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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.

Bonnes Pratiques

• Réduction de l'utilisation d'énergie
• Économiser des ressources avec l'évaporatif
• Entretien des tours de refroidissement

Ce qu'il faut savoir

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• Tour de refroidissement
• Refroidissement Adiabatique Industriel
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Traitement de l'eau des tours de refroidissement

La corrosion, les dépôts, l'encrassement et la croissance biologique peuvent faire échouer vos opérations. En associant ses produits chimiques pour le traitement des tours de refroidissement, ses logiciels, sa surveillance et son expertise industrielle, Veolia peut vous aider à éviter ces problèmes ou à relancer le système après une défaillance.

Solutions de traitement de l'eau des tours de refroidissement

Veolia propose les solutions de traitement des eaux de circuit de refroidissement les plus avancées du marché, conçues spécifiquement pour optimiser et accroître votre production et l'efficacité du transfert de chaleur. Nos ingénieurs qualifiés et expérimentés et nos experts techniques s'engagent à vous aider à trouver les meilleures solutions à vos problèmes opérationnels.

Les installations industrielles comptent sur Veolia pour les aider à atteindre et optimiser leurs objectifs de production en utilisant le traitement de l'eau des tours de refroidissement pour l'entretien des surfaces de transfert de chaleur, permettant ainsi un processus maximal d'évacuation de la chaleur. Les installations commerciales et institutionnelles utilisent le traitement de l'eau des tours de refroidissement de Veolia pour améliorer et optimiser l'efficacité du refroidisseur tout en réduisant les coûts en eau et en énergie, ainsi que sa consommation.

Portefeuille

Produits et services, fonctionnement, qu'y a-t-il dans une solution de traitement de l'eau des tours de refroidissement de veolia .

Chaque programme de traitement de l'eau des tours de refroidissement est unique. Les sources d'eau, y compris l'augmentation de l'usage de sources d'eau compromises et réutilisées, et les concentrations relatives d'ions et de populations microbiologiques dans les eaux des tours de refroidissement varient énormément dans le monde. Les conditions de fonctionnement des tours de refroidissement, dont la température, les tailles, les écoulements, les métaux de construction et la variation des procédés, diffèrent suivant les clients. Veolia est depuis plusieurs décennies leader dans le secteur notamment dans la création de solutions solides et efficaces pour le traitement de l'eau des tours de refroidissement, et notre équipe de techniciens expérimentés et d'experts du secteur travaillera avec vous pour concevoir une solution répondant à vos besoins.

Nos produits chimiques avancés et brevetés ​​​​​​​ GenGard* pour tour de refroidissement   empêcheront l'apparition du tartre et de la corrosion, qui restreignent habituellement la production, et ce, même dans les conditions les plus difficiles. Ils ne perdront jamais leur efficacité lorsqu'ils seront utilisés avec certains biocides, des technologies concurrentes par exemple.

Les biocides et biodispersants Spectrus complètent la gamme GenGard pour assurer que le développement microbiologique, l'apparition d'un biofilm limitant la production et le développement de légionelles restent sous contrôle, ce qui garantit pour votre système le respect de toutes les normes régionales en vigueur.

Ce que cela signifie pour vous

• Efficacité du système : amélioration de l'efficacité du transfert de chaleur pour les équipements opérationnels essentiels
• Profil environnemental : optimisation/réduction de la consommation en eau, diminution des coûts de traitement et du volume de purge/d'évacuation
• Coûts de fonctionnement : diminution de la consommation d'énergie, des besoins en maintenance et des interruptions/révisions. Prolongement des longueurs de tirage

Technologie E.C.O.Film sans phosphore pour l'eau de refroidissement

Optisea* pour les systèmes de refroidissement de l'eau de mer, agents de contrôle microbiologiques, traitement anticorrosion des eaux de refroidissement, produits chimiques pour le contrôle des dépôts et du tartre, technologie truesense* pour l'eau de refroidissement, les analyseurs cot innovox de sievers, membranes en spirale eau pure, équipements d'osmose inverse et de nanofiltration pour le traitement de l'eau et des processus., systèmes de purification de l'eau pour l'industrie, comment fonctionne le traitement de l'eau des tours de refroidissement de veolia .

Le polymère STP de Veolia est le seul polymère breveté, entièrement nouveau, à avoir été présenté par une société de traitement de l'eau des tours de refroidissement au cours des 20 dernières années. Associées à la chimie alcaline renforcée (AEC) sans phosphate de Veolia, ces molécules forment la pierre angulaire des produits chimiques GenGard* pour les eaux de refroidissement. Le STP surpasse les copolymères, les terpolymères et les quadpolymères courants et concurrents pour chaque point de référence en matière d'eaux de refroidissement. Conçu pour les programmes classiques avec phosphate et avec phosphate réduit, le STP inhibera les dépôts courants, les solides diffus et les précipités, et formera une particule plus petite qu'avec n'importe quel autre polymère d'eau de refroidissement, permettant ainsi d'obtenir des surfaces de transfert thermique plus propres et plus efficaces tout en économisant davantage d'argent.

Veolia a toujours été leader dans le développement et la distribution de produits chimiques efficaces pour contrôler la corrosion. Veolia propose de multiples approches et matériaux brevetés pour le contrôle de la corrosion. Les azoles résistants aux halogènes (ARH) pour le contrôle de la corrosion du cuivre, les approches sans phosphate ou avec peu de phosphate pour le contrôle de la corrosion de l'acier doux et les produits chimiques spécialisés contre la corrosion du manganèse, du fer et d'origine microbiologique peuvent tous être adaptés à vos besoins spécifiques.

Les biocides et biodispersants Spectrus contrôlent le développement des organismes biologiques qui ont un impact sur l'efficacité de votre système et augmentent les risques sanitaires. Toujours leader du secteur en matière de contrôle biologique, Veolia propose une nouvelle approche brevetée avec des biocides à distribution ciblée. Les biocides à distribution ciblée sont des biocides encapsulés qui s'ouvrent et libèrent leur contenu au contact de matières biologiques. Cela envoie une dose importante de biocide à un niveau moléculaire, uniquement là où vous en avez besoin, sans quantité excessive, ce qui réduit ainsi de manière efficace votre utilisation des biocides, jusqu'à 50 %, tout en conservant un système de tour de refroidissement plus propre et plus efficace.

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Nous sommes là pour vous aider.

Si vous souhaitez parler avec un représentant commercial de l'achat de produits et services de Veolia, vous pouvez nous joindre ici.

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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

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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.

Traitement de l’Eau de la Tour de Refroidissement

Une tour de refroidissement est un système de refroidissement d’eau conçu pour refroidir l’eau de refroidissement avec de l’air.  Une tour de refroidissement ouverte nécessite un contact intime entre l’eau de refroidissement et l’air. L’eau de refroidissement chaude provenant des consommateurs est pompée dans la partie supérieure de la tour, comme on peut voir sur l’image de gauche. Elle s’écoule ensuite par gravité dans le bassin et est renvoyée dans le système de refroidissement. Dans ce processus, une partie de l’eau s’évapore, ce qui refroidit l’eau.

