à R512-60
• Arrêté du 14 décembre 2013 relatif aux prescriptions générales applicables aux installations relevant du régime de la déclaration (seuil DC) au titre de la rubrique n° 2921 de la nomenclature des installations classées pour la protection de l'environnement
• Circulaire du 28 septembre 2006  concernant les mesures compensatoires en cas d’impossibilité technique ou économique de réaliser l’arrêt annuel de l’installation pour nettoyage et désinfection.

Les obligations 

En tant qu'utilisateur ou détenteur de ce type d’installation, vous êtes responsable de leur sécurité. Les arrêtés du 14 décembre 2013 et le code du travail (art. 512-55 à 512-60) fixent les obligations réglementaires pour le suivi en service des systèmes de refroidissement.

Documentation :

• L’analyse Méthodique des Risques (AMR)
• Dossier installation classé
• Carnet de suivi
• Documents relatifs à la formation du personnel
• Plan d’entretien et de surveillance
• Documents relatifs aux dérogations (si dérogation)
• Bilan annuel

Contrôles :

Nettoyage annuel : Une intervention de nettoyage, par actions mécaniques et/ou chimiques, de la ou des tour(s) de refroidissement, de ses (leurs) parties internes et de son (ses) bassin(s), est effectuée au minimum une fois par an.

Contrôle de vérification initial : Le contrôle de vérification initial est effectué sur l'installation par un organisme indépendant (ou agréé) dans un délai de six mois suivant la mise en service de l'installation (ou dans le cas d’un dépassement du seuil de concentration de 100 000 UFC/L). Il comprend une vérification de : l’implantation des rejets dans l'air ; l’absence de bras morts non gérés présence sur l'installation d'un dispositif en état de fonctionnement ou de dispositions permettant la purge complète de l'eau du circuit ; de la présence d'un dispositif de limitation des entraînements vésiculaires, vérification visuelle de son état et de son bon positionnement et de la vérification visuelle de la propreté et du bon état de surface de l'installation.

Périodicité :

Contrôle de vérification initial: sous les 6 mois suivant l’installation Nettoyage annuel: 12 mois

Les contrôles de certaines installations varient en fonction de la puissance évaporée :

TAR soumis à déclaration avec contrôle DC (dont la puissance évaporée par l’installation est inférieure à 3000 kW) :

Analyse de la concentration en légionelle pneumophila dans l’eau :

L'exploitant met en œuvre un traitement préventif de l'eau à effet permanent pendant toute la durée de fonctionnement de l'installation, dont l'objectif est à la fois de réduire le biofilm et de limiter la concentration en légionelles libres dans l'eau du circuit. Elle est réalisée une fois tous les deux mois en fonctionnement normal pour les installations soumises à déclaration au titre de la rubrique 2921.

Contrôle périodique : L'installation est soumise à des contrôles périodiques par des organismes agréés et accrédités COFRAC. Il inclut : la visite de l’installation et la vérification de la puissance maximale au regard de la puissance déclarée ; la vérification que la puissance maximale est inférieure au seuil maximal du régime déclaratif ou que le type d'installation correspond au seuil déclaratif (le non-respect de ce point relève d'une non-conformité majeure) et la présence de toute la documentation liée à l’installation (récépissé de déclaration, dossier d’installation, carnet de suivi, etc.). Le rapport mentionne les points pour lesquels les mesures de gestion du risque de prolifération et de dispersion des légionnelles prescrites ne sont pas effectives.

Mesure des polluants rejetés :

Une mesure des concentrations des différents paramètres et polluants est effectuée (au moins tous les ans) par un organisme agréé par le ministre chargé de l'environnement. Ces mesures sont effectuées sur un échantillon représentatif du fonctionnement sur une journée de l'installation et constitué soit par un prélèvement continu d'une demi-heure, soit par au moins deux prélèvements instantanés espacés d'une demi-heure.

Analyse des legionella pneumophila : 2 mois Contrôle périodique: 10 ans pour les TAR couvertes par l’ISO 14001 et 5 ans pour les autres

Mesure des polluants rejetés : 12 mois

TAR soumis à enregistrement E (dont la puissance évaporée par l’installation est supérieure à 3000 kW) :

Analyse de la concentration en légionnelle pneumophila dans l’eau  :

L'exploitant identifie les indicateurs physico-chimiques et microbiologiques pertinents qui permettent de diagnostiquer les dérives au sein de l'installation, en complément du suivi obligatoire de la concentration en Legionella pneumophila dans l'eau du circuit. Elle est réalisée au moins une fois tous les mois en fonctionnement normal pour les installations soumises à déclaration au titre de la rubrique 2921.

