Base de connaissances
Un moteur transforme environ un tiers de son combustible en puissance sur l'arbre. Un autre tiers part avec les gaz d'échappement, et la majeure partie du reste passe dans le liquide de refroidissement : le mélange eau-glycol qui circule dans les chemises de cylindres, le refroidisseur d'air de suralimentation et souvent le refroidisseur d'huile. Le radiateur est l'endroit où ce liquide cède sa chaleur à l'air pour pouvoir repartir, et le jour le plus chaud de l'année, à pleine charge, il doit encore maintenir le moteur dans les limites de température de son constructeur.
Ce guide explique les circuits, les deux types de radiateur - monté sur le moteur et déporté - et ce qui départage les deux.
Les circuits de refroidissement d'un moteur moderne
Les petits moteurs ont un seul circuit : la pompe pousse le liquide de refroidissement à travers le moteur, vers le radiateur et en retour, un thermostat maintenant la température autour de 85 à 95 °C. Les moteurs plus gros - à partir de quelques centaines de kilowatts - en ont deux. Le circuit haute température (HT) refroidit les chemises de cylindres et le premier étage du refroidisseur d'air de suralimentation, et quitte le moteur à 90 à 100 °C. Le circuit basse température (BT) refroidit le second étage d'air de suralimentation et l'huile, et doit revenir au moteur à 45 à 60 °C, car la puissance nominale du moteur et ses émissions dépendent d'un air d'admission frais et dense.
Un radiateur BT/HT place les deux batteries dans un même caisson sous une même rangée de ventilateurs, la batterie BT en premier dans le flux d'air parce que sa sortie est la plus proche de la température ambiante. Chaque circuit a son propre débit, sa propre température de sortie et sa propre limite de perte de charge externe fixée par le constructeur du moteur, et le radiateur est étudié pour tous à la fois.
Le radiateur monté sur le moteur
Le radiateur classique de groupe électrogène se trouve sur le châssis devant le moteur, et son ventilateur est entraîné par le moteur au moyen d'une courroie ou d'un arbre : un radiateur à entraînement mécanique. Il est autonome - pas de puissance électrique pour le ventilateur, pas d'armoire de commande, pas de tuyauterie - et c'est l'ensemble standard du constructeur du moteur pour un local technique ouvert ou un capot extérieur. Son ventilateur prélève quelques pour cent de la puissance du moteur, tourne dès que le moteur tourne, et aspire son air à travers la salle des machines.
Ce dernier point est sa limite. Dans un local fermé, l'ouverture d'entrée, la gaine de refoulement et les atténuateurs des deux doivent être dimensionnés pour le plein débit d'air du ventilateur, le local s'échauffe, et le ventilateur tourne à une seule vitesse et à un seul niveau sonore. TECS construit des radiateurs à entraînement mécanique sous forme d'ensembles verticaux complets adaptés au moteur ; lorsque le local, la chaleur ou le bruit s'y opposent, le radiateur déporté prend le relais.
Le radiateur déporté
Un radiateur déporté est installé à part du moteur - à l'extérieur du bâtiment, en toiture, sur une plate-forme - et possède ses propres ventilateurs électriques. Le liquide de refroidissement l'atteint par une tuyauterie ; la salle des machines n'a plus qu'à ventiler la chaleur rayonnée par le moteur et l'alternateur. Les ventilateurs sont alimentés par le réseau auxiliaire et, avec des moteurs EC ou un variateur de fréquence, ne tournent qu'aussi vite que la température du liquide l'exige : par temps frais ou à charge partielle, la puissance du ventilateur chute avec le cube de la vitesse, et le niveau sonore avec elle.
C'est la même machine que le monde du CVC appelle aéroréfrigérant, étudiée selon les valeurs du constructeur du moteur. Horizontale avec les ventilateurs sur le dessus là où l'on dispose de terrain, verticale contre une grille à persiennes là où l'air est canalisé, en V là où de nombreux appareils doivent partager une petite parcelle. Les sites chauds, en altitude, poussiéreux ou côtiers modifient sa taille et ses matériaux, pas son principe ; une limite sonore en limite de propriété se respecte avec davantage de ventilateurs plus lents et une batterie plus longue.
Choisir entre les deux
Châssis ouvert, pas de limite sonore, service de secours : le radiateur monté sur le moteur est l'ensemble le plus simple et le moins cher. Moteur dans un bâtiment ou un conteneur, site sensible au bruit, plusieurs groupes côte à côte, puissance prime ou continue, salle des machines chaude : le radiateur déporté. De nombreux constructeurs de groupes électrogènes proposent les deux et laissent l'installation décider ; TECS conçoit et construit les deux, à partir de la même fiche technique du moteur.
Pour une proposition, envoyez la marque et le modèle du moteur avec sa fiche technique de refroidissement, la température ambiante et l'altitude du site, l'emplacement du groupe et toute limite sonore - ou envoyez les plans et les fiches techniques par la page de transfert de fichiers.
En bref
- Le liquide de refroidissement emporte environ un tiers de l'énergie du combustible vers le radiateur
- Les gros moteurs ont un circuit HT autour de 95 °C et un circuit BT autour de 50 °C
- Radiateur monté sur le moteur : ventilateur entraîné par courroie sur le châssis, air à travers la salle des machines
- Radiateur déporté : ventilateurs électriques, installé à part, air extérieur, variation de vitesse
- Chaque circuit a son propre débit, sa propre température et sa propre limite de perte de charge fixés par le constructeur du moteur
- TECS construit les deux types, à circuit unique ou BT/HT, pour toute marque de moteur
Pour faire étudier un radiateur
- Marque, modèle et puissance du moteur avec la fiche technique de refroidissement
- Chaleur à évacuer, débit et températures par circuit, si la fiche technique n'est pas disponible
- Mélange de liquide de refroidissement et pourcentage
- Température ambiante, humidité et altitude du site
- Emplacement du groupe et emplacement possible du radiateur
- Limite sonore et distance, alimentation électrique des ventilateurs
Les questions qu'on nous pose souvent
Qu'est-ce qu'un radiateur déporté ?
Un radiateur refroidi par air doté de ses propres ventilateurs électriques, installé à distance du moteur. Le liquide de refroidissement y est pompé par une tuyauterie et revient après avoir cédé sa chaleur à l'air. Le terme du CVC pour le même appareil est aéroréfrigérant (dry cooler).
Que signifie BT/HT ?
Basse température et haute température : les deux circuits de refroidissement d'un moteur moderne. Le circuit HT refroidit les cylindres, le circuit BT refroidit l'air de suralimentation et l'huile. Un radiateur BT/HT réunit les deux dans un même caisson.
Pourquoi le constructeur du moteur limite-t-il la perte de charge ?
La pompe du moteur a une hauteur manométrique fixe. Si le radiateur et la tuyauterie en prélèvent plus que ce que le constructeur autorise, le débit dans le moteur diminue, le moteur chauffe et peut se mettre en sécurité par temps chaud.
À quelle distance du moteur le radiateur peut-il se trouver ?
Des dizaines de mètres sont courants. La tuyauterie est dimensionnée de sorte que sa perte de charge ajoutée à celle du radiateur reste dans la limite du constructeur du moteur ; des longueurs plus grandes exigent des tuyaux plus gros ou une pompe de surpression.
Un seul radiateur peut-il desservir plusieurs moteurs ?
Généralement, chaque moteur a son propre radiateur, afin que le refroidissement d'un moteur ne dépende pas de celui d'un autre. Un circuit de refroidissement commun avec une batterie de radiateurs est utilisé dans certaines centrales et exige ses propres pompes et commandes.
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