Base de connaissances
Chaque moteur, chaque groupe froid et chaque procédé aboutit au même problème : une chaleur qui doit aller quelque part. Les trois machines qui l'évacuent vers l'atmosphère sont l'aéroréfrigérant, le radiateur et la tour de refroidissement, et on les confond souvent parce que les deux premiers sont presque la même chose sous des noms différents. Ce guide met les trois côte à côte - leur fonctionnement, la température qu'elles peuvent atteindre, ce qu'elles consomment et ce qu'elles coûtent à posséder - afin que le choix soit fait pour les bonnes raisons.
Aéroréfrigérant et radiateur : une machine, deux noms
Les deux sont des échangeurs de chaleur refroidis par air : une batterie de tubes à ailettes, des ventilateurs, un châssis. Le liquide reste à l'intérieur des tubes, l'air passe sur les ailettes, rien ne s'évapore. Le monde du CVC appelle l'appareil aéroréfrigérant ; le monde des moteurs l'appelle radiateur - radiateur monté sur le moteur lorsqu'il est placé sur le châssis du groupe électrogène avec un ventilateur entraîné par courroie, radiateur déporté lorsqu'il est installé à part avec des ventilateurs électriques. La conception, les matériaux et les limites sont identiques.
Ce qui diffère, c'est la puissance demandée. Un radiateur de moteur est dimensionné d'après les valeurs du constructeur du moteur - un débit de liquide, une température de sortie, une perte de charge maximale, souvent deux circuits - et pour le jour le plus chaud où le moteur doit encore délivrer sa pleine puissance. Un aéroréfrigérant de procédé est dimensionné pour une température de procédé. TECS construit les deux à partir des mêmes batteries et des mêmes ventilateurs.
La tour de refroidissement : l'évaporation plutôt que l'air seul
Une tour de refroidissement pulvérise l'eau chaude sur un garnissage et aspire de l'air à travers celui-ci. Une partie de l'eau s'évapore, et l'évaporation emporte la chaleur : environ 2 400 kJ pour chaque kilogramme qui se change en vapeur, ce qui est bien plus que l'air seul ne pourrait en transporter. L'eau restante est refroidie vers la température de bulbe humide de l'air, qui, par un jour d'été sec, est inférieure de 10 K ou plus à la température de bulbe sec qui limite un aéroréfrigérant.
Le prix à payer est l'eau et le soin. Une tour consomme de l'eau d'appoint pour l'évaporation, l'entraînement de gouttelettes et les purges, exige un traitement chimique contre le tartre, la corrosion et la légionelle, produit un panache visible par temps froid et peut geler. Pour une installation disposant d'eau et dont le procédé exige de l'eau froide, c'est le choix économique ; pour un groupe électrogène ou un site sans eau, c'est rarement le cas.
Températures, eau, bruit et encombrement
Température : un aéroréfrigérant ou un radiateur fournit le liquide quelques kelvins au-dessus de la température de bulbe sec ambiante ; une tour de refroidissement quelques kelvins au-dessus de la température de bulbe humide, qui est plus basse. Un moteur n'a pas besoin d'eau froide - son eau de chemises circule à 90 °C ou plus - de sorte que la limite de l'aéroréfrigérant n'y est pas un handicap ; un condenseur de groupe froid ou un procédé à 30 °C peut exiger la tour.
Eau : zéro pour l'aéroréfrigérant, continue pour la tour. Bruit : les deux ont des ventilateurs ; l'aéroréfrigérant peut être construit long, avec des ventilateurs EC lents, et dimensionné pour une limite sonore en limite de propriété, tandis que la tour ajoute le bruit de l'eau qui tombe. Encombrement : une tour est compacte pour sa puissance ; un aéroréfrigérant exige une surface frontale de batterie, que la disposition en V divise par deux. Maintenance : l'aéroréfrigérant se nettoie à l'eau ou à l'air ; la tour exige un traitement de l'eau, le nettoyage du garnissage et un plan de maîtrise de la légionelle. Coût : l'aéroréfrigérant est l'installation la plus simple et généralement la moins chère à posséder, la tour souvent la moins chère à l'achat.
