Dec 12, 2023

Par M. Ian BUTLER, Responsable du programme Drift Eliminator & Cooling Tower Certification
    
Eurovent Certita Certification a le plaisir d'annoncer la modification de ses seuils de performance certifiés en matière de taux de dérive. Ceci est une reconnaissance des normes industrielles et des programmes d'incitation en matière de taux de dérive au niveau mondial, c'est-à-dire le système d'évaluation des bâtiments écologiques LEED, la norme espagnole UNE100030:2017, la norme française NF E 38-424, et plusieurs autres régions géographiques mondiales pour les types d'éliminateurs de dérive à contre-courant, à flux croisés, intégrés et non intégrés. 

Garantir le taux d'efficacité (pourcentage) d'un tour de refroidissement ou d'un éliminateur de dérive devient une exigence croissante non seulement en Europe, mais aussi dans le monde entier. Avant cette mise à jour des règles techniques de certification (TCR) ECP-14-DE 2023, la performance certifiée en matière de dérive était déclarée conforme à un taux de dérive de 0,01 % dans des conditions de débit d'air moyen comprises entre 3,0 et 3,5 m/s. Cependant, Eurovent, en collaboration avec des experts de l'industrie, a examiné l'importance de certifier avec certitude des taux de dérive réduits et a révisé sa norme de certification pour refléter la demande croissante de l'industrie d'un taux de dérive de 0,002 % dans des conditions de vitesse moyenne de l'air déclarées (voir diagramme 2).

Les essais contrôlés en laboratoire sont effectués dans un nouveau laboratoire d'essai de 4JTECH situé à Prague, en République tchèque, en collaboration avec McHale Associates Inc., une agence d'essai agréée par le Cooling Technology Institute (CTI) pour les essais d'éliminateurs de dérive, basée aux États-Unis. Les essais utilisent la norme d'essai de performance ECP-14-DE certifiée par Eurovent pour les essais de dérive en laboratoire, en utilisant le code d'essai de dérive isocinétique ATC-140.

Qu'est-ce que la dérive ?

La dérive est la perte indésirable d'eau liquide dans l'environnement par le biais de petites gouttelettes qui sont entraînées dans le flux d'air sortant d'un produit de rejet de chaleur par évaporation, c'est-à-dire d'une tour de refroidissement. Les gouttelettes d'eau transportent avec elles des produits chimiques et des minéraux, ce qui a un impact sur le milieu environnant.

La dérive ne doit pas être confondue avec le panache, qui est le nuage ou la brume résultant du processus d'évaporation, couramment émis par ces tours de refroidissement. Alors que le panache est la condensation de la vapeur d'eau issue de l'évaporation, la dérive est constituée de gouttelettes réelles, et ces gouttelettes contiennent les produits chimiques et les solides présents dans l'eau en circulation.

Quelle est la définition du taux de dérive ?  

Le taux de dérive est la proportion du débit volumétrique de la dérive par rapport au débit de l'eau en circulation entraînée dans le flux d'air et sortant à la décharge de l'éliminateur, exprimée en pourcentage.

Comment est-il calculé en fonction des débits de circulation connus et du taux de dérive publié ?

Voici une tour de refroidissement (exemple) avec un taux de dérive publié par l'éliminateur de dérive de 0,002 % et un débit d'eau en circulation : 3 790 litres/minute. 

Comme nous savons que ce pourcentage est en relation avec le débit de circulation, nous pouvons calculer le volume d'eau sortant de la tour sous forme de gouttelettes de dérive, ou perte de dérive :

• Perte de dérive (l/min.) = 3 790 l/min. x (0,002/100) = 0,0758 l/min.
• Exprimée sur une période d'une heure : 0,0758 l/min. x 60 min./hr = 4,548 l/hr

Si nous remplaçons le taux de dérive d'un autre produit par 0,01 %, nous obtiendrons une perte de dérive de 22,74 l/h, soit une perte de dérive quatre fois plus importante.   

Comment fonctionne un éliminateur de dérive ? 

Les éliminateurs de dérive facilitent l'élimination des gouttelettes d'eau d'un courant d'air dans une tour de refroidissement. Ils fonctionnent en changeant la direction du flux d'air et en amenant les gouttelettes d'eau entraînées à heurter les parois de l'éliminateur (impaction inertielle). Les gouttelettes sont alors extraites du flux d'air et s'écoulent le long des parois pour se déverser dans la section humide de la tour.

