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La technologie adiabatique… vous connaissez? Économie d’énergie et excellente alternative à la tour d’eau


La technologie adiabatique… vous connaissez? Économie d’énergie et excellente alternative à la tour d’eau

Categorie(s) :   Climapresse   Nouvelles  


par Michael C. Delgado, ing.

L’économie de l’énergie liée à la protection de l’environnement est l’une des questions les plus abordées au cours de ce siècle dans notre industrie. La mécanique du bâtiment a un très grand impact sur ce qui précède. C’est pour cela que les techniques de refroidissement d’un produit ou d’un fluide en utilisant le moins d’énergie possible et en provoquant le moins de dommages possible à l’environnement ont donné le ton au perfectionnement du système de refroidissement adiabatique.

 

 


 

Le manufacturier québécois Ref-Plus a développé cette technique sur les refroidisseurs de fluide et condenseur en 2016. L’entrepreneur AERO mécanique Turcotte a procédé à l’installation du prototype chez son client, Fordia, au printemps 2017.

 

Le mandat

Fordia est une compagnie du secteur de l’exploitation minérale et des industries de forage géotechnique et environnemental. Elle fournit des solutions de forage de première qualité. Celles-ci faisant appel à des outils diamantés ainsi que du matériel, des accessoires et des services de forage.

 

Dans le procédé de fabrication des outils, Fordia avait besoin d’une alimentation en l’éthylène glycol à une température maximale de 95 °F pendant toute l’année. En utilisant le système conventionnel aérorefroidisseur (« dry cooler »), il n’est pas possible d’arriver à la température requise lorsque le thermomètre extérieur indique 92 °F. Dans ce type de situation, l’ajout d’un refroidisseur mécanique était donc requis.

 

technologie adiabatiqueL’aérorefroidisseur est un simple échangeur eau/air : un ou plusieurs ventilateurs forcent le passage de l’air extérieur pour accélérer le refroidissement.

Cette batterie d’échange convient en toute saison, puisqu’en ajoutant un antigel (type glycol), elle est insensible au gel.

 

 

 

Stratégie afin de répondre aux besoins

Le refroidisseur de fluide adiabatique « OptiMistPlus » est proposé dans le but de faire face à la problématique de départ.

Ce système utilise un processus naturel de refroidissement de l’air en évaporant une petite quantité d’eau pour prérefroidir l’air entrant dans un échangeur de chaleur. Un système de collecteurs avec des buses d’atomisation génère un brouillard de gouttelettes d’eau ultrafines dans l’entrée de l’air de l’unité. Un contrôle de modulation (50 à 100 %) réglera le refroidissement de l’air à l’exigence du travail en réduisant la quantité d’eau utilisée.

 

 

Principe de base

 

technologie adiabatiqueLe principe est le suivant : si de l’air chaud et sec traverse un filet d’eau, il en provoque l’évaporation. La chaleur nécessaire à la vaporisation d’eau étant extraite de l’air, celui-ci se refroidit.

 

Par exemple, de l’air à 20 °C, 30 % HR, traversant un nuage d’eau voit sa température atteindre 12 °C en se chargeant d’humidité.

 

 

 

 

 

 

Les gouttelettes d’eau s’évaporent spontanément, absorbant l’énergie de l’air, qui est par conséquent refroidi et entre en contact avec la bobine à ailettes à une température plus basse. De cette façon, l’échangeur de chaleur peut dissiper la quantité nominale de chaleur même lorsque le climat est plus chaud que prévu. Notez que les particules d’eau atomisée ne s’évaporent pas complètement avant d’atteindre la bobine à ailettes, à la fois en raison de la courte distance disponible et des variations dans les conditions d’air extérieur; par conséquent, les ailettes de l’échangeur de chaleur sont mouillées, ce qui augmente encore l’efficacité globale du système.

 

Description du système

 

Le système se présente en deux sections. La section d’atomisation et le module de filtration/contrôle.

Les condenseurs à refroidissement par air et les refroidisseurs de fluide ou de gaz sont équipés de collecteurs installés en usine, inclinés et drainables, avec des buses d’atomisation et un solénoïde d’évent d’air. Toute la tuyauterie doit être inclinée vers le module de filtration/contrôle.

