Tours de refroidissement fabriquées en usine

Une tour de refroidissement, également appelée équipement d’évacuation de la chaleur par évaporation, est un échangeur thermique spécialisé dans lequel l’air et l’eau entrent en contact direct l’un avec l’autre afin de faire baisser la température de l’eau. Lorsque ce contact se produit, un petit volume d’eau s’évapore, diminuant ainsi la température de l’eau qui circule dans la tour. Une tour de refroidissement fabriquée en usine est une unité produite en série dans une usine de fabrication (expédiée entière ou démontée afin de faciliter le transport). Les produits expédiés démontés doivent être installés par du personnel compétent formé/supervisé par la société agréée. Les tours de refroidissement construites sur place ne sont pas concernées.

Principe de fonctionnement

L’eau, chauffée par un procédé industriel ou dans un condenseur d’air conditionné (refroidisseur à eau), est pompée et envoyée à la tour de refroidissement au moyen de canalisations. L’eau est pulvérisée par des buses sur des lits de matériaux appelés « remblais », ralentissant ainsi la circulation de l’eau dans la tour de refroidissement et exposant autant de surface d’eau que possible pour un contact air-eau maximum. L’eau qui circule dans la tour de refroidissement est exposée à de l’air, envoyé dans la tour par un ventilateur à moteur électrique. Lorsque l’eau et l’air entrent en contact, une petite quantité d’eau s’évapore, créant une action de refroidissement. L’eau refroidie est ensuite renvoyée vers le condenseur ou l’équipement de traitement dans lequel la chaleur est absorbée. Elle effectuera ensuite un nouveau cycle vers la tour de refroidissement afin d’y être à nouveau refroidie.

Il existe deux principaux types de tours de refroidissement :

• En circuit ouvert
• En circuit fermé

Ces types de tours de refroidissement ont le même objectif de conception que celui décrit ci-dessus. Toutefois, les tours de refroidissement en circuit fermé fonctionnent de la même façon que les tours de refroidissement en circuit ouvert, à une exception près : la charge calorifique à rejeter est transférée du fluide de procédé (le fluide étant refroidi) à l’air ambiant au moyen d’un serpentin d’échange thermique. Le serpentin sert à isoler le fluide de procédé de l’air extérieur, afin qu’il reste propre et non contaminé dans une boucle fermée. Cela crée deux circuits de fluides distincts : (1) un circuit externe, dans lequel l’eau pulvérisée circule au-dessus du serpentin et se mélange avec l’air extérieur, et (2) un circuit interne, dans lequel le fluide de procédé circule à l’intérieur du serpentin. Durant le fonctionnement, la chaleur est transférée du circuit interne à l’eau pulvérisée au moyen du serpentin, puis elle est libérée dans l’atmosphère lorsqu’une partie de l’eau s’évapore.

La configuration d’une tour de refroidissement peut généralement être regroupée en deux configurations de conception basées sur le sens de la circulation de l’air et sur le sens de projection de l’eau :

Dans la tour de refroidissement à eau à contre-courant, la circulation de l’air est ascendante et verticale, à contre-courant avec l’eau chaude orientée vers le bas. L’eau la plus froide entre en contact avec l’air le plus froid et le plus sec, pour optimiser le transfert thermique et obtenir des performances maximales.

Dans la tour de refroidissement à eau à croisement de flux, la circulation de l’air est horizontale, et l’eau orientée vers le bas rencontre l’air à différentes températures. Par conséquent, le transfert thermique n’est pas toujours optimisé.

Tirage naturel ou tirage forcé

La conception d’une tour de refroidissement peut également se différencier par le ventilateur. Les ventilateurs des tours de refroidissement peuvent être employés dans une configuration de tirage naturel ou de tirage forcé :

Tirage naturel : Les unités avec ventilateur axial requièrent environ la moitié de la puissance du moteur des ventilateurs des unités avec ventilateur centrifuge de même dimension, permettant des économies significatives durant le cycle de vie. Les composants rotatifs de gestion de l’air des équipements à tirage naturel sont montés dans l’étage supérieur de l’unité, ce qui réduit au minimum l’impact du bruit du ventilateur sur les voisins les plus proches et offre une protection maximale contre le gel du ventilateur si l’unité fonctionne avec des températures extérieures en dessous de zéro degré.

Tirage forcé : Les ventilateurs centrifuges sont, de façon inhérente, plus silencieux que les ventilateurs axiaux, bien que la différence soit minime et puisse souvent être compensée par l’application de ventilateurs à faible bruit en option et/ou une atténuation du bruit sur les unités à ventilateur axial. Les composants rotatifs de gestion de l’air se trouvent du côté de l’entrée d’air à la base des tours à tirage forcé, ce qui facilite l’accès lors de l’entretien et de la maintenance de routine. De plus, du fait de l’emplacement de ces composants dans le courant d’air sec entrant, leur durée de vie est plus longue, car ils sont ainsi isolés de l’air saturé évacué.

Avantages à valeur ajoutée 

• Incitation à une concurrence honnête entre les usines
• Comparaison de tous les acteurs de façon égale, à l’aide d’une norme industrielle unique, augmentant ainsi la confiance des clients
• Diminution des coûts d’exploitation non prévus élevés, grâce à des données certifiées
• Tests de performance onéreux sur site inutiles, détermination de l’action à mener si un équipement échoue au test de validation et détermination de la partie devant finalement payer
• Certification de l’équipement de refroidissement par évaporation garantissant des performances thermiques préalablement à l’expédition de l’équipement

Comparer pour faire le bon choix

Il est très facile de faire le bon choix : il suffit de comparer les produits. Mais lorsque les performances des produits ne sont pas certifiées, cela devient impossible.

La certification permet une comparaison objective.

• Les performances des produits sont évaluées selon le même critère, et les résultats sont exprimés dans la même unité de mesure, quel que soit le pays où les produits sont fabriqués ou commercialisés.
• Les performances d’un produit certifié sont vérifiées par un organisme accréditeur impartial, indépendant et compétent.
• Les produits certifiés sont conformes aux normes.
• Un produit dont les performances sont certifiées fonctionnera conformément aux spécifications du fabricant.

Performances que nous certifions

• Caractéristiques certifiées conformes à la norme CTI STD-201
• Température de bulbe humide en entrée
• Plage de refroidissement
• Approche du refroidissement
• Température du fluide de procédé
• Pression atmosphérique

Fiches pratiques reliées