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TOURS DE TOURS DE REFROIDISSEMENTREFROIDISSEMENT
& & LegionellaLegionella
--B.A.C. - Balticare
IUT de PAU16/11/04
Gamme de Produits & ServicesGamme de Produits & Services
• Tours de Refroidissement (circuit ouvert)• Refroidisseurs Evaporatifs (circuit fermé)• Refroidisseurs Hybrides & Hybides Tri-Modes • Condenseurs Evaporatifs• Aéroréfrigérants Secs (Dry Coolers)• Bacs à Glace• Offre globale Balticare
REFROIDISSEMENT REFROIDISSEMENT DE PROCESSDE PROCESS
PROCESSEnergie de base Energie utile
Chaleur perdue
CHOIX DE LA TECHNOLOGIE DE CHOIX DE LA TECHNOLOGIE DE REJET DE CHALEURREJET DE CHALEUR
SELON SELON
NIVEAU DE TEMPERATURENIVEAU DE TEMPERATURE
TYPES DE REFROIDISSEMENTTYPES DE REFROIDISSEMENT
• Eau : – Refroidissement à passage unique
(interdit par l’arrêté du 2 février 98 – Article 14)
• Air sec :– Dry coolers (température > 45°C)
TYPES DE REFROIDISSEMENTTYPES DE REFROIDISSEMENT• Air évaporatif :
– Tours de refroidissement (25°C < temp. < 45°C)
• Air sec & évaporatif :– Tours de refroidissement hybrides :
(25°C < temp. < 45°C)
• Refroidissement mécanique : – Groupes frigorifiques (négatif < temp. < 25°C)
AEROREFRIGERANT SECAEROREFRIGERANT SEC
• Selectionné sur base de la température ambiante au BULBE SEC
APPAREIL DE REFROIDISSEMENT EVAPORATIFAPPAREIL DE REFROIDISSEMENT EVAPORATIF
• Selectionné sur base de la température ambiante au BULBE HUMIDE
• Température de l’air : 32°C• Humidité relative : 40% => BH =21°C
AVANTAGES DU REFROIDISSEMENT EVAPORATIF
MEILLEURS RESULTATSMEILLEURS RESULTATS
Température de condensation la plus basseTempérature de condensation la plus basse
––1°C Temp. Cond. 1°C Temp. Cond.
Gain 3 % d’énergie auGain 3 % d’énergie auCompresseur .Compresseur .
Refroidissement EvaporatifRefroidissement Evaporatif
MEILLEURS RESULTATS (30% !)MEILLEURS RESULTATS (30% !)
Bulbe SecBulbe Sec
–10°C–10°C Bulbe Bulbe Humide Humide
Condenseur Evaporatif
Condenseur à eau + Tour
Condenseur à air
Temp. Cond. °C Compr. kWe Rejet chaleur kW Ventil./Pompe kWe Puissance totale kWe
30°C
205 kWe
1255 kW 23 kWe
228 kWe
35°C
236 kWe
1286 kW
32 kWe
268 kWe
45°C
324 kWe
1374 kW
33 kWe
357 kWe
Ratios :Ratios :- Condenseur Evaporatif = 1- Condenseur Evaporatif = 1- Condenseur à eau + Tour = 1,17- Condenseur à eau + Tour = 1,17- Condenseur à Air = 1,56- Condenseur à Air = 1,56
R717 – Capacité de Refroidissement 1050 kW
EXEMPLEEXEMPLE
WET EECOOLING TOWER
CLOSED CIRCUIT COOLER
AIR COOLED
Aéroréfrigérant
Tour fermée
Tour ouverte
Capacité
Energie
COMPARATIF POUR UN PROCESS COMPARATIF POUR UN PROCESS INDUSTRIELINDUSTRIEL
• Tour ouverte 1050 kW :
– => 33°/ 27° par B.H. 21°C : modèle TXV 217
Ventilation 11 kW (Coût approx. 15 k€)
• Tour fermée 1050 kW :
– => 33°/ 27° par B.H. 21°C : modèle FXV-561 Ventilation 33 kW (Coût approx. 42 k€)
• Groupe Frigorifique 1050 kW :