Il existe de nombreux outils pour améliorer l’efficacité de la tour de refroidissement. Tous utilisent des équipements comme des ventilateurs, des déflecteurs ou des plaques de guidage à l’intérieur de la tour. Cet équipement sert à augmenter le transfert de chaleur entre l’eau de refroidissement et l’air atmosphérique.

De nos jours, il est très commun d’utiliser des méthodes de traitement de l’eau pour les tours de refroidissement. Ces traitements ne sont pas uniquement orientés vers la tour mais traitent également l’eau du circuit et tous les équipements connectés qui consomment de l’eau. Les méthodes les plus classiques du traitement de l’eau sont chimiques. Par ailleurs, des biocides sont utilisés pour lutter contre les algues et les bactéries. Aussi, des inhibiteurs de corrosion pour prévenir et lutter contre la corrosion. Et enfin des substances chimiques sont utilisées comme anti-tartre.

Malgré les traitements classiques de l’eau, nos clients trouvent souvent du tartre, de la corrosion et une prolifération d‘ algues dans leurs tours de refroidissement . Les images ci-dessous montrent à quoi cela pourrait ressembler.

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Traitement de l’eau des tours de refroidissement par l’anneau merus.

Outre les échangeurs de chaleur , les tours de refroidissement représentent  notre domaine d’application le plus important. Le résultat sur votre installation est indépendant de la taille de votre tour de refroidissement. Nous avons obtenu d’excellents résultats dans les petits, moyens et grands systèmes de refroidissement. Même si plusieurs grandes tours de refroidissement sont connectées en une seule boucle, notre technologie fonctionne de manière efficace et fiable.

Nous installons des Anneaux Merus pour prévenir la prolifération d’algues, la corrosion et l’entartrage. Surtout dans les régions chaudes du monde, où la prolifération d’algues présente un grand problème dans les tours de refroidissement. Il faut réagir rapidement pour éviter les bio-encrassements dans l’ensemble du système (voir image de droite) en commençant par les algues à un endroit stratégique de la tour de refroidissement.

Les Anneaux Merus pourraient à eux seuls suffire comme traitement de l’eau, même dans les grands systèmes de refroidissement complexes avec des échangeurs de chaleur connectés. Sur les grands systèmes, le traitement de l’eau “classique” des tours de refroidissement n’est pas suffisant. Nous proposons d’y installer des anneaux à plusieurs endroits stratégiques.

Economie d’eau dans la tour de refroidissement

La consommation d’eau de refroidissement varie en fonction de trois facteurs majeurs : l’évaporation, la qualité de l’eau d’alimentation et la fréquence des purges. Avec l’Anneau Merus, nous avons une influence sur le troisième facteur. Comme la solubilité des sels (le calcaire entre autres) dans l’eau est augmentée, le surplus de sel dissous dans l‘eau ne s’incruste pas  dans le tuyau. Par conséquent, le système de refroidissement peut fonctionner avec une concentration plus élevée de sel dans l’eau. Il y a moins de purges nécessaires et l’eau est économisée. Nous observons en moyenne une économie de 25 % d’eau d’appoint. Dans certains cas, nous économisons jusqu’à 50% de cette eau si celle-ci est de très mauvaise qualité. Pour décrire ceci de manière plus technique, on augmente en fait le COC dans le système de refroidissement en utilisant Merus.

Etudes de Cas

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Cas d’application

Traitement sûr et efficace de l'eau dans les tours de refroidissement

• Optimisez le fonctionnement global
• Réduisez votre consommation de produits chimiques
• Économisez de l'eau

Situées dans un "coin sombre" des locaux, les tours de refroidissement émettent des signaux qui ne sont généralement pas traités, ce qui peut entraîner des pertes énormes. Lorsqu'elles fonctionnent de façon optimale, les tours de refroidissement peuvent contribuer à réduire l'empreinte hydrologique et énergétique globale de l'installation ou du bâtiment.

Voici l'histoire d'un client de Grundfos qui a choisi les Grundfos iSOLUTIONS pour résoudre ses problèmes liés au traitement de l'eau dans les tours de refroidissement. La solution est actuellement en phase de planification.

Les problèmes des tours de refroidissement affectent l'efficacité des systèmes et la sécurité de l'eau

Une entreprise européenne de mécanique des métaux rencontrait des problèmes dans son fonctionnement quotidien. Le superviseur de la production a déterminé que quelque chose n'allait pas avec l'une des tours de refroidissement, située dans un bâtiment à plusieurs centaines de mètres de la ligne de production. Avec le responsable des installations, il a analysé la situation, qui s'est avérée plus complexe qu'il ne l'imaginait.

Tout d'abord, outre le superviseur de la production et le responsable de l'installation, plusieurs parties prenantes ont été impliquées, dont la société de maintenance impartie et le fournisseur de produits chimiques, et elles n'étaient pas entièrement alignées.

La surveillance et le fonctionnement manuels sur site étaient nécessaires, et d'autres problèmes sont apparus. Certains des problèmes découverts sont les suivants.

Désinfection manuelle

Les flexibles pour l'ajout de biocides étaient soit vides, soit pleins d'air, entraînant un dosage défectueux. En conséquence, le nombre de bactéries était deux fois plus élevé que celui recommandé par le fournisseur de produits chimiques, qui visitait le site dix fois par an et manquait les pics de fluctuation des bactéries entre les visites.

Risque de contamination biologique et de légionelles

L'absence de contrôle des bactéries représente un risque élevé de contamination et une menace pour la santé humaine. Le partenaire de maintenance imparti a ajouté des pastilles de chlore pour minimiser ce risque sans en informer quiconque. Malheureusement, cela n'a pas suffi à corriger le problème. Les ajustements ont été effectués sans historique des opérations, rendant le suivi difficile.

Consommation d'eau élevée

Comme le montre le tableau ci-dessus, la conductivité et l'équilibre de l'eau étaient instables, affectant la performance du système et augmentant la consommation d'eau douce. Une vanne d'appoint a été ouverte manuellement par accident, mais n'a pas été refermée. Cela a entraîné le débordement constant de l'un des puisards sans surveillance, le déclenchement de nombreux avertissements ou alarmes pendant plusieurs jours jusqu'au contrôle de routine suivant.

Au cours de cette période, l'un des microprogrammes de l'API superviseur principal a été mis à niveau. Après cela, la vanne d'appoint a été activée constamment par erreur pendant trois jours consécutifs. Encore une fois, un gaspillage d'eau. La société s'est fermement engagée à réduire son empreinte hydrique, ce qui rendait cela inacceptable.

