Tour de refroidissement pour l'industrie

Types de tours de refroidissement pour l'industrie

Il existe plusieurs types de tours de refroidissement pour l'industrie. Elles sont principalement classées en fonction de la direction de leur flux d'air, de leur méthode d'échange de chaleur et de leur application humide ou sèche.

• Tour de refroidissement à flux croisé

  Une tour à flux croisé permet à l'air de se déplacer perpendiculairement au flux d'eau. Ce type de tour est prédominant sur le marché. Il s'applique à divers secteurs comme la production d'énergie, les raffineries de pétrole, les procédés chimiques, etc.

• Tour de refroidissement à contre-courant

  Les tours à contre-courant permettent à l'air de monter à travers le remplissage tandis que l'eau descend. Les tours de refroidissement à contre-courant sont prédominantes dans les zones où l'espace est limité, comme les usines industrielles et les environnements urbains.

• Tour de refroidissement indirecte

  Une tour de refroidissement indirecte utilise un autre fluide pour transférer la chaleur vers la tour. Ensuite, l'air emporte la chaleur. Cela rend les tours indirectes adaptées aux industries où le refroidissement direct pourrait entraîner une contamination, comme les installations pharmaceutiques ou de transformation alimentaire.

• Tour de refroidissement à sec

  Une tour de refroidissement à sec fonctionne uniquement par convection et n'utilise pas d'eau. Cette caractéristique rend les tours de refroidissement à sec adaptées aux industries ayant des ressources en eau limitées ou où la conservation de l'eau est essentielle, comme dans les régions arides ou les zones écologiquement sensibles.

• Tour de refroidissement humide

  Les tours de refroidissement humides sont basées sur l'évaporation de l'eau. Cela les rend adaptées aux applications à forte évacuation de chaleur comme les centrales électriques, les raffineries pétrochimiques et les usines de fabrication dotées de grands systèmes CVC.

Spécifications et maintenance de la tour de refroidissement pour l'industrie

Spécifications

• Taille : La taille d'une tour de refroidissement détermine sa surface et son volume d'air, ce qui a un impact important sur sa capacité de dissipation de chaleur. En général, les installations industrielles plus importantes utilisent des tours de refroidissement plus importantes en raison de charges thermiques plus élevées. En revanche, les bâtiments commerciaux plus petits peuvent opter pour des modèles compacts pour gagner de la place.
• Capacité de refroidissement : Il s'agit de la quantité de chaleur qu'une tour de refroidissement peut retirer d'un bâtiment par heure, mesurée en kilowatts (kW) ou en tonnes. Par exemple, une tour de refroidissement industrielle typique a une capacité de refroidissement de 1 000 kW, ce qui pourrait éliminer la chaleur générée par environ 100 tonnes d'équipement. Les tours à forte capacité de refroidissement conviennent aux usines qui utilisent des procédés énergivores, tandis que les options à faible capacité conviennent aux applications commerciales légères.
• Débit d'eau : Il s'agit du volume d'eau qu'une tour de refroidissement peut faire circuler par minute, mesuré en litres par minute (L/min) ou en gallons par minute (GPM). Une tour avec un débit d'eau élevé peut traiter plus de chaleur provenant des équipements. Par exemple, une tour avec un débit de 500 GPM pourrait refroidir l'eau de cinq machines industrielles. Les installations avec de nombreuses sources de refroidissement à proximité nécessitent des tours ayant des débits plus élevés.
• Perte par entraînement : Il s'agit de la quantité d'eau qui sort involontairement d'une tour de refroidissement pendant le flux d'air, quantifiée en litres par minute ou en gallons par minute. Les pertes par entraînement se produisent naturellement lorsque l'eau s'évapore. Cependant, la minimisation de l'entraînement est essentielle pour la conservation de l'eau, en particulier dans les régions confrontées à la pénurie d'eau. Les tours de refroidissement équipées d'éliminateurs d'entraînement à haute efficacité contribuent à réduire les pertes par entraînement à des niveaux acceptables, garantissant que la majeure partie de l'eau en circulation reste dans le système.