L'exploitant met en place une surveillance des rejets spécifique aux produits de décomposition des biocides utilisés ayant un impact sur l'environnement.

Nota : Les polluants qui ne sont pas susceptibles d'être émis par l'installation, ne font pas l'objet des mesures périodiques prévues.

Analyse des legionella pneumophila : 1 mois

Mesure des polluants rejetés : à définir par l'exploitant en fonction des polluants susceptibles d'être rejetés

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Tour de refroidissement : avantages et inconvénients

mayo 18, 2023

Les tours de refroidissement sont des équipements clés dans le secteur de l’industrie , permettant de dissiper la chaleur à partir des processus de production. Cependant, leur utilisation peut avoir des retombées environnementales et économiques. Cet article explore les avantages et inconvénients liés à une tour de refroidissement, en mettant en évidence les impacts sur l’eau, l’énergie et les coûts d’exploitation.

Tour de refroidissement : atouts et inconvénients

La tour de refroidissement est un élément crucial dans les sites industriels où l’eau chaude doit être refroidie avant d’être réutilisée ou rejetée dans l’environnement. Elle permet de réduire la température de l’eau en la faisant passer par des tuyaux en contact avec l’air extérieur.

Cependant , cet équipement n’est pas sans conséquence sur l’environnement. En effet, il peut engendrer des nuisances sonores et olfactives pour les riverains du site. De plus, le rejet de vapeur d’eau peut également entraîner des problèmes de pollution atmosphérique.

Il est donc important de bien peser le pour et le contre avant d’installer une tour de refroidissement sur un site de nouvelles. Il convient de prendre en compte les risques potentiels pour l’environnement et la santé publique, tout en assurant la fiabilité et l’efficacité du système de refroidissement.

En somme, la tour de refroidissement peut être bénéfique pour le fonctionnement du site industriel, mais elle nécessite une attention particulière pour minimiser ses impacts environnementaux et sociaux.

Problème refoulement et regulation sonde température (Peugeot 206 malgré la purge)

سلسلة ميكانيك بالدارجة 2 :شرح مبسط le circuit de refroidissement, quels sont les bénéfices et les inconvénients de la refroidissement par l’eau .

Les avantages de la refroidissement par l’eau : La refroidissement par l’eau est très efficace pour dissiper la chaleur des composants électroniques. Elle offre une meilleure performance que la refroidissement par air, ce qui est essentiel pour les ordinateurs haut de gamme utilisés pour la conception graphique, la production vidéo et les jeux. De plus, le système de refroidissement par eau est beaucoup plus silencieux, car il n’y a pas de ventilateurs bruyants tourbillonnant à haute vitesse.

Les inconvénients de la refroidissement par l’eau : Le principal inconvénient de la refroidissement par l’eau est son coût élevé. Les systèmes de refroidissement liquide sont beaucoup plus chers que les solutions traditionnelles de refroidissement par air, ce qui peut rendre cette technologie inaccessible pour certains utilisateurs. De plus, l’installation d’un tel système peut être compliquée et nécessite souvent l’aide d’un professionnel qualifié, ce qui peut également ajouter des coûts supplémentaires. Enfin, il y a toujours un risque potentiel de fuite d’eau, qui peut endommager les composants électroniques coûteux.

Quels sont les bénéfices du système de refroidissement ?

Le système de refroidissement est essentiel pour garantir le bon fonctionnement et la longévité des équipements électroniques tels que les ordinateurs et les serveurs. Grâce à un refroidissement adéquat, les composants internes peuvent maintenir une température de fonctionnement optimale, ce qui réduit les risques de surchauffe et de défaillance. De plus, un système de refroidissement efficace peut également aider à réduire les coûts d’électricité en permettant aux équipements de fonctionner de manière plus efficace. Enfin, un système de refroidissement bien conçu peut contribuer à réduire les nuisances sonores produites par les équipements électroniques, offrant ainsi un environnement de travail plus confortable pour les utilisateurs. En somme, le système de refroidissement représente un élément clé de toute infrastructure informatique moderne.

Quel est l’avantage principal d’une tour de refroidissement par rapport à un condenseur à air standard ?