Rapports de conformité exigeant des ressources

Selon le responsable des installations, la société passe également beaucoup de temps à créer des rapports de conformité légale. La journalisation et le suivi des données sont effectués manuellement, ce qui prend beaucoup de temps et créé un risque d'inexactitude.

Solution et résultat

Les Grundfos iSOLUTIONS proposent un dosage précis et surveillé

Le responsable de l'installation a entendu parler d'une nouvelle solution intelligente développée par Grundfos. Celle-ci combine plusieurs composants, dont des pompes doseuses numériques intelligentes, un dispositif de mesure et de contrôle et un système de surveillance à distance en ligne qui relie les composants. Le système n'est pas encore installé, mais il espère un fonctionnement plus fluide, un meilleur contrôle des bactéries, des rapports de conformité plus simples et des économies d'eau.

L'application de gestion des produits chimiques Grundfos regroupe tous les paramètres de fonctionnement au même endroit. La solution améliore la sécurité des utilisateurs en garantissant que seuls les bons produits chimiques sont utilisés. Elle mesure toutes les données pertinentes en ligne, les stocke et produit des rapports de conformité sur demande. Elle indique également les avertissements, les arrêts et l'état des produits chimiques, améliorant ainsi la disponibilité. Elle envoie également un SMS à l'opérateur lorsque le remplissage des consommables est nécessaire.

En mesurant la conductivité, le système de mesure et de contrôle Grundfos DID peut réagir lorsque l'eau de refroidissement atteint une teneur critique en particules solides dissoutes. Cela permet une réaction automatique aux vannes d'appoint et de purge, maintenant la qualité de l'eau dans des paramètres optimaux et maintenant l'équilibre de l'eau à des niveaux optimaux, sans avoir besoin d'un fonctionnement manuel. Le dispositif informera également la pompe doseuse de la quantité de biocides nécessaire, en évitant tout surdosage ou sous-dosage, afin de contrôler la croissance des bactéries. En même temps, la pompe doseuse Grundfos SMART Digital, DDA FCM et son algorithme intelligent intégré empêchent la tuyauterie d'aspiration de se remplir d'air ou de contenir des bulles et déclenchent une alarme dans le système.

Informations système transparentes et alignement des parties prenantes

Grâce à la solution Grundfos, toutes les informations seront disponibles pour toutes les parties prenantes de la chaîne à tout moment. Cela permet d'aligner le responsable de l'installation, le technicien de maintenance, l'opérateur et le fournisseur de produits chimiques et de les informer de tout problème qui peut survenir dans le système. Cela permet également d'optimiser le fonctionnement général de la tour de refroidissement et d'améliorer le contrôle de la consommation d'eau, d'énergie et de produits chimiques.

Applications associées

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Tour de Refroidissement : Traitement de l’Eau et Détartrage

Votre tour de refroidissement présente des problèmes d’entartrage ?

L’entretien et le détartrage régulier de l’eau de votre tour de refroidissement est essentiel pour assurer son bon fonctionnement et sa durabilité.

Spécialistes du traitement de l’eau depuis 2006, nous vous présentons, dans cet article, tout ce que vous devez savoir sur le traitement et le détartrage de votre tour de refroidissement .

Vous découvrirez :

• L’importance du traitement et détartrage de votre tour de refroidissement
• Les étapes à suivre pour réaliser efficacement ces opérations
• Les meilleures solutions existantes (sans entretien ni consommables) pour protéger vos installations.

Si vous souhaitez résoudre les problèmes de tartre et de calcaire dans votre tour de refroidissement pour maximiser ses performances et sa longévité, lisez attentivement ce guide !

Vous y trouverez toutes les informations pertinentes pour protéger durablement votre tour de refroidissement.

 Tour de refroidissement industrielle : Rôle et fonctionnement

Une tour de refroidissement est un équipement utilisé dans les systèmes de refroidissement pour évacuer la chaleur produite par les processus industriels . Elles sont souvent utilisées dans les centrales électriques, les usines de traitement de l’eau et les usines chimiques, entre autres.

Le fonctionnement d’une tour de refroidissement repose sur l’échange de chaleur entre l’air ambiant et l’eau de refroidissement. L’eau de refroidissement est acheminée à travers la tour de refroidissement grâce à un système de pompage . Lorsqu’elle circule à l’intérieur de la tour, elle est exposée à l’air ambiant, ce qui lui permet de se refroidir.

Pour assurer l’efficacité de l’échange de chaleur, la tour de refroidissement est équipée de plusieurs éléments, tels que des ailettes, des serpentins ou des plaques d’échangeur de chaleur. Ces éléments augmentent la surface de contact entre l’eau de refroidissement et l’air ambiant, ce qui permet d’améliorer l’efficacité de la tour de refroidissement.

Le rôle de la tour de refroidissement est donc de refroidir l’eau en la faisant circuler à l’intérieur de l’équipement et en la mettant en contact avec l’air ambiant. Cette eau refroidie est ensuite acheminée vers les autres équipements du système de refroidissement, où elle sert à évacuer la chaleur produite par les processus industriels.

En résumé, la tour de refroidissement joue un rôle clé dans les systèmes de refroidissement industriels , en permettant d’évacuer la chaleur produite par les processus industriels de manière efficace.

L’importance du traitement de l’eau dans votre tour de refroidissement

Le traitement de l’eau de votre tour de refroidissement est essentiel pour maintenir son bon fonctionnement et assurer sa durabilité. En effet, l’eau qui circule à l’intérieur de votre tour de refroidissement peut être sujette à divers problèmes, tels que la formation de dépôts calcaires ou la corrosion des équipements .

La formation de dépôts calcaires est causée par la présence d’ions calcium et de magnésium dans l’eau. Ces minéraux peuvent se déposer sur les surfaces en contact avec l’eau, formant ainsi des dépôts calcaires. Ces dépôts peuvent réduire l’efficacité de votre tour de refroidissement et entraîner des problèmes de fonctionnement, tels que des fuites ou des pannes.

La corrosion des équipements est quant à elle causée par l’oxydation des matériaux en contact avec l’eau . Elle peut être due à l’acidité de l’eau ou à la présence de contaminants. La corrosion peut également entraîner des problèmes de fonctionnement et réduire la durée de vie de votre tour de refroidissement.

Le traitement de l’eau de votre tour de refroidissement peut être réalisé de différentes manières, telles que l’utilisation de traitements chimiques ou la mise en place de solutions physiques. Chacun de ces systèmes a ses propres avantages et inconvénients, que nous allons détailler dans la suite de l’article.

Quel traitement anti-tartre choisir pour les tours de refroidissement ?

Il existe plusieurs solutions pour prévenir la formation de tartre dans les tours de refroidissement, chacune ayant ses propres avantages et inconvénients. Nous vous présentons ci-dessous les principales options qui s’offrent à vous.

1 – Les traitements chimiques

Les traitements chimiques comprennent l’utilisation de produits chimiques pour prévenir la formation de tartre dans les tours de refroidissement.