Il existe généralement un mécanisme de trajectoire tortueuse, en fonction du taux de dérive requis.  Il convient de reconnaître que le chemin le plus tortueux peut entraîner des pertes de charge plus importantes à travers l'éliminateur de dérive, et donc une plus grande puissance motrice utilisée par le ventilateur de circulation d'air. 

Diagramme 2 - La plage opérationnelle indiquée dans le diagramme ci-dessus est celle dans laquelle nous voulons que l'éliminateur de dérive fonctionne le plus efficacement possible et qu'il atteigne son taux de dérive publié.  Dans le cadre du programme de certification Eurovent, la moyenne de deux essais à un débit d'air de 3,5 m/s est prise en compte pour le contre-courant et, pour le flux transversal, deux essais à 3,0 m/s sont pris en compte pour les taux de dérive de certification.  Eurovent publie également la vitesse de l'air à laquelle la percée est établie dans les conditions d'essai.  

Définition de la vitesse de l'air de percée : Trois étapes peuvent être observées : premièrement, de petites gouttelettes quittent le DE et retombent presque immédiatement ; deuxièmement, les petites gouttelettes flottent au-dessus du DE sans le quitter, puis troisièmement, les gouttelettes sont emportées par le flux d'air et quittent le DE. La vitesse de percée correspond au début de la troisième étape et est exprimée en m/s.

Pourquoi éliminer la dérive ?

Il existe plusieurs raisons pour lesquelles il est important d'éliminer la dérive :

• Santé et sécurité : L'eau circulant dans une tour de refroidissement peut être expulsée par la dérive, de sorte que toute saleté, tout débris ou toute bactérie se trouvant dans l'eau sera également dispersé avec la dérive. Au premier rang de ces préoccupations sanitaires figure la légionellose, une infection respiratoire qui frappe les personnes exposées à la bactérie Legionella. Une personne peut inhaler des gouttelettes contenant la bactérie, et celles-ci sont suffisamment petites pour se déposer au plus profond des poumons. Ce problème est particulièrement préoccupant dans les grandes villes où les tours sont souvent installées au sommet des bâtiments.
• Érosion des pales de ventilateur et corrosion de l'unité interne : Les extrémités des ventilateurs peuvent atteindre une vitesse de 56 mètres par seconde, et l'impact des gouttelettes d'eau sur le bord d'attaque des ventilateurs peut être préjudiciable aux performances et au cycle de vie du ventilateur. L'érosion de l'empilement des ventilateurs aurait un impact énorme sur l'efficacité de l'ensemble des ventilateurs, et les structures de support des ventilateurs pourraient être érodées (dangereuses), comme le montre la photo 3, et s'effondrer à l'intérieur de la tour de refroidissement.    

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Les photos ci-dessus montrent une érosion et une corrosion importantes à l'intérieur d'une tour de refroidissement au-dessus de l'éliminateur de dérive, en particulier lorsqu'une dérive de très mauvaise qualité a été installée ou que la dérive a été endommagée.

• Impacts sur les équipements voisins : La dérive peut créer une nuisance pour les zones environnantes dans le rayon de pulvérisation de la dérive. Cela peut entraîner une corrosion accélérée des équipements voisins ainsi que des taches sur les voitures, les vitres et les bâtiments.

Les photos ci-dessus montrent des exemples de corrosion par dérive. Voudriez-vous laisser votre belle voiture neuve à proximité d'une tour de refroidissement dont le taux de dérive est très faible ?

• Perte d'eau : Comme nous l'avons vu dans l'exemple de cet article, la réduction de la dérive permet également de réduire les pertes d'eau inutiles d'un système de refroidissement. L'appoint requis pour une tour de refroidissement est une combinaison de la perte d'eau due à l'évaporation, à la purge et à la dérive. La réduction de la dérive permet donc également de réduire la quantité d'eau d'appoint.
• Émissions de PM10 : La matière particulaire contenue dans une gouttelette de dérive est laissée sur place une fois que l'eau qui forme la gouttelette s'évapore, ce qui peut être considéré comme une émission de PM10. Bien qu'il ne s'agisse que d'un facteur d'une équation complexe, la réduction du taux de dérive peut également contribuer à réduire les émissions réglementées de votre tour.

Eurovent Certita Certification est un leader mondial de la certification par tierce partie, opérant dans les domaines du chauffage, de la ventilation, de la climatisation et de la réfrigération (HVAC&R), répondant aux besoins et aux exigences d'une industrie en pleine évolution sur les marchés résidentiels, commerciaux ou industriels. Sa marque de certification historique, Eurovent Certified Performance, est reconnue dans le monde entier, avec une accréditation internationale selon la norme ISO 17065 relative aux organismes de certification.

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