La principale avantage d’une tour de refroidissement par rapport à un condenseur à air standard est la capacité de traiter des flux de chaleur beaucoup plus importants. Les tours de refroidissement utilisent de l’eau pour dissiper la chaleur produite par les systèmes de climatisation et les processus industriels, permettant ainsi une récupération plus efficace de la chaleur et réduisant les coûts énergétiques. En outre, les tours de refroidissement sont également plus durables et nécessitent moins d’entretien que les condenseurs à air standard, ce qui en fait une option plus rentable à long terme. Cependant, les tours de refroidissement peuvent être plus coûteuses à installer et à exploiter, ce qui doit être pris en compte lors de leur utilisation.

Quel est le but de la tour de refroidissement ?

La tour de refroidissement est utilisée dans les centrales électriques et les usines pour refroidir l’eau chaude qui est utilisée pour produire de la vapeur . L’eau chaude est envoyée dans la tour de refroidissement où elle est répartie en fines gouttelettes avec de l’air à haute pression. La chaleur est évacuée dans l’air sous forme d’énergie thermique, le processus permet de réduire la température de l’eau et de la recycler pour une nouvelle utilisation. Les tours de refroidissement sont donc essentielles pour le fonctionnement efficace des centrales électriques et des usines .

Quels sont les avantages et les inconvénients d’une tour de refroidissement dans le traitement de l’eau ?

Les avantages: Une tour de refroidissement offre plusieurs avantages dans le traitement de l’eau. Tout d’abord, elle permet de refroidir l’eau à des températures acceptables pour les processus industriels. En effet, certaines industries nécessitent de l’eau à des températures basses afin de protéger leurs équipements et produits.

De plus, elle aide à économiser l’eau en permettant sa réutilisation. Cela réduit non seulement la consommation d’eau, mais aussi les coûts associés.

Enfin, la tour de refroidissement peut être utilisée pour éliminer certaines impuretés de l’eau, améliorant ainsi sa qualité et empêchant la croissance de bactéries ou autres micro-organismes.

Les inconvénients: Cependant, il est important de noter que les tours de refroidissement peuvent également présenter certains inconvénients. Elles peuvent être des centres de prolifération de bactéries dangereuses, comme la légionellose, si elles ne sont pas correctement entretenues.

De plus, les tours de refroidissement sont généralement bruyantes et visuellement peu attrayantes. Cela peut causer des problèmes pour les communautés locales et les environnements touristiques.

Enfin, la maintenance régulière est essentielle pour assurer le bon fonctionnement et la durabilité des tours de refroidissement, ce qui peut entraîner des coûts supplémentaires pour les entreprises.

Comment évaluer les avantages et les inconvénients d’une tour de refroidissement en termes de coûts et de fiabilité ?

Pour évaluer les avantages et les inconvénients d’une tour de refroidissement en termes de coûts et de fiabilité, il est important de considérer plusieurs facteurs clés. D’un côté, les avantages d’une tour de refroidissement incluent une efficacité élevée pour refroidir les processus industriels, une réduction de la consommation d’eau et donc des coûts d’exploitation, ainsi qu’une longue durée de vie grâce à un entretien régulier. D’un autre côté, les inconvénients peuvent inclure des coûts initiaux plus élevés pour l’installation, une complexité accrue en raison de la nécessité d’un système de traitement de l’eau approprié, ainsi que des risques potentiels pour la santé publique liés à la propagation de bactéries telles que la légionelle.

Pour analyser les coûts, il est crucial de prendre en compte les coûts initiaux d’achat, d’installation et de mise en service de la tour de refroidissement, ainsi que les coûts d’entretien et de réparation tout au long de sa durée de vie. En outre, il convient de comparer ces coûts à ceux d’autres options de refroidissement telles que les tours de refroidissement à sec ou les échangeurs de chaleur. En ce qui concerne la fiabilité, il est important de considérer la fiabilité historique de la technologie de la tour de refroidissement ainsi que les mesures de sécurité en place pour minimiser les risques liés à l’exploitation de cette technologie.

En somme, l’évaluation des avantages et des inconvénients d’une tour de refroidissement en termes de coûts et de fiabilité doit prendre en compte différents facteurs et exiger une analyse minutieuse. Cependant, une fois que ces considérations ont été pesées, il est possible de prendre une décision éclairée quant à l’adoption de cette technologie pour les besoins de refroidissement industriels.