Cependant, lorsque l’on parle de traitements chimique, c’est généralement aux adoucisseurs d’eau que nous faisons référence. Ces appareils permettent de réduire la dureté de l’eau en enlevant les minéraux qui sont à l’origine de la formation de tartre.

Les adoucisseurs ne sont pas les plus inefficaces pour prévenir la formation de tartre, mais ils peuvent créer des problèmes supplémentaires, tels que la corrosion des équipements ou le développement de bactéries dans l’eau .

Ils nécessitent également un entretien régulier, et requierent aussi des consommables (sels, CO2, électricité).

Notons de plus que les adoucisseurs étant composés de pièces d’usure, sont plus succeptibles de tomber en panne et de dysfonctionner .

2 – Les solutions physiques

Les solutions physiques sont des équipements ou des dispositifs qui permettent de traiter l’eau sans chimie pour prévenir la formation de tartre. Certaines de ces solutions sont tout aussi efficaces que les traitements chimiques et ont l’avantage de nécessiter un entretien moindre, voire nul .

Les solutions physiques dont on entend le plus parler sont les systèmes électromagnétiques . Ils fonctionnent par un aimant, ou une bobine créant un champ magnétique solubilisant le calcaire.

Il est important de noter que les systèmes électromagnétiques peuvent être limités en termes de durée de vie, car ils comportent des pièces d’usure qui ont bien souvent une faible durabilité dans le temps .

C’est pour cela que nous recommandons des systèmes physiques non-magnétiques comme l’anneau anticalcaire Sialex :

Contrairement aux systèmes électromagnétiques, l’anneau anticalcaire Sialex ne comporte aucune pièce d’usure et ne nécessite aucun entretien.

L’anneau anticalcaire Sialex offre une durée de vie élevée et est compatible avec tous les types d’eau. Il est facile à installer et ne nécessite aucune modification de votre installation. En plus de prévenir la formation de tartre, il lutte également contre la corrosion et les bactéries, ce qui en fait une solution idéale pour protéger votre tour de refroidissement.

Choisissez le meilleur traitement pour votre tour de refroidissement !

Vous comprenez désormais :

• Le fonctionnement et le rôle d’une tour de refroidissement
• L’importance du traitement de l’eau pour prévenir la formation de dépôts calcaires et la corrosion
• Les différentes options de traitement anti-tartre : chimiques et physiques
• Les avantages et inconvénients des solutions existantes sur le marché

Vous savez maintenant tout ce qu’il faut savoir pour choisir le meilleur traitement pour votre tour de refroidissement. Vous êtes en mesure de prendre une décision éclairée en fonction de vos besoins et contraintes techniques.

Si vous cherchez une solution durable et efficace pour prévenir la formation de tartre dans votre tour de refroidissement, nous vous recommandons de découvrir l’anneau anticalcaire Sialex® .

Ce système physique a été conçu pour lutter contre le calcaire, la corrosion et les bactéries , tout en offrant une durée de vie élevée.

Il ne nécessite aucun entretien et est écologique, ce qui en fait une solution idéale pour les tours de refroidissement dans l’industrie.

Cliquez sur le bouton ci-dessous pour obtenir des renseignements et échanger avec nos conseillers expérimentés :

Nous serons ravis de vous accompagner dans le choix de la solution qui convient le mieux à votre tour de refroidissement.

Nous vous remercions de votre attention et espérons que cet article vous a été utile. Nous espérons vous avoir aidé à prendre une décision éclairée en matière de traitement de l’eau de votre tour de refroidissement.

À très bientôt dans de futures collaborations.

• 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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17 novembre 2016 By // par  Genesis Water Tech

Qu'est-ce que le traitement de l'eau dans les tours de refroidissement?

Refroidissement les tours sont utilisées dans diverses industries. Les applications courantes des tours de refroidissement comprennent le refroidissement de l'eau de circulation utilisée dans les usines chimiques, les raffineries de pétrole, les usines pétrochimiques et les centrales électriques. Ces systèmes sont également utilisés pour les systèmes CVC dans le refroidissement de grandes installations.

Des systèmes de refroidissement sont généralement nécessaires dans ces applications pour assurer un processus efficace de dispersion de la chaleur afin de maintenir la longévité de l'équipement de service. Sans traiter l'eau dans une tour de refroidissement, plusieurs choses peuvent se produire. Ces facteurs incluent la croissance microbiologique, la corrosion, l’encrassement et l’écaillage. Ces conditions peuvent créer plusieurs problèmes pour une entreprise. Ces problèmes comprennent des réductions notables de la productivité de la centrale dues à des temps d'arrêt imprévus pour la maintenance de l'équipement et à la réduction de la longévité de l'équipement opérationnel de la centrale.

Comment fonctionne un système de traitement de tour de refroidissement et comment peut-il aider une entreprise à augmenter sa productivité?

Un système de traitement pour une tour de refroidissement est conçu pour fonctionner en fonction de la configuration de la tour de refroidissement. De plus, la qualité de l'eau d'alimentation recommandée par le fabricant de la tour de refroidissement est prise en compte. D'autres considérations incluent entre autres les exigences réglementaires relatives à la décharge de l'eau de refroidissement.

Les systèmes de traitement de l'eau des tours de refroidissement sont conçus pour réduire les contaminants dans une tour de refroidissement. Ces contaminants incluent des bactéries, de la silice, des minéraux de dureté et d'autres composés inorganiques / organiques pouvant réduire l'efficacité des tours de refroidissement. Cela peut également réduire l'efficacité des équipements utilisant l'eau refroidie dans son processus.

Quels sont les processus de traitement typiques utilisés dans un système de traitement de l'eau d'une tour de refroidissement?

Les processus de traitement typiques mis en œuvre dans un système de traitement de l'eau d'une tour de refroidissement sont basés sur la composition de l'eau de source et de l'eau circulatoire dans la tour de refroidissement. Cependant, les procédés de traitement généralement utilisés sont la filtration, la clarification, le ramollissement, la coagulation, l'élimination du chlorure et la désinfection. Ces processus système sont généralement surveillés via des exemples de ports. En testant l'eau via les ports d'échantillonnage, vous vous assurez que l'eau traitée répond aux normes requises par le fabricant de la tour de refroidissement. Cela peut également réduire les coûts d'exploitation et augmenter la longévité de cet équipement.

Sur la base des contaminants présents dans l'eau de refroidissement source ou de recirculation, plusieurs des procédés de traitement ci-dessus seraient nécessaires. Cette exigence vise à assurer la conformité aux normes établies pour le bon fonctionnement de la tour de refroidissement. Par conséquent, il est vivement conseillé de discuter avec votre expert en traitement de l’eau de la meilleure façon de traiter le flux d’eau de votre tour de refroidissement. Ceci afin de vous assurer que vous respectez les directives établies par les fournisseurs de tours de refroidissement afin de réduire les pertes de productivité associées aux arrêts de maintenance.