Maintenance

• Inspections régulières : Effectuer des vérifications régulières une fois par mois ou trimestriellement, observer régulièrement s'il y a des dommages ou des bruits anormaux dans les ventilateurs et les pompes, si les conduites d'eau ou la zone du réservoir présentent des fuites, etc., réparer rapidement les petits problèmes pour éviter qu'ils ne se transforment en gros problèmes grâce à une intervention précoce.
• Nettoyage : Étant donné que la tour de refroidissement sert de mécanisme d'élimination de la chaleur, elle élimine également certains polluants. Par conséquent, l'utilisation régulière d'agents de nettoyage peut contribuer à maintenir, voire à améliorer, ses caractéristiques/capacités antibactériennes. En règle générale, il serait préférable de nettoyer/fermenter votre tour trois fois par an, au début, au milieu et à la fin de chaque saison.
• Traitement de l'eau : Ajouter des produits chimiques de traitement de l'eau tels que des biocides, des agents antisalissures et des inhibiteurs de corrosion à l'eau refroidie pour empêcher la croissance des algues et la formation de tartre. Surveiller régulièrement la qualité de l'eau et ajuster le dosage des produits chimiques si nécessaire afin de maintenir un système de refroidissement fonctionnel et hygiénique.
• Maintenance/entretien du ventilateur/moteur : Pour la maintenance du ventilateur/moteur : Il y a des choses très importantes que vous ne devez pas négliger, mais dont vous devez toujours prendre soin, notamment vérifier les courroies de transmission et les fils, nettoyer les débris autour de la zone de l'appareil, lubrifier ses pièces mobiles accessibles à intervalles réguliers, etc. S'il s'agit d'un luxe qui nécessite une protection par des soins/une maintenance réguliers, pourquoi ne pas se permettre de le faire ?
• Gestion des dossiers : Tenir un registre de maintenance de toutes les réparations, nettoyages et inspections effectués sur la tour de refroidissement. Le registre de service permet de suivre les activités dans le temps ; il permet ainsi de déterminer le bon calendrier de maintenance plus tard dans le futur.

Scénarios des tours de refroidissement pour les industries

Les tours de refroidissement industrielles sont largement utilisées dans différentes industries pour éliminer la chaleur des équipements ou des procédés. Voici quelques scénarios d'application typiques des tours de refroidissement dans diverses industries.

• Production d'énergie

Les tours de refroidissement à membrane sont des composants essentiels des centrales électriques thermiques. Elles dissipent la chaleur excessive générée pendant le processus de production d'énergie, maintiennent des températures de fonctionnement optimales pour les générateurs de turbines et améliorent le rendement global de la centrale électrique.

• Pétrochimie

Les tours de refroidissement sont largement utilisées dans les installations pétrochimiques telles que les raffineries de pétrole, les usines chimiques et le traitement pétrochimique. Elles refroidissent les réacteurs, les condenseurs, les échangeurs de chaleur et autres équipements afin de contrôler le processus de réaction chimique et de faciliter le transfert de chaleur.

• Système CVC

Les tours de refroidissement sont souvent utilisées comme dispositif de dissipation de chaleur dans les systèmes CVC, en particulier dans les grands bâtiments commerciaux, les centres commerciaux, les hôtels, etc. Combinées à des refroidisseurs ou à des unités de réfrigération, les tours de refroidissement éliminent la chaleur du fluide frigorigène afin de maintenir les espaces intérieurs confortables et frais.

• Métallurgie

Les industries telles que la sidérurgie, la fusion de métaux non ferreux et le traitement des métaux utilisent souvent des tours de refroidissement. Dans les procédés métallurgiques, les tours de refroidissement refroidissent les métaux fondus, les fours, les réacteurs, les échangeurs de chaleur et autres équipements pour réguler la température et faciliter l'échange de chaleur.

• Machinerie et électronique

Les procédés de fabrication de machines, d'électronique, d'automobile et d'autres industries impliquent souvent des équipements et des lignes de production à haute température. Les tours de refroidissement sont utilisées pour refroidir ces équipements à haute température, notamment les tours, les machines de moulage, les machines à souder, etc., afin de garantir que la température d'usinage adéquate est maintenue et que la qualité des produits est stable.

• Alimentation et boissons

La transformation et la production d'aliments et de boissons exigent un contrôle strict de la température et un refroidissement. Les tours de refroidissement peuvent être utilisées pour refroidir les échangeurs de chaleur, les pasteurisateurs, les stérilisateurs et autres équipements, contribuant à garantir la sécurité et la qualité des produits alimentaires et des boissons.

• Pharmaceutique

Le processus de fabrication pharmaceutique nécessite également un contrôle précis de la température, et les tours de refroidissement peuvent être utilisées pour refroidir les réacteurs, les fermenteurs, les échangeurs de chaleur, etc. De plus, elles peuvent contribuer aux systèmes de climatisation des salles blanches et des laboratoires.