Quelles mesures devraient être prises pour minimiser les risques associés aux tours de refroidissement, tout en maximisant leurs avantages pour l’industrie ?

Des mesures strictes de sécurité et de contrôle de la qualité de l’eau doivent être mises en place pour minimiser les risques associés aux tours de refroidissement. Cela inclut une surveillance constante des niveaux de bactéries, de la teneur en produits chimiques et de la température de l’eau.

La formation adéquate des travailleurs est également essentielle pour garantir qu’ils comprennent les protocoles de sécurité et les procédures à suivre en cas d’incident.

En outre, il est important d’éduquer le public sur les risques potentiels associés aux tours de refroidissement et d’expliquer comment ces risques sont minimisés grâce aux mesures de sécurité appropriées.

En fin de compte, nous devons chercher à maximiser les avantages de ces tours de refroidissement pour l’industrie en assurant leur fonctionnement efficace et sûr tout en réduisant au minimum les risques pour la santé publique et l’environnement.

En conclusion, une tour de refroidissement offre de nombreux avantages, notamment en termes de réduction des coûts de refroidissement et d’efficacité énergétique. Cependant, il existe également des inconvénients tels que les risques de contamination de l’eau et les nuisances sonores pour les résidents proches. Il est donc important de bien peser les avantages et les inconvénients avant de décider si une tour de refroidissement est appropriée pour votre entreprise ou votre communauté. En fin de compte, la clé est de trouver un équilibre entre la nécessité d’un refroidissement efficace et les impacts potentiels de cette technologie sur l’environnement et les communautés locales.

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Traitement de l’eau pour les tours de refroidissement

Un guide complet sur la manière de mettre en place un système optimal de traitement de l’eau pour les tours de refroidissement.

Quel est l’objectif d’un système d’appoint automatique ? Quel est le rôle d’un traitement chimique approprié ? Comment maintenir l’eau de circulation dans des limites de fonctionnement optimales ? Autant de questions auxquelles votre consultant en refroidissement de l’eau des procédés industriels peut répondre.

Tout d’abord, voyons comment fonctionne une tour de refroidissement .

1. Brève introduction au fonctionnement de la tour d'évaporation

Le refroidissement de l’eau par l’utilisation de tours d’évaporation est un système extrêmement efficace sur le plan énergétique qui, par l’évaporation forcée d’une petite quantité d’eau, fait baisser la température du reste de la masse d’eau en circulation.

La quantité d’eau évaporée au maximum de la capacité est d’environ 2 % de la masse totale en circulation. L’exploitation de la chaleur latente d’évaporation permet donc de travailler à des températures proches du bulbe humide de l’air, avec des coûts d’exploitation très faibles par rapport au refroidissement par refroidisseurs ou à l’eau perdue.

2. Qu'advient-il de l'eau qui circule ?

Le système de refroidissement par tour d’évaporation ne peut donc être considéré ni comme un circuit complètement fermé, puisqu’il y a un échange direct avec l’air, ni comme un circuit complètement ouvert, puisque la majeure partie de l’eau est recirculée.

En raison de l’évaporation de l’eau, il est nécessaire de prévoir un système d’appoint automatique pour maintenir un niveau d’eau correct.

Par rapport à l’eau d’appoint, l’eau de circulation est principalement soumise aux phénomènes suivants qui peuvent modifier sa qualité initiale :

• Salissures et pollution dues au contact avec l’air : pour permettre l’évaporation, de grandes masses d’air sont poussées dans l’échangeur de chaleur et la tour d’évaporation joue ainsi le rôle de laveur et d’épurateur par rapport à l’air aspiré contenant des poussières, des matières organiques et d’éventuelles pollutions.
• Contamination et pollution dues au contact avec l’équipement à refroidir et au refroidissement direct éventuel des pièces.
• Augmentation continue de la concentration saline de l’eau, y compris des éventuels polluants mentionnés ci-dessus : en raison de l’évaporation d’une partie de l’eau, qui peut être considérée comme distillée, et de la réintégration qui s’ensuit, la salinité de l’eau en circulation continuerait à augmenter en l’absence d’une purge adéquate.
• Augmentation de la charge bactérienne et de la croissance des algues/biofilms en raison de conditions favorables (lumière, matières organiques, température, oxygénation).