Quels sont les contaminants typiques qu'un système de traitement de l'eau d'une tour de refroidissement réduit?

Sur la base de l'analyse de la source d'eau, les systèmes de traitement de l'eau des tours de refroidissement sont généralement conçus pour traiter les contaminants suivants:

Dureté et alcalinité associée

Chlorures / Sels

Contaminants microbiologiques

Total des solides dissous (TDS)

Total des solides en suspension (TSS)

Où ces systèmes de traitement sont-ils généralement mis en œuvre dans la tour de refroidissement?

Ces systèmes de traitement sont généralement utilisés pour traiter l'eau d'appoint de la tour de refroidissement. L'eau d'appoint pour les tours de refroidissement peut provenir de différentes sources, telles que l'eau de ville, l'eau de puits, l'eau de surface ou l'eau de réutilisation traitée.

Les systèmes de traitement de l'eau des tours de refroidissement sont également généralement utilisés pour la purge d'eau de la tour de refroidissement ou la purge de celle-ci. L'eau de décharge des tours de refroidissement devra répondre à certaines exigences. En répondant à ces exigences, cette eau peut être recyclée dans la tour ou rejetée en conséquence après plusieurs cycles de refroidissement.

Quelles technologies typiques sont utilisées pour traiter les flux d’eau des tours de refroidissement?

Les technologies typiques incluent:

Filtration et Systèmes d'ultrafiltration

Système d'osmose inverse s

Échange d'ions, anti-scalants ou médias spécialisés

Systèmes de désinfection tels que UV, O3 ou dioxyde de chlore

Systèmes d'électrocoagulation

Genesis Water Technologies a de nombreuses années d'expérience dans la fourniture de systèmes de traitement spécialisés pour l'eau d'appoint des tours de refroidissement, notamment pour les usines chimiques, les centrales électriques et les raffineries de pétrole.

Vous souhaitez améliorer l'efficacité et la performance de votre processus de système de tour de refroidissement? Contactez Genesis Water Technologies, Inc. à 877-267-3699 ou vous pouvez nous contacter par courrier électronique à l'adresse service client@ genesiswatertech.com pour un examen initial gratuit de votre demande.

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Traitement d'eau pour tours de refroidissement

Les tours de refroidissement jouent un rôle important dans le processus de production de nombreuses industries. Un traitement d’eau correct et un entretien régulier sont essentiels afin d’assurer le fonctionnement continu optimal de vos tours. De cette façon, vous prolongez la longévité de vos tours et des installations qui y sont reliées. En outre, vous évitez des frais d’exploitation très élevés en limitant la consommation de l’eau et en assurant la capacité de refroidissement voulue. Tout comme la maintenance, le traitement d’eau joue un rôle important pour réduire le risque d’apparition de la légionellose.

Almeco vous offre un programme complet de traitement d’eau de vos tours de refroidissement:

• Analyses et suivi

Outre ce programme spécifique pour les tours, vous pouvez également contacter Almeco pour d'autres solutions en traitement d’eau (osmose inverse, ultrafiltration, adoucisseurs industriels).

Produits de traitement d’eau

Des analyses d’eau permettent d’adapter le type de produit de traitement et les quantités utilisées aux besoins réels. Ces analyses sont faites régulièrement pour que les quantités correctes des produits nécessaires soient toujours distribuées.

L’assortiment 'A' comprend des produits permettant d’éviter la corrosion et les dépôts de sels dans les circuits d’eau. Les produits de l’assortiment 'B' traitent les algues, levures et bactéries (dont la bactérie de la légionellose). Pour ces deux assortiments les produits de base sont biodégradables.

Contactez-nous également pour: 

• Des installations de purge automatique ou proportionnelle
• Des compteurs d’eau à impulsion
• Des installations de dosage

Tour de refroidissement

Dans la tour de refroidissement, la chaleur excédentaire est dissipée par l'évaporation de l'eau. Pour maîtriser la concentration en sels minéraux dû à l'évaporation et pour contrôler la qualité de l'eau de refroidissement, JUMO propose la technique appropriée. La qualité de l'eau est assurée par la surveillance des mesurandes : conductivité, turbidité et valeur du pH.

Nos composants pour la tour de refroidissement

Analyse des liquides, commande et enregistrement, surveillance de la circulation, vue d'ensemble pour l'industrie des eaux et des eaux usées.

Traitement des eaux et des eaux usées

JUMO digiLine

Détection et mesure du niveau

Une solution propre pour une meilleure eau de refroidissement, technique complète de mesure et d'automatisation pour le traitement des eaux de refroidissement.

En tant que fournisseur de systèmes, JUMO propose une technique de mesure et de régulation sur plaque pour les tours de refroidissement par évaporation. Vous disposez d'un contrôle centralisé des variables mesurées, à savoir la conductivité, le pH et la turbidité. Si on le souhaite, on peut également mesurer le chlore ou le brome. La technique de contrôle JUMO contrôle le dessalement et le dosage du biocide ou de la désinfection, tandis qu'un contrôleur de débit assure une circulation continue.

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Tours de refroidissement et chaudières

• Traitement de l’eau pour les…

Tours et chaudières de refroidissement de traitement de l’eau : Toutes les eaux naturelles contiennent des quantités variables de matière en suspension et dissoute ainsi que des gaz dissous. Le type et la quantité d’impuretés dans l’eau douce varient selon la source (lac, rivière, et bien) et avec la zone d’emplacement. Les impuretés dans l’eau deviennent une considération importante lorsque l’eau doit être utilisée pour la production de vapeur. Avec la tendance vers les chaudières à haute pression, le prétraitement est devenu la clé du succès du fonctionnement des centrales industrielles. L’eau d’alimentation doit être traitée à l’avant pour éliminer les impuretés pour contrôler le dépôt, le report et la corrosion dans le système de la chaudière. L’eau de mauvaise qualité donne de la vapeur de mauvaise qualité.

Les systèmes de filtration de l’eau dans les tours de refroidissement augmentent l’efficacité du traitement chimique, ce qui réduit l’utilisation de produits chimiques. La filtration réduit également le besoin de nettoyage et de chute fréquents de la tour, et augmente l’efficacité de transfert de chaleur. L’accumulation de fer et de manganèse dans ces systèmes affecte considérablement leurs performances.

L’évaporation de l’eau dans la chaudière provoque des impuretés à se concentrer. L’échelle de chaudière résulte de l’installation de matière en suspension sur le métal ou des impuretés dissoutes qui se précipitent sur les surfaces de transfert de chaleur et deviennent dures et adhérentes. Les dépôts de fer sont de couleur très foncée et sont dus à des produits de corrosion ou à une contamination du fer dans l’eau d’alimentation. Les dépôts de fer sont généralement de nature magnétique. Ils sont solubles dans l’acide chaud, donnant une solution brun foncé.