– => Eau 20°/ 15°C Air sec 32°C : (à C.O.P. 4) Puissance électrique: 350 kW (Coût 100 K€)
• Température de l’eau de refroidissement ou de condensation plus basse
• Economie d’énergie– Du process– Réduction de chaleur perdue globale
• Faible consommation de l’équipement • Faible émission sonore• Faible encombrement
AVANTAGES DU REFROIDISSEMENT AVANTAGES DU REFROIDISSEMENT EVAPORATIFEVAPORATIF
Type d’équipementsType d’équipements
• Aéroréfrigérants Secs (Dry Coolers) • Tours de Refroidissement (circuit ouvert)• Refroidisseurs Evaporatifs (circuit fermé)• Refroidisseurs Hybrides et Tri-Modes• Condenseurs Evaporatifs
AEROREFRIGERANTS - Dry CoolerAEROREFRIGERANTS - Dry CoolerRefoulement Air
Entrée d’Eau 45°C
Sortie d’Eau40°C35°C D.B. ENTREE AIR
130 l/s / 1 kW
DESAVANTAGES• Temp. D’Eau Elevée : puissance compresseur • Débit d’air élevé : puissance moteurs ventilateurs• Espace nécessaire à l’installation important
AVANTAGES : Pas de consommation d’eau
• Centrifuge - Contre-courantREFOULEMENT AIR
ELIMINATEURS
DISTRIBUTIONEAU
SURFACE D’ECHANGE
VENTIL. SORTIE EAUFROIDE
ENTREE AIR
ENTREE EAUCHAUDE
TOUR OUVERTETOUR OUVERTE
Inconvénients :• Volume du circuit d’eau plus important à
traiter• Développement du tartre & bactéries dans l’échangeur ou condenseur (température plus
élevée)• Difficulté de nettoyage ou désinfection du
système• Pollution du process
TOUR OUVERTE
TOURS A CIRCUIT SEMI-FERMETOURS A CIRCUIT SEMI-FERME
COOLINGTOWER
• TOUR OUVERTEAVEC
ECHANGEUR A PLAQUES
TOUR OUVERTE & ECHANGEURTOUR OUVERTE & ECHANGEUR
Avantages :
• Encombrement & poids faible• Pas de pollution du process
TOUR OUVERTE & ECHANGEURTOUR OUVERTE & ECHANGEURInconvénients :• Encrassement du packing• Encrassement de l ’échangeur à plaques• Développement bactérien plus aisé (surfaces non lisses
sur échangeur et packing)• Difficulté de nettoyage de l’échangeur Système à 2
composants• Circuit secondaire nécessitant pompe + tuyauterie de
raccordement• Approche limitée au BH + pincement de l’échangeur• Pas de possibilité de fonctionnement à sec• Consommation d ’eau
• Centrifuge - Contre-Courant
ENTREEEAUCHAUDE
ENTREEAIR
SORTIEEAUFROIDE
SORTIE AIR
BATTERIE
TOUR A CIRCUIT FERMETOUR A CIRCUIT FERME(REFROIDISSEUR EVAPORATIF)(REFROIDISSEUR EVAPORATIF)
TOUR FERMEETOUR FERMEE
Inconvénients :
• Encombrement • Poids• Prix (par rapport à une tour ouverte)
TOUR FERMEETOUR FERMEEAvantages :• Un seul appareil (pas d’échangeur) • Grand débit d ’eau constant sur échangeur• Grands débits d’air (anti-panache plus facile)• Pas de pollution du process (circuit primaire d’eau fermé et
propre)• Température d’eau de pulvérisation basse (risques minimes)• Surface échangeur lisse et accessible pour nettoyage• Absence de surface sujette à encrassement : échangeur,
packing, tuyauteries• Volume d’eau à traiter très limité & confinement sanitaire au
bassin = Risques minimes !