Quel système pour quelle installation
Groupes électrogènes, centrales à moteurs et unités de cogénération à moteur à gaz : l'aéroréfrigérant sous forme de radiateur déporté, à circuit unique ou BT/HT, ou le radiateur monté sur le moteur sur un châssis ouvert. Groupes de secours de data centers : radiateurs déportés ou appareils en V en toiture, dimensionnés pour la limite sonore. Groupes froids de data centers et refroidissement de procédés : aéroréfrigérants là où l'eau est rare ou là où l'installation doit rester sèche, tours de refroidissement là où l'eau est disponible et où la température doit être basse. Turbines à gaz : une autre question, à laquelle répondent les batteries d'air d'admission.
TECS construit le côté refroidi par air de toutes ces installations - radiateurs déportés horizontaux, verticaux et en V, appareils BT/HT, aéroréfrigérants de secours pour la cogénération et modules de chauffage qui accompagnent les centrales à moteurs à gaz. Pour une comparaison sur vos propres données, envoyez la puissance thermique, les températures et le site, ou la fiche technique du moteur, et la proposition indique l'appareil qui convient.
En bref
- Aéroréfrigérant et radiateur déporté : la même machine refroidie par air, sans eau, limitée par la température de bulbe sec
- Radiateur monté sur le moteur : la même batterie sur le châssis, entraînée par le moteur
- Tour de refroidissement : évaporation, eau plus froide, consommation et traitement d'eau continus
- Les moteurs fonctionnent chauds et n'ont pas besoin de l'eau froide de la tour
- Le bruit, l'encombrement et la maintenance sont en faveur de l'aéroréfrigérant dans la plupart des installations de moteurs
- TECS étudie la solution refroidie par air pour chaque moteur, centrale et data center
Pour comparer sur vos données
- Chaleur à évacuer et température de sortie du liquide requise
- Température ambiante de dimensionnement et humidité du site
- Disponibilité et qualité de l'eau sur site, si une tour est envisagée
- Limite sonore et distance à laquelle elle s'applique
- Espace disponible et implantation de l'appareil au sol ou en toiture
- Fiche technique du moteur, lorsque la puissance demandée est celle d'un moteur
Les questions qu'on nous pose souvent
Un aéroréfrigérant peut-il remplacer une tour de refroidissement ?
Lorsque le procédé accepte une température de liquide supérieure de quelques kelvins à la température de bulbe sec ambiante, oui, et cela supprime la consommation et le traitement d'eau. Lorsque le procédé exige une eau proche de la température de bulbe humide, l'aéroréfrigérant devrait être très grand, et la réponse est un aéroréfrigérant adiabatique ou la tour.
Pourquoi les groupes électrogènes utilisent-ils des radiateurs et non des tours de refroidissement ?
Parce que le liquide de refroidissement du moteur circule entre 80 et 100 °C, bien au-dessus de toute température ambiante, de sorte que le radiateur dispose d'un large écart de température, et parce qu'un groupe de secours doit fonctionner sans eau, sans traitement et sans surveillance. Le radiateur est aussi le système de refroidissement standard du constructeur du moteur.
Lequel est le plus silencieux ?
Un aéroréfrigérant bien conçu avec des ventilateurs à vitesse variable. Son bruit provient uniquement des ventilateurs, que l'on peut ralentir dès que la pleine puissance n'est pas nécessaire ; une tour ajoute le bruit de l'eau et fait tourner ses ventilateurs chaque fois qu'elle fonctionne.
Lequel demande le moins de maintenance ?
L'aéroréfrigérant : un nettoyage périodique de la batterie et les contrôles habituels des ventilateurs et des moteurs. Une tour exige un traitement continu de l'eau, des purges, le nettoyage du garnissage et du bassin, et la maîtrise de la légionelle.
Et les refroidisseurs hybrides ou adiabatiques ?
Ce sont des aéroréfrigérants qui humidifient l'air entrant les jours de chaleur pour gagner quelques kelvins d'approche. Ils consomment peu d'eau, seulement quand c'est nécessaire, et sont choisis pour les sites très chauds où un aéroréfrigérant purement sec serait trop grand.
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