Le principal problème que les dépôts causent est la défaillance du tube de la surchauffe. Cela est dû au fait que les dépôts agissent comme un isolant et les dépôts excessifs empêchent le transfert efficace de chaleur à travers les tubes à l’eau. Cela provoque le métal à devenir surchauffé et au fil du temps le métal tombe en panne. Ces dépôts peuvent également causer une obstruction ou une obstruction partielle des tubes de chaudière, ce qui entraîne la famine et la surchauffe subséquente des tubes. Sous la couche de dépôt, la corrosion peut également se produire. Les dépôts causent des pannes imprévues, augmentent le temps de nettoyage et les dépenses. Les dépôts de chaudières réduisent l’efficacité globale de fonctionnement, ce qui entraîne une consommation de carburant plus élevée.

DMI-65 est un support de filtration catalytique d’action catalytique extrêmement puissant de sable de silice qui est conçu pour l’enlèvement du fer et du manganèse sans l’utilisation du permanganate de potassium par le biais d’un processus d’oxydation avancée. L’incorporation d’une filtration DMI-65 permettra de réduire sensiblement les symptômes ainsi que de bénéficier le système total en effectuant la désinfection et la filtration mécanique des solides non résolus. DMI-65 est une technologie infusée et pas seulement une technologie de revêtement de surface, contrairement à d’autres milieux catalytiques de filtration de l’eau, ce qui élimine le risque de lessivage chimique dans le cours d’eau.

Afin de commencer le processus d’oxydation du fer (et du manganèse) dans la solution DMI-65 est conçu pour fonctionner en présence de chlore ou d’autres oxydants. Dans ce processus, l’oxydant enlève les électrons et est consommé dans le processus. L’exploitant doit s’assurer qu’il y a un résidu de chlore libre de 0,1 à 0,3 ppm dans l’eau des effluents. Le chlore, alimenté sous forme d’hypochlorite de sodium ou d’eau de Javel (12,5 NaOCl), est l’oxydant préféré puisqu’il est relativement peu coûteux, facilement disponible dans le monde entier et il est efficace. Il effectue également la grande majorité de tout processus de désinfectant.

Contrairement aux résines d’échange d’ions où des doses régénérantes plus élevées augmenteront la capacité d’échange d’ions, les résidus ou les concentrations de NaOCl plus élevés que requis pour oxyder le Fe et le Mn n’augmentent pas les propriétés oxydatives des médias. En outre, puisque les médias sont souvent utilisés pour prétrer les eaux avant un système RO, un résidu de chlore libre plus élevé nécessiterait un traitement post-traitement plus étendu pour réduire les résidus et protéger les membranes contre les attaques au chlore.

DMI-65 a été certifié à la norme américaine de NSF/ANSI 61 pour les composants du système d’eau potable et a été testé par de nombreux autres laboratoires de traitement de l’eau

DMI-65 est fabriqué en Australie.

Historique des cas : Traitement de l’eau pour les tours et chaudières de refroidissement :

Une usine alimentaire de Memphis, TN foré un puits pour fournir 1000 gpm de tour de refroidissement et d’eau de maquillage de chaudière. Cependant, les niveaux de fer de 1,0 ppm limitaient l’utilisation de l’eau pour ces services exigeant que l’usine achète de l’eau de la ville au coût de 10 000 $ par mois. En 2009, ils ont installé un nouveau système de filtre utilisant 576 pi 3 de DMI-65. Le système se compose de douze (12) 54» x 60» navires filtres fonctionnant à 5 gpm/pi 2 . Une fois que le système a été mis en service, le niveau Fe a été contrôlé à 0,01 ppm et l’usine a pu interrompre l’utilisation de l’eau de la ville.

Avantages de l’utilisation du traitement de l’eau DMI-65 pour les tours et chaudières de refroidissement :

Accumulation de fer et de manganèse. L’accumulation de fer et de manganèse dans les chaudières et les tours de refroidissement entraîne des frais généraux d’entretien très élevés, une perte de production et une défaillance potentielle du système. DMI-65 élimine efficacement le fer dissous aux niveaux presque indétectables aussi bas que 0,005 PPM et le manganèse à 0,001 PPM ainsi que les particules, éliminant efficacement ce risque.

Réduction des coûts Le coût total du système de filtration de l’eau d’enlèvement du fer et du manganèse est nettement inférieur aux solutions alternatives, à l’efficacité, mais à la relative simplicité, des systèmes basés sur DMI-65 réduit les dépenses d’investissement initiales consacrées à la complexité des usines ainsi que les dépenses opérationnelles en cours dans les produits chimiques, l’énergie et la récupération des eaux usées.

Taux de débit élevés . La technologie infusée de DMI-65 favorise le taux d’oxydation le plus élevé de tous les milieux de filtration catalytiques. Cela permet à un débit d’eau beaucoup plus élevé d’atteindre le même niveau d’enlèvement du fer et du manganèse. DMI-65 peut fonctionner à des vitesses de filtration linéaires jusqu’à deux fois plus que les supports conventionnels avec une réduction correspondante de l’équipement d’immobilisations

High Load Capacity Capacité de charge élevée En raison de l’augmentation de la surface due à la structure micro-poreuse du matériau matrice, le DMI-65 a également une capacité de charge plus élevée en fer et en manganèse qui peut prolonger la durée des débits de filtre et le temps entre le lavage arrière, réduisant ainsi les temps d’arrêt, les frais d’exploitation et le gaspillage.

Régénération non requise . Le support fonctionne avec une injection continue d’hypochlorite de sodium à de faibles niveaux résiduels (0,1 à 0,3 ppm) ce qui élimine le besoin de permanganate de potassium.

Environnement d’exploitation large . Des performances stables et satisfaisantes à pH 5,8 à 8,6 et une température d’exploitation maximale de 113 oF (45 oC) réduit le besoin d’investissement pour modifier l’environnement d’exploitation.

Longue vie. DMI-65 n’est pas consommé dans le processus lui donnant une durée de vie opérationnelle prévue d’un point de 10 ans, offrant des avantages considérables sur d’autres processus ou médias. Les médias ne montrent pas une capacité de décomposition pour faire son travail catalytique. Au cours de la période de 5 à 10 ans, grâce à de nombreuses opérations de lavage de fond du lit pour enlever les solides retenus, une perte d’attrition du support se produit par contact entre les particules et l’abrasion mécanique

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Osmose inverse et systèmes de traitement de l'eau

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Tour de Traitement d'Eau de Refroidissement

Qu'est-ce que le refroidissement des systèmes de traitement de l'eau de la tour?