REFROIDISSEMENT HYBRIDEREFROIDISSEMENT HYBRIDE
• Avantages
La température froide de sortie de fluide dépend du bulbe humide en fonctionnement évaporatif
Réduction de panache
Niveau sonore faible (ventilateur centrifuge)
L’installation d’éliminateur à haut rendement, permet d’utiliser de l’eau d’appoint traitée classique pour la pulvérisation
Pour tour fermée:
Consommation d’eau réduite ( Tour fermée ) Confinement du risque Legionella
Tour avec Batterie “Anti” - Panache
REFROIDISSEMENT HYBRIDEREFROIDISSEMENT HYBRIDE
• Inconvénients ( Tour Fermée + BAP) Surface au sol moyenne Consommation d’énergie plus élevée (perte de charge) Hauteur d’installation Perte de charge hydraulique
• Inconvénients ( Tour Ouverte ou semi fermée + BAP)
Idem tour ferme hybride Pas de réelle réduction panache Très faible économie d’eau Régulation complexe . Température d’eau trop froide Mauvaise distribution d’eau - Risque important d’encrassement Surface packing et échangeur sujets à encrassement
Tour avec batteries “Anti” - Panache
REFROIDISSEMENT HYBRIDEREFROIDISSEMENT HYBRIDE
• Refroidisseurs évaporatifs avec batteries “Anti” panache
• Refroidisseur hybride Tri- mode
•Industriel
•Tertiaire
0.0
10.0
20.0
30.0
40.0
50.0
60.0
70.0
80.0
90.0
100.0
0438876131417522190262830663504394243804818525656946132657070087446788483228760
Cummulative Hours per Year
Percentage Water Usage
0.0
10.0
20.0
30.0
40.0
50.0
60.0
70.0
80.0
90.0
100.0
Conv. Evaporative unitHXI unit
TOUR FERMEE HYBRIDE TRI MODETOUR FERMEE HYBRIDE TRI MODEAvantages :
• Economie d’eau : de 60 à 85%• Véritable appareil à circuit fermé
Batterie à tube lisse pour refroidissement évaporatifBatterie à haute densité pour refroidissement secVéritable appareil à circuit fermé
• Système de régulation et d’économie integré par le by-passContrôle exact de la température de sortie
• 3 Modes de fonctionnementSec / sec & evaporatif / adiabatique
• Elimination totale du panache visuel• Retour sur investissement• Gestion du risque développement LégionellaInconvénients :• Encombrement & Poids
CONDENSEUR:CONDENSEUR: Centrifuge - Contre-courantCentrifuge - Contre-courant
ELIMINATEURSDISTRIBUTIOND’EAU
BATTERIEECHANGECHALEUR
FAN
POMPE PULVERISATION
ENTREEVAPEUR
SORTIELIQUIDE
SORTIE AIR
ENTREEAIR
• Faible consommation d’énergie
• Nombreux avantages complémentaires
1 REFROIDISSEMENT EVAPORATIF :REFROIDISSEMENT EVAPORATIF :
MAINTIEN DE CES AVANTAGES DANS MAINTIEN DE CES AVANTAGES DANS LE TEMPS ?LE TEMPS ?
• Meilleures conditions de fonctionnement • Système fiable et propre grâce à une
maintenance préventive et contrôles rigoureux.
• Suppression des arrêts inopinés• Augmentation de la durée de vie
2
Le tartre , la corrosion et la contamination bactériologique réduisent
fortement l’efficacité du système et augmentent les coûts de fonctionnement
η
MAINTIEN DE CES AVANTAGES DANS LE MAINTIEN DE CES AVANTAGES DANS LE TEMPS ?TEMPS ?
0
20
40
60
80
100
120
0 0.4 0.8 1.2 1.6 2 2.4
DESI
GN C
APAC
ITY
(%)
Exemple : 1mm du tartreExemple : 1mm du tartre
• Réduction de 30 % du rejet de chaleur
• Augmentation de 6°C de la T° de
condensation
• Augmentation de 18 % du kWe
compresseur et de 2% m3 d’eauSCALE
THICKNESS (mm)
REDUCTION DE LA REDUCTION DE LA CONSOMMATION D’EAUCONSOMMATION D’EAU
• Gestion précise et optimale de la quantité d’eau de déconcentration
3
TAUX DE CONCENTRATION
0
2
4
6
8
10
1 2 3 4 5
Taux de concentration (N)
Co
nso
mm
atio
n (m
³/h) Evaporation = 1 m³/h
Purge = évaporation / (N-1)Consommation = purge + évaporation
4CONTROLE DE LA PROLIFERATION CONTROLE DE LA PROLIFERATION
BACTERIENNEBACTERIENNE
• Programme de dosage structurel de biocides, spécialement adaptés pour l’équipement évaporatif.
• Suivi et gestion pointus selon un Guide de bonne pratique reconnu et en accord avec la législation.
• Gestion globale de la tour et son environnement
www. sante.gouv.frwww. sante.gouv.fr www. Eurovent-Certification.com www. Eurovent-Certification.com
• Fonctionnement optimal du process
• Consommation minimale en eau & énergie
• Sûreté de fonctionnement :
• pas de contamination environnementale par bactéries
• Pas de corrosion ou entartrage
APPROCHE PREVENTIVE GLOBALE INTEGREE
Solution
• Sélection et dimensionnement des équipements évaporatifs
• Etude d’implantation, du niveau sonore,
systèmes d’économie d’eau, contrôle de
capacité, protection antigel, réduction du
risque de panache.