3. Pourquoi fournir un système de traitement automatique de l'eau ?

En conséquence des considérations ci-dessus, l’eau de circulation, sans une gestion et un traitement chimique appropriés, entraînerait rapidement des phénomènes négatifs sur le système de refroidissement et une baisse de l’efficacité de l’échange, à la fois sur la tour et sur l’ensemble du circuit.

Ces phénomènes négatifs peuvent être résumés comme suit :

• L’encrassement, généralisé et surtout sur les surfaces d’échange. Il convient de noter que la formation d’un petit film d’encrassement isole les surfaces d’échange prévues (avec une conductivité thermique élevée), ce qui réduit brusquement l’efficacité du système. Si l’encrassement se poursuit dans le temps, ce film se transforme en une couche épaisse et isolante qui obstrue les passages de refroidissement et les passages de la tour.
• Corrosion, localisée ou diffuse. Les corrosions se produisent non seulement par contact direct avec l’eau de refroidissement, mais aussi sous les dépôts incrustés (corrosion sous-dépôt). Ce phénomène est très dangereux pour l’installation car il y a un risque d’endommagement des équipements et donc d’arrêt imprévu du refroidissement.
• Le développement d’algues et de biofilms, qui diminuent l’efficacité de l’échange, peut boucher les passages et entraîner des problèmes sanitaires. À l’heure actuelle, les directives applicables exigent expressément que le système soit géré de manière optimale du point de vue du contrôle de la croissance bactérienne.

Il convient de noter que les phénomènes décrits ci-dessus augmentent leurs effets lorsqu’ils se produisent simultanément. Il est donc important de faire fonctionner le système de manière optimale en ce qui concerne tous les paramètres afin de maintenir la sécurité et l’efficacité opérationnelles au fil du temps.

4. Comment effectuer un traitement adéquat de l'eau

L’objectif du traitement est donc de maintenir l’eau en circulation dans des limites de gestion optimales, en obtenant le meilleur compromis entre les résultats, la sécurité et les coûts d’exploitation. Il n’existe donc pas de système de traitement « universel », mais plutôt différentes configurations et différents degrés de complexité en fonction de la taille et du potentiel de l’installation :

• La taille et le potentiel de l’installation : en général, les petites installations utilisent des systèmes plus simples, tandis que les grandes installations utilisent des systèmes plus complexes.
• Le degré d’automatisation requis pour minimiser les efforts du personnel.
• L’adaptabilité automatique nécessaire aux variations de la charge thermique.
• Budget prévu pour le système de traitement et son fonctionnement ultérieur : en général, les systèmes plus complexes et complets permettent une économie de gestion, ils sont donc indiqués sur les installations de moyenne/grande capacité et avec un nombre important d’heures de travail par an, à l’inverse, les systèmes plus simples prévoient un coût d’achat plus contenu et sont indiqués sur les installations de petite capacité ou avec une utilisation occasionnelle.
• Type de processus, conditions de fonctionnement, qualité de l’eau d’alimentation.
• Exigences spécifiques (par exemple, imposées par le processus ou le fabricant de la machine à refroidir).

Pour obtenir un contrôle complet de l’installation, le système de traitement doit donc principalement effectuer les tâches suivantes :

• Contrôle et maintien de la concentration correcte de sel dans l’eau. Cela nécessite l’installation d’une purge automatique, qui peut être mise en œuvre avec différentes stratégies de gestion adaptées aux différentes exigences et conditions d’exploitation, et qui maintient la concentration de l’eau dans des limites gérables par le traitement.
• Contrôle et minimisation des risques d’encrassement. Pour assurer la protection contre l’encrassement, il est important d’adopter et de mettre en synergie la purge automatique, le produit de conditionnement chimique et éventuellement le système de prétraitement de l’eau. Contrôle et minimisation des risques de corrosion. Pour obtenir une protection contre la corrosion, il est important d’adopter et de mettre en synergie la purge automatique, le produit chimique de conditionnement et le choix approprié des matériaux de construction du système.
• Contrôle de la croissance bactérienne. Pour obtenir une protection contre la croissance d’algues et de biofilms et maintenir des conditions de fonctionnement acceptables, il est important que l’utilisation du produit d’assainissement soit soutenue par des choix de matériaux et de construction visant à minimiser le phénomène.

Comme nous l’avons déjà mentionné, il est possible et souvent conseillé d’équiper le système d’un prétraitement de l’eau, tel qu’un système d’adoucissement ou d’osmose.