Le refroidissement des systèmes de traitement de l'eau de la tour est un assortiment de automatisations qui éliminent la contamination nuisible de l'eau de refroidissement d'alimentation de la tour et d'autres sources d'eau industrielle. Les caractéristiques de votre système de traitement de l'eau de refroidissement se fonderont sur plusieurs facteurs, tels que:

• La variété de la tour de refroidissement que vous possédez
• L'état de votre eau d'alimentation
• État de l'eau circulatoire
• Spécifications réglementaires pour la décharge
• Déterminer si chablis sera traitée ou pas traitée
• Cycle de concentration
• La composition de votre échangeur de chaleur
• Norme de qualité de la tour de refroidissement et de l'équipement

[custom-specifications]

Les tours de refroidissement sont des dispositifs de rejet de chaleur utilisés pour le flux d'eau ou de concentration de refroidissement des procédés industriels. En ce qui concerne les applications industrielles qui utilisent des tours de refroidissement, une variété de la tour de refroidissement du système de traitement de l'eau est généralement nécessaire pour garantir une procédure efficace et la durée de vie de l'équipement durable. Dans l'éventualité où la tour de refroidissement n'est pas traitée, l'accumulation organique, mise à l'échelle, l'érosion et l'encrassement quitteront l'usine dans un état improductif, ce qui provoque les temps d'arrêt de l'usine et par conséquent nécessitant le remplacement coûteux d'équipement.

[custom-features]

Quels sont les composants de refroidissement des systèmes de traitement de l'eau de la tour?

Comme mentionné précédemment, les éléments précis d'un système de traitement de l'eau de refroidissement reposent sur l'état de l'eau d'alimentation et la chimie de l'eau de circulation en ce qui concerne la qualité de l'eau nécessaire à la tour de refroidissement particulier et les équipements associés. En général, la plupart des tours de refroidissement des systèmes de traitement de l'eau intègrent une sorte de:

• Simplification
• Système d'osmose inverse
• Les pompes chimiques dosage
• Ultrafiltration et / ou microfiltration
• Systèmes d'adoucisseur d'eau
• Surveillance de l'eau et d'essai

[custom-usage]

Placer la dépendance sur les contaminants présents dans l'eau, tout mélange de ces solutions de traitement sera adapté à votre installation industrielle et comprennent de votre système de traitement de l'eau de la tour de refroidissement. Pour cette raison, il est impératif de parler avec votre expert en matière de traitement de l'eau pour garantir le système parfait pour votre tour spécifique pour être pris en considération. Ces conditions sont généralement suffisantes pour la plupart des tours de refroidissement et des besoins processus. Cependant, si votre tour de refroidissement a besoin d'un système de traitement de l'eau de refroidissement qui offre une personnalisation plus poussée, alors il pourrait y avoir quelques fonctionnalités supplémentaires et des composants nécessaires.

Le refroidissement des systèmes de traitement de l'eau de la t...

Posted by Pillaz M. on Feb 23rd 2020

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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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Traitement des eaux de refroidissement

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• Sommaire détaillé

Présentation

1 - PROCÉDÉS INDUSTRIELS ET REFROIDISSEMENT

2 - EAUX D’APPOINT

• 2.1 - Composition des eaux naturelles  de surface ou de forage Tableau 2 - Vitesse de sédimentation en fonction de la taille des matières en [...] Tableau 3 - Principaux anions et cations : valence et masse atomique

3 - INSTALLATIONS DE REFROIDISSEMENT

• 3.2 - Équations hydrauliques des circuits de refroidissement semi-ouverts Tableau 7 - Débits de purge, d’appoint et temps de demi-séjour = f (rapport de [...]

4 - FONCTION D’UN CIRCUIT DE REFROIDISSEMENT ET OPTIMISATION ÉNERGÉTIQUE

5 - ENCRASSEMENT BIOLOGIQUE

• 5.1 - Origine du biofilm
• 5.2 - Un peu de biologie
• 5.4 - Méthodes de dénombrement bactérien et interprétation des résultats Tableau 9 - Contamination bactérienne et gestion du résultat
• 5.5 - Directive biocide

6 - TRAITEMENTS INHIBITEURS DE CROISSANCE BACTÉRIENNE ET DE BIOFILMS

• 6.2 - Traitements à base de biocides organiques Tableau 10 - Durée de demi-vie en fonction du pH et de la température
• 6.3 - Traitements biodispersants
• 6.4 - Modes de traitement

7 - LES DÉPÔTS MINÉRAUX ET LEURS TRAITEMENTS

• 7.2 - Inhibiteurs chimiques d’entartrage Tableau 12 - Efficacité des principaux phosphonates Tableau 13 - Efficacité des polymères polycarboxyliques
• 7.4 - Les dépots colmatants et leurs traitements

8 - LES CORROSIONS ET LEURS TRAITEMENTS

9 - CHOIX D'UN PROGRAMME DE TRAITEMENT

• 9.1 - Choix prioritaire
• 9.4 - Suivi
• 9.5 - Actions de progrès

10 -  CONCLUSION ET FUTUR DU TRAITEMENT DES EAUX DE REFROIDISSEMENT

Article de référence | Réf : W9003 v2

Auteur(s) : Daniel BILLON-LANFRAY

Date de publication : 10 sept. 2019

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La gestion de l'activité traitement des eaux industrielles est souvent confiée à des techniciens ou ingénieurs qui sont plongés sans préparation dans un domaine où les risques sont multiples. Par ailleurs, il est communément accepté que le traitement des eaux de refroidissement fasse partie des activités sensibles pour chaque industriel car son impact économique positif ou négatif est largement supérieur à la dépense associée. La prudence doit donc gouverner les choix, la confiance faite au traiteur d'eau doit être justifiée. Cet article fournit les clefs d'une bonne étude et d'une saine gestion d'un circuit en abordant : la qualité de l'eau d'appoint et de son prétraitement, les caractéristiques des circuits de refroidissement, la description des problèmes rencontrés et les différentes solutions pour les résoudre, le choix d'une offre de traitement en insistant sur la qualité de l'expert local du traiteur d'eaux qui doit être un moteur de progrès.

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

The industrial resources water treatment management is often entrusted to technicians or engineers who are thrown, without any preparation, into a field where risks are numerous. This field is part of significant activity for each industrial as its economic impact - positive or negative - is far superior to the associated expenses. Caution must guide the choices trust in water treatment manager must be justified. This article provides the keys for a good study and a healthy management of circuit by treating: the quality of make-up water and of its pre-treatment, features of the cooling system, the description of problems already known and the different solutions to solve them thanks to the chemical additives or technologies which imply some investments, the choice of the treatment offer insisting on the quality of the local expert in water treatment who must be an inducement for progress.

Daniel BILLON-LANFRAY : Consultant

INTRODUCTION

Le traitement des eaux de refroidissement au carrefour de la chimie, de la biologie, de la physique a été profondément modifié au cours des dix dernières années par :

la réglementation sur le traitement de la légionelle et son protocole de mise en œuvre ;

la réglementation REACH et la directive biocide n° 528/2012 du 22 mai 2012 ;

l’obligation faite aux industriels d’optimiser leur consommation d’eau ;

le développement des techniques membranaires ;

la découverte de nouveaux inhibiteurs d’entartrages et de corrosion ;

le développement du monitoring de suivi du fonctionnement des circuits de refroidissement, des traitements et de leurs résultats.