APPROCHE GLOBALE INTEGREELES EQUIPEMENTS EVAPORATIFSLES EQUIPEMENTS EVAPORATIFS1
• Choix du type de tour:
– Ouverte
– Fermée
– Semi - fermée
– Hybride
APPROCHE GLOBALE INTEGREELES EQUIPEMENTS EVAPORATIFSLES EQUIPEMENTS EVAPORATIFS1
APPROCHE GLOBALE INTEGREEAPPROCHE GLOBALE INTEGREECONSTRUCTION
– Contrôle de l ’entraînement vésiculaire
– Réduction du panache !!!!!Le panache n’est pas un aérosol: Une batterie de
réduction de panache n’élimine pas les aérosols!
– Bassin fermé / Vidange aisée / Accessibilité pour nettoyage
– Distribution d’eau à basse pression
– Choix des matériaux / Surfaces lisses
!
2
CHOIX DES MATERIAUXCHOIX DES MATERIAUX
Faux débat
– Surfaces lisses
– Même qualité d’eau
INOX <=> GALVA
REFROIDISSEMENT EVAPORATIFREFROIDISSEMENT EVAPORATIF
Panache
AérosolNote : le panache n’est pas source de
propagation de bactéries
POURQUOI VOULOIR ELIMINER POURQUOI VOULOIR ELIMINER LE PANACHELE PANACHE ? ?
• Raisons de sécurité (brouillard, givre)
• Raisons esthétiques
• Raisons psychologiques
INSTALLATION
• Refoulement tours éloigné aspiration et
ouvrants des bâtiments
• Pas de bras morts dans la tuyauterie
• Vidange possible de la tuyauterie
• Localisation de la tour
• Alterner fonctionnement des appareils secours
• Vidanger tours à l’arrêt
APPROCHE GLOBALE INTEGREE3
EQUIPEMENTS ET PROGRAMME DE TRAITEMENT EQUIPEMENTS ET PROGRAMME DE TRAITEMENT D’EAUD’EAU
Gestion complète de la qualité d’eau afin de prévenir :
• La corrosion
• La formation de tartre
• L ’encrassement
• Le développement bactériologique
FACTEURS DE CROISSANCE DE RISQUE
GESTION DE LA QUALITE D ’EAUGESTION DE LA QUALITE D ’EAU
• Traitement antitartre / anticorrosion adapté
• Traitement bactéricide performant
– Combinaison : technologie oxydante (attention
chlore) & complément bactéricide de synthèse /
biodétergent
• Mise en place d’automatisme
APPROCHE GLOBALE INTEGREE5
• Suivi régulier :
– Analyses mensuelles
– Contrôles hebdomadaires
– Flore totale
– Maintenance mécanique régulière
PROGRAMME DE SUIVI REGULIER & CONTROLE DES RESULTATS
PROGRAMME DE SUIVI REGULIER & PROGRAMME DE SUIVI REGULIER & CONTROLE DES RESULTATSCONTROLE DES RESULTATS
– Claire définition des valeurs cibles des paramètres de
contrôle
– Claire définition des actions et de leurs fréquences
– Claire définition des actions correctives
– Claire définition des tâches, fréquences et responsabilités
• Exigences de contrôle
PROGRAMME DE SUIVI REGULIER & CONTROLE DES RESULTATS
• Enregistrement des Actions & Rapports
– Rapports de visite mensuel
– Rapport d’évaluation annuelle
– Tenue à jour du carnet de suivi
– Suivi administratif avec recommandations
actions correctives et responsabilités
FORMATION CLIENT & RESPONSABILITESFORMATION CLIENT & RESPONSABILITES
• Formation / Information adéquate du personnel et des sous-traitants
• Conseil sur le suivi de l’installation• Responsabilités et respect des procédures• Carnet de suivi & manuel d’exploitation
6
APPROCHE GLOBALE INTEGREE
DESINFECTION & NETTOYAGEDESINFECTION & NETTOYAGE
• A la mise en service initiale• Ensuite annuellement ou après un arrêt
saisonnier• En cas de problème micro-biologique• Si le système est fortement encrassé• Par dosage choc • Nettoyage des parties humides
(masque+gants)
7
APPROCHE GLOBALE INTEGREE
AUDIT ANNUEL AUDIT ANNUEL
• Equipement de refroidissement évaporatif et installation.
• Conditions et fonctionnement du système,• Programme du traitement d’eau• Plages de mesures• Tenue du carnet de suivi
8
APPROCHE GLOBALE INTEGREE