Normalement, le meilleur compromis entre les résultats, les coûts de fonctionnement et la réduction de l’utilisation est obtenu avec un système d’adoucissement approprié capable de réduire totalement ou partiellement la dureté de l’eau, permettant ainsi des cycles de concentration plus intensifs. Cela permet de réduire la consommation d’eau et de produits et, en même temps, grâce à la concentration plus élevée, d’obtenir une protection plus efficace du système et une plus grande sécurité contre les effets négatifs en cas de défaillance d’une partie du traitement.

5. Aperçu du prétraitement et du facteur de concentration qui en résulte

Le graphique suivant est une comparaison de la consommation globale d’eau, en tenant compte de l’eau d’alimentation dure, de l’eau adoucie ou de l’eau osmosée.

Comme le montre le graphique, les utilisations globales d’eau les plus faibles sont obtenues avec l’utilisation d’eau adoucie en raison du bon rapport de concentration obtenu et de la faible quantité d’eau requise pour la régénération de la résine.

Inversement, la solution avec alimentation par osmose est théoriquement optimale si l’on ne considère que les volumes d’eau dans la tour, mais l’impact considérable des eaux usées de l’osmose rapproche les utilisations globales d’eau de celles que l’on peut obtenir avec de l’eau dure.

Il faudrait alors tenir compte des consommations non négligeables d’électricité et d’anti-précipitant pour la fourniture d’eau osmosée ; l’eau de la tour d’osmose n’est donc conseillée que là où elle est techniquement requise et indispensable.

Le facteur de concentration de l’eau du circuit, qui est le rapport entre l’eau réalimentée et l’eau purgée du système et qui influence directement la qualité de l’eau du circuit et l’utilisation de l’eau et des produits chimiques, est fonction de plusieurs facteurs, dont les plus importants sont certainement la qualité de l’eau d’alimentation (sur laquelle le prétraitement a une influence marquée), les conditions de fonctionnement et le type/la qualité/la quantité des produits de conditionnement utilisés. D’une manière générale, en l’absence de limites spécifiques imposées à l’installation, le facteur de concentration doit permettre aux sels présents de rester en solution tout en évitant leur précipitation, compte tenu des facteurs mentionnés ci-dessus.

À titre indicatif, les facteurs de concentration réalisables, dans des conditions moyennes de température et de qualité de l’eau, sont pour les eaux dures entre 1,5 et 2,0 fois, pour les eaux adoucies entre 2,5 et 3,2 fois et pour les eaux osmosées entre 5,0 et 8,0 fois.

Les eaux de la région étant très différentes les unes des autres, il n’est pas possible de définir une ligne de gestion unique et univoque, mais il est nécessaire de procéder à une évaluation du système dans son ensemble afin de décider de la meilleure approche.

L’un des aspects à prendre en compte lors du choix du type d’alimentation est également l’utilisation de produits de conditionnement, qui influe considérablement sur le coût de fonctionnement du système ; un graphique comparatif des différentes solutions est présenté ci-après.

Le graphique montre clairement que l’utilisation d’eau adoucie ou osmosée permet de réduire considérablement les quantités globales de produits chimiques par rapport à l’utilisation d’eau dure. A titre d’information, dans le cas de l’utilisation d’eau dure dans le circuit, le système de traitement dans son ensemble s’attachera davantage à contenir l’aspect incrustant que l’aspect corrosif de l’eau dans le circuit, vice versa dans le cas de l’utilisation d’eau adoucie ou osmosée.

6. Les conclusions

L’installation et la bonne gestion d’un système de traitement adapté à l’installation de refroidissement permettent de maintenir des conditions de fonctionnement stables et une efficacité élevée au fil du temps. Grâce aux systèmes automatiques prévus, il est possible de gérer la tour de la meilleure façon possible et avec peu d’efforts opérationnels.

En évaluant de manière appropriée les exigences spécifiques de chaque installation, il est possible d’envisager le système de gestion adéquat, avec différents degrés de complexité, pour permettre les performances requises à un coût d’exploitation acceptable.

L’adoption de systèmes de traitement et de prétraitement plus complets, pour un coût initial plus élevé, permet de réduire les coûts d’exploitation de l’installation et est donc toujours recommandée lorsque la capacité thermique moyenne de l’installation commence à devenir importante.

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