Les années à venir verront se mettre en place de nouvelles réglementations sur les rejets de produits nocifs pour l’environnement auxquelles il conviendra de s’adapter. Les formulations d’inhibiteurs de corrosion, d’entartrage, de biocides sont élaborées avec des matières premières peu voire non toxiques pour l’homme et l’environnement. Le législateur a privilégié l’analyse de risque préalable, d’où découlent des actions de préventions qui évitent l’usage continu de produits chimiques dangereux. C’est l’analyse de la cause qui prévaut sur un traitement des conséquences basé sur la routine de son efficacité. L’inhibition de la formation du biofilm basée sur la répulsion des bactéries pour leurs supports constitue un sujet de recherches qui débouchera probablement sur des applications industrielles en particulier pour le traitement de l’eau de mer.

Les objectifs de cet article seront d’apporter au lecteur les bases scientifiques et le vocabulaire lui permettant :

de comprendre les causes des déséquilibres préjudiciables au rendement des installations de refroidissement et à leur pérennité ;

de connaître les solutions proposées qui mettent en œuvre des produits chimiques, des technologies d’ingénierie ;

de maîtriser un programme de suivi ;

d’être un partenaire critique et adulte des sociétés de traitement des eaux qui assurent la prestation du traitement des eaux de refroidissement.

Sera évoqué le traitement des eaux d’appoint de surface ou de forage. Le traitement de l’eau de mer sera également étudié, il constitue un sujet fondamental au Moyen-Orient, au Maghreb, en Espagne pour les industries chimiques, sidérurgiques, pétrolières.

Le traitement des eaux de refroidissement s’inscrit dans les cadres plus larges de la gestion des énergies, des économies d’eaux, du traitement des eaux résiduaires.

Si la présence de l’ingénieur en charge du suivi des installations reste encore pour quelques années indispensable, les systèmes de monitoring des installations, du suivi des résultats dont la fiabilité s’améliorent vont prendre le pas sur une présence quasi permanente coûteuse pour le client. L’intelligence artificielle va modifier le rôle des ingénieurs qui assurent le suivi des installations. Ils devront être capables d’interpréter des séries de données pour assurer l’optimisation des traitements et la protection des installations.

Le choix de la solution « traitement des eaux » reste un compromis entre l’économie, la performance technique, la performance environnementale, la compétence de l’expert local et la qualité du monitoring proposé.

Il n’y a pas de solution unique, le bon choix est la solution sur-mesure qui saura hiérarchiser les objectifs adaptés à la stratégie de l’entreprise, à son environnement réglementaire, géographique et humain.

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• Version archivée 1 de août 2014 par Daniel BILLON-LANFRAY

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v2-w9003

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Technologies de l'eau ( 109 articles en ce moment )

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Bibliographie.

(1) - HELLIO (C.) -   Advances in marine antifouling coatings and technologies.  -  Woodhead Publishing, ISBN 1 84569 386 8, p. 750.

(2) - LIU (D.) -   Synthèse et caractérisation des inhibiteurs d’entartrage et de leurs mécanismes anti-entartrage.  -  Thèse doctorat, 26 sept. 2011.

(3) - MAUREL (A.) -   Dessalement de l’eau de mer et des eaux saumâtres.  -  Éditions Tec et Doc Lavoisier.

(4) - AQUAPROX -   Traitement des eaux de refroidissement.  -  Éditions Tec et Doc Lavoisier.

(5) -   Mémento technique de l’eau .  -  Lavoisier, 2 volumes inséparables, 10e éd., vol. 2.

(6) - AUDISIO (S.) -   Guide multimedia de la corrosion .  -  Laboratoire...

DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES

Les grandes catégories d’usages de l’eau dans l’industrie.

Inhibiteurs de corrosion dans le traitement des circuits d’eau.

Décantation. Aspects théoriques.

Décantation. Équipements et procédés.

Filtration membranaire (OI, NF, UF, MFT). Aspects théoriques : mécanismes de transfert.

Filtration membranaire (OI, NF, UF, MFT). Aspects théoriques : perméabilité et sélectivité.

1 Sites Internet

2 Normes et standards

• 3 Réglementation
• 4 Annuaire

Tours de refroidissement http://www.picardie.developpement-durable.gouv.fr/.../GUIDECETIAT_cle6fa…

Produits de solubilités http://www.periodni.com/fr/constantes_du_produit_de_solubilite.html

Fiches de données de sécurité http://www.infodyne.fr/fr/reach/liste-des-phrases-de-risques-r.htm

Directive biocide http://www.developpement-durable.gouv.fr/IMG/pdf/20110405_MardiDGPR_Biocides.pdf http://www.ineris.fr/aida/consultation_document/102

Réglementation légionelles http://www.sante.gouv.fr/legionellose.html

ISO 11731  (2017),  Qualité de l’eau – Dénombrement des Legionella

ISO/TS 12869  (2019),  Qualité...

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#EAU #GESTION ET TRAITEMENT DE L'EAU #CORROSION #POLLUTION DE L'EAU #MULTISECTEURS #SIDÉRURGIE (ACIER-ALLIAGE FERREUX)

DANS LES RESSOURCES DOCUMENTAIRES

• L’eau et l’industrie
• Inhibiteurs de corrosion dans le traitement des circuits d’eau
• Métallurgie extractive du vanadium
• Les grandes catégories d’usages de l’eau dans l’industrie

DANS L'ACTUALITÉ

• Les thèses du mois : "Le manque d'eau : une nouvelle ... (25 Mai 2023)
• Comment les industriels optimisent la gestion de ... (25 Mai 2023)
• L'industrie française face aux pénuries d'eau (16 Mai 2023)
• « Pour l’industrie, réduire les prélèvements d’eau ne ... (22 Mai 2023)

DANS LES LIVRES BLANCS

• Le manque d'eau : une nouvelle réalité pour l'industrie ... (25 Mai 2023)
• Ressources océaniques (5 Septembre 2016)
• Vers une industrialisation du recyclage des émissions de CO2 (27 Octobre 2022)
• Traitement des eaux avant utilisation - Filières et ... (24 Août 2020)

DANS LES CONFÉRENCES EN LIGNE

• Le Power-to-Gas : Technologies, enjeux et perspectives (21 Août 2023)
• Usine décarbonée et efficacité énergétique : 2 défis ... (8 Mars 2021)
• La Surface au service de la performance (11 Mars 2021)
• Rendez-vous de la Mécanique : Matériaux et traitements (26 Août 2019)

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TGWT signifie « The Green Water Treatment », leader en chimie verte établie en Amérique du Nord depuis 2005.  Affiliée à la compagnie allemande de traitement d’eau Korn qui est aussi actionnaire.  Champs d’expertises en traitement d’eau : chaudières à vapeur, tours refroidissement, circuits fermés et eaux usées

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