Le module de commande nécessite un raccord eau de ville et un raccord de drain. L’unité fonctionnera avec 115v ou 230v, 1 phase, 60 Hz. Les tuyaux d’eau et le câblage de contrôle du module de filtration/contrôle à l’unité extérieure sont installés sur le terrain par des entrepreneurs agréés.

Le refroidisseur de fluide adiabatique utilisé pour ce projet nécessite une pression d’eau minimale de 60 PSIG (140 pi), pendant les jours les plus chauds, à l’entrée du collecteur de l’unité extérieure. Ceci est nécessaire pour une atomisation efficace de l’eau. Des pompes d’appoint d’eau optionnelles sont disponibles pour les unités installées dans une zone de basse pression d’eau de ville ou sur de grands bâtiments. La pression supplémentaire est d’environ 69 PSIG (160′ têtes) pour 3 USGPM et 67 PSIG (155′ têtes) à 4 USGPM. Pour une meilleure atomisation, utiliser 100 PSIG (230 pi) de pression à l’entrée du collecteur. Une pompe à haute pression supplémentaire est également disponible.

 

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TEST

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Le traitement d’eau en trois étapes

Les systèmes OptiMistPlus sont fournis avec un traitement complet de l’eau.

 

  1. La première étape est l’utilisation d’un filtre plissé, synthétique, nettoyable, à basse perte de pression. L’objectif est de filtrer les sédiments de plus de 20 microns.
  2. La deuxième étape est l’usage d’un système Anti-Scale. Cela empêche la formation de calcaire en transformant les minéraux de dureté dissous en particules cristallines microscopiques inactives. C’est une solution pratiquement sans maintenance.
  3. La troisième étape est une lumière UV qui tue les bactéries ou les virus de l’eau entrante. Cela rend notre système le plus sûr possible.

 

Ce système de traitement d’eau à la source, jumelé à une atomisation au final, n’est pas assujetti à toutes les nouvelles réglementations d’entretien dispendieux que les tours d’eau doivent subir. La consommation d’eau est vraiment faible en comparaison aux systèmes à tour d’eau et de la technologie de refroidissement par évaporation. En combinant ce système avec des ventilateurs à bas niveau de bruit, il est possible d’obtenir une consommation maximale de 0.39 USGPM par ventilateur.

 

 

 

 

 

 

 

Contrôle

Les systèmes OptiMistPlus sont entièrement contrôlés par un automate. L’automate mesure la température de l’air à l’entrée du serpentin. De plus, il influencera le débit d’eau de 50 % à 100 %. Le système utilise uniquement la quantité requise d’eau pour atteindre la température préprogrammée. Il enregistre l’heure de fonctionnement de chaque étape des filtres et il enverra des signaux de maintenance à l’entrepreneur de maintenance. L’automate envoie des alarmes s’il détecte tout problème dans le système. Un cycle de purge est également programmé lorsque le système ne fonctionne pas pendant une longue période et pour l’hiver.

 

 

Installation typique

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Défis rencontrés

Le refroidissement de l’air est d’autant plus grand lorsque le climat est chaud et sec. (Un tel système est donc inutile dans les régions où le climat est tropical, c’est-à-dire où l’air chaud est déjà excessivement chargé en humidité). Chez nous, on se retrouve entre les deux seulement pendant la période estivale. Étant donné que la fonction adiabatique ne peut être régulée avec précision, car elle dépend de l’hygrométrie extérieure, elle est d’autant plus efficace lorsque le climat est chaud et sec. Donc, pour bien ajuster les paramètres, l’entrepreneur a dû attendre un moment où les conditions ambiantes extérieures étaient chaudes et sèches.

 

Conclusion

En conclusion, l’adiabatique est non seulement une technologie qui réduit la consommation d’énergie, mais avec toutes les nouvelles réglementations municipales qui régissent la consommation d’eau d’aqueduc, elle devient un produit très intéressant pour une boucle d’eau fermée qui répond aux températures de condensation requises par des équipements frigorifiques en été.


 

Michael C. Delgado, ing.

 

 



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