Base de connaissances
Un gros moteur suralimenté n'a pas un seul circuit de refroidissement, mais deux. Le circuit haute température (HT) évacue à haute température la chaleur des chemises et des culasses ; le circuit basse température (BT) refroidit l'air de suralimentation après le turbocompresseur, et souvent l'huile, à une température bien plus basse. Un radiateur BT/HT rejette les deux vers l'air ambiant dans une seule unité. Ce guide explique pourquoi les circuits sont séparés, comment les deux batteries sont disposées, et pourquoi le circuit BT est le plus souvent celui qui détermine la taille du radiateur.
Pourquoi un moteur a besoin de deux températures
L'eau des chemises sort chaude du moteur, car un bloc chaud fonctionne efficacement et le motoriste veut garder le métal à une température stable. L'air de suralimentation est un tout autre sujet : le turbocompresseur le comprime et le chauffe, et chaque degré gagné en le refroidissant augmente sa densité, ce qui signifie plus d'air et plus de puissance dans le cylindre, et moins d'oxydes d'azote. Le refroidisseur d'air de suralimentation a donc besoin d'un liquide de refroidissement aussi froid que le radiateur peut le produire.
Mélanger les deux dans une seule boucle surchaufferait l'air de suralimentation ou refroidirait trop les chemises. Le moteur a donc deux boucles, chacune avec sa propre pompe, ses propres limites de débit et de température et sa propre perte de charge admissible ; le motoriste les indique sur la fiche technique du moteur.
Un caisson, deux batteries
Un radiateur BT/HT contient deux batteries distinctes, avec leurs propres collecteurs et raccordements, de sorte que les deux circuits ne se mélangent jamais. La disposition habituelle place les batteries en série dans le flux d'air, la batterie BT du côté de l'entrée d'air : l'air le plus frais rencontre le circuit qui en a besoin, puis l'air, déjà réchauffé par la batterie BT, traverse la batterie HT, qui travaille à une température bien plus élevée et ne s'en soucie pas. L'alternative consiste à placer les batteries côte à côte pour que toutes deux voient l'air ambiant ; le caisson est alors plus large, mais le circuit BT dispose d'une température d'air plus basse.
Les deux batteries partagent un même groupe de ventilateurs et un même caisson, ce qui économise de l'encombrement, de la structure et du câblage par rapport à deux radiateurs séparés. Lorsque le site, le transport ou l'implantation l'exigent, deux radiateurs séparés restent un choix tout à fait valable ; les circuits du moteur sont les mêmes dans les deux cas.
Pourquoi le circuit BT détermine la taille
La chaleur qu'un radiateur peut rejeter dépend de l'écart de température entre le liquide de refroidissement et l'air ambiant. Le circuit HT dispose d'un écart généreux. Le circuit BT doit fournir au refroidisseur d'air de suralimentation un liquide à peine plus chaud que l'air, et par temps chaud ou en altitude cet écart se réduit encore. Un faible écart exige une grande surface de batterie et un fort débit d'air pour la même puissance : en climat chaud, la batterie BT est donc souvent la plus grande partie de l'unité.
C'est aussi pourquoi la température ambiante doit être indiquée honnêtement dans une demande : quelques degrés ajoutés à l'ambiance de calcul peuvent modifier la batterie BT plus que n'importe quelle autre donnée. Les motoristes donnent une limite du circuit BT pour une ambiance précisée ; un radiateur dimensionné pour une ambiance plus basse que celle du site verra cette limite dépassée les jours les plus chauds.
Ce que la conception doit respecter
Pour chaque circuit, le radiateur est conçu selon la puissance thermique, le débit, les températures d'entrée et de sortie, la perte de charge admissible côté liquide et le mélange de glycol ; le côté liquide est vérifié pour que la vitesse d'écoulement maintienne la perte de charge dans la limite du motoriste sans rendre les tubes bruyants ni les éroder. Côté air, le groupe de ventilateurs est choisi pour le débit d'air cumulé et la limite acoustique, avec des ventilateurs électriques (AC ou EC, à vitesse variable) pour les unités déportées. La conception thermique suit la fiche technique du moteur, et l'unité est construite selon la pression et la classe de corrosion du site.
TECS Engineering conçoit et fabrique des radiateurs BT/HT pour groupes électrogènes à gaz et diesel et pour centrales à moteurs, sous forme d'unités déportées horizontales et verticales, d'unités en V et, pour les groupes plus petits, d'unités à entraînement mécanique. Envoyez la fiche technique du moteur ou les deux puissances, l'ambiance du site et les contraintes d'installation, et l'offre présentera les deux circuits.
En bref
- Circuit HT : chemises du moteur ; circuit BT : air de suralimentation et souvent l'huile
- Deux batteries à collecteurs séparés dans un même caisson et sous un même groupe de ventilateurs
- Batterie BT généralement côté entrée d'air, pour rencontrer l'air le plus frais
- Le faible écart de température BT en fait souvent la plus grande batterie en climat chaud
- Chaque circuit est conçu selon son propre débit, ses températures et sa perte de charge
- Horizontal, vertical, en V ou à entraînement mécanique, avec ventilateurs AC ou EC
Ce qu'il faut joindre à votre demande
- Fiche technique du moteur, ou puissance thermique, débit et températures des deux circuits
- Perte de charge admissible côté liquide pour chaque circuit et mélange de glycol
- Ambiance du site (le jour le plus chaud où le moteur doit tenir la pleine charge), altitude, humidité
- Installation : déportée horizontale, verticale, en V, ou montée sur le moteur
- Limite acoustique et distance de mesure
- Alimentation électrique des ventilateurs, classe de corrosion et limites d'encombrement
Les questions qu'on nous pose souvent
Que signifient BT et HT ?
Basse température et haute température. Le circuit HT refroidit les chemises du moteur, le circuit BT refroidit l'air de suralimentation et souvent l'huile. Ils fonctionnent à des températures différentes et restent séparés.
Un seul radiateur peut-il servir les deux circuits ?
Oui. Un radiateur BT/HT comporte deux batteries dans un même caisson, chacune avec ses propres raccordements, sous un même groupe de ventilateurs. Les circuits restent séparés.
Quel circuit est le plus difficile à refroidir ?
Le circuit BT, car son liquide doit rester proche de la température de l'air ambiant. Un faible écart de température exige une grande surface de batterie et un fort débit d'air.
Un radiateur BT/HT est-il plus grand qu'un radiateur mono-circuit ?
Pour un même moteur, il porte les deux puissances ; il est donc plus grand qu'un radiateur pour la seule puissance HT, mais plus petit et plus simple que deux unités séparées avec leurs propres châssis et ventilateurs.
Que se passe-t-il si l'ambiance réelle est plus chaude que l'ambiance de calcul ?
La température du liquide BT dépasse d'abord la limite du motoriste, l'air de suralimentation devient plus chaud et le moteur se déclasse ou déclenche une alarme. L'ambiance de calcul doit être la plus chaude que le site connaîtra à pleine charge.
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