Comment choisir une tour de refroidissement pour une industrie

Avant d'acheter une tour de refroidissement industrielle, il est impératif d'évaluer les besoins existants et futurs en adoptant une approche systématique et approfondie.

• Capacité de refroidissement :

  Il est essentiel d'évaluer la charge thermique de l'application pour déterminer la capacité de refroidissement optimale. Il faut tenir compte des facteurs qui contribuent à la charge thermique, tels que la quantité de chaleur générée, la température de l'eau du procédé, la température ambiante et la chute de température ciblée. Une analyse détaillée des coefficients de transfert de chaleur et du comportement thermodynamique du système peut être nécessaire pour quantifier avec précision la capacité de refroidissement requise.

• Gamme de températures :

  Pour garantir un transfert de chaleur efficace, il est essentiel de déterminer la plage de températures des fluides du procédé qui doivent être refroidis. Cela comprend la compréhension des températures d'entrée et de sortie, ainsi que les débits des fluides. Il faut également tenir compte des fluctuations ou des changements potentiels de la plage de températures au fil du temps, car cela peut avoir un impact sur les performances de la tour de refroidissement et les besoins en capacité.

  En outre, une analyse approfondie des propriétés des fluides (p. ex., l'eau, l'huile, etc.) et de leurs profils de température dans différentes conditions de fonctionnement doit être effectuée afin d'identifier tout défi ou exigence de refroidissement spécifique.

• Espace disponible :

  Une évaluation complète de la configuration physique et de l'infrastructure de l'installation est nécessaire pour déterminer la quantité d'espace disponible pour l'installation d'une tour de refroidissement. Cela comprend la mesure des dimensions de la zone, l'évaluation de la proximité des autres équipements et structures, et la prise en compte des exigences potentielles en matière de zonage ou de permis.

  De plus, il faut tenir compte de la logistique du processus d'installation, tels que l'accès au site, la capacité de levage et les exigences d'assemblage, afin de garantir qu'il y a suffisamment de place pour le placement de la tour et son entretien futur.

• Niveau sonore :

  Il est essentiel d'évaluer le niveau minimal autorisé de l'installation afin de déterminer le niveau sonore acceptable qu'une tour de refroidissement peut produire. Cela comprend la prise en compte de la proximité de la tour par rapport aux espaces occupés, aux zones de travail ou aux quartiers résidentiels, ainsi que des réglementations ou directives locales qui spécifient les limites maximales de bruit autorisées.

  En outre, il est important de tenir compte de l'impact potentiel du bruit sur la productivité des travailleurs, leur santé et les relations avec la communauté afin d'éviter toute critique sociale et de garantir l'acceptation de la solution de tour de refroidissement choisie par les parties prenantes.

• Exigences de traitement de l'eau :

  Pour garantir une gestion adéquate de l'eau et le respect de l'environnement, il est important d'évaluer la disponibilité et la qualité des services de traitement de l'eau. Cela comprend la prise en compte de l'utilisation de produits chimiques, d'additifs ou de filtres, ainsi que l'évaluation de la nécessité d'analyses périodiques et de la formation du personnel. En outre, les coûts associés aux services de traitement de l'eau doivent être pris en compte afin d'éviter des dépenses supplémentaires et imprévues dans le cycle de vie de la tour de refroidissement.

Q&A

Q : Quelle est la fonction principale d'une tour de refroidissement dans l'industrie CVC ?

A : Dans les systèmes CVC, une tour de refroidissement sert à éliminer la chaleur du bâtiment en la libérant dans l'atmosphère et, par conséquent, à refroidir l'eau qui a été utilisée pour absorber la chaleur. Cette eau refroidie est ensuite recyclée dans le système pour poursuivre le processus d'absorption de chaleur.

Q : Quelles sont les tendances dans l'industrie des tours de refroidissement ?

A : L'industrie des tours de refroidissement s'oriente vers une consommation d'énergie compétitive mais optimale, avec une préférence pour les tours de refroidissement à circuit fermé. De plus, les questions environnementales étant au premier plan, la nécessité de réduire l'empreinte carbone pousse à la nécessité de tours de refroidissement qui conservent l'eau, avec plus de 90 % de l'eau recyclée étant utilisée, et celles qui réduisent la consommation d'énergie.

Q : Existe-t-il des alternatives aux tours de refroidissement ?

A : Parmi les alternatives aux tours de refroidissement que l'on peut envisager, on peut citer les échangeurs de chaleur refroidis à l'air, les condenseurs évaporatifs ou les compresseurs à barillet.