Refroidisseur de refroidissement par évaporation à vis refroidi à l'eau Manufacturers

Comment fonctionne la condensation par évaporation à l'intérieur d'un refroidisseur à vis

Un refroidisseur par évaporation à vis refroidi à l'eau remplace le condenseur à calandre et tube conventionnel - et la tour de refroidissement séparée dont il dépend - par un condenseur évaporatif intégré. Dans cette conception, le gaz réfrigérant chaud sortant du compresseur s'écoule à travers un serpentin qui est simultanément humidifié avec de l'eau pulvérisée et exposé à un flux d'air forcé. Lorsqu'une fraction de l'eau de pulvérisation s'évapore, elle évacue la chaleur latente directement du serpentin réfrigérant, condensant ainsi le réfrigérant sans nécessiter une boucle d'échangeur de chaleur séparée.

L'avantage thermodynamique est significatif. Les systèmes de tour de refroidissement conventionnels rejettent la chaleur via deux étapes de transfert de chaleur consécutives : le réfrigérant vers l'eau du condenseur, puis l'eau du condenseur vers l'atmosphère, chacune avec sa propre pénalité de température d'approche. La condensation par évaporation réduit cela en une seule étape, permettant au réfrigérant de se condenser à une température proche de celle du bulbe humide ambiant plutôt que de celle du bulbe sec. Dans les climats tempérés, cela signifie une condensation des températures 8 à 12 °C plus bas qu'un système refroidi par air équivalent fonctionnant dans les mêmes conditions, réduisant directement la levée du compresseur et la consommation d'énergie.

Shanghai Soouney Refrigeration Equipment Co., Ltd. intègre ce principe de condensation par évaporation dans des plates-formes de refroidissement à vis conçues pour les applications industrielles et commerciales où l'efficacité et la simplicité d'installation sont des priorités.

Dépendance à l'ampoule humide et variation saisonnière des performances

Étant donné que le rejet de chaleur par évaporation est dû à la chaleur latente de l’évaporation de l’eau, la température de condensation effective suit la température ambiante du bulbe humide plutôt que celle du bulbe sec. Cela a des implications significatives sur la manière dont les performances sont spécifiées, modélisées et comparées selon les climats.

La température humide est toujours égale ou inférieure à la température sèche – la différence dépend de l’humidité relative. Dans les climats secs (Moyen-Orient, Australie intérieure, étés du nord de la Chine), les températures sèches peuvent atteindre 40 °C tandis que les températures humides restent entre 22 et 26 °C, ce qui confère aux systèmes évaporatifs un très grand avantage opérationnel. Dans les climats tropicaux humides (Asie du Sud-Est, côtes de l’Afrique de l’Ouest), les températures humides se rapprochent de celles du bulbe sec, réduisant ainsi le bénéfice d’évaporation.

Pour une analyse précise des coûts du cycle de vie, les performances doivent être modélisées par rapport à la distribution annuelle complète de fréquence de bulbe humide pour le site du projet, et non seulement aux conditions de conception maximales. Points de référence clés :

• Conception à bulbe humide (dépassement annuel de 0,4 %) : utilisée pour le dimensionnement de la capacité maximale
• Bulbe humide moyen pendant les heures d'occupation ou de traitement : détermine le COP annuel moyen
• Minimums de bulbe humide en hiver : pertinents pour la stratégie de contrôle de capacité et de protection contre le gel

A refroidisseur par évaporation à vis refroidi à l'eau installé dans un climat semi-aride permettra généralement d'obtenir COP annuels moyens 20 à 35 % plus élevés qu'un refroidisseur à vis refroidi par air de capacité équivalente, l'écart se creusant encore pendant les pics de charge en été, lorsque l'avantage en termes d'efficacité compte le plus.

Consommation d'eau, dérive et gestion des risques liés à la légionelle

Les systèmes de refroidissement par évaporation consomment de l'eau par trois voies : l'évaporation (le mécanisme de fonctionnement), la purge (purge délibérée pour contrôler la concentration de minéraux) et la dérive (fines gouttelettes d'eau transportées avec l'air évacué). La gestion de ces trois éléments est essentielle à la fois pour les coûts de fonctionnement et pour le respect de la santé publique.

Évaporation représente environ 1 à 2 litres par heure par kilowatt de chaleur rejetée dans les conditions de conception – inévitable, car c'est la base de la technologie. Ventilation est contrôlé par le réglage des cycles de concentration (CoC) : un CoC plus élevé réduit le volume de purge mais augmente le risque de tartre. La plupart des systèmes fonctionnent à CoC 3-5, équilibrant les économies d'eau et les exigences de traitement de l'eau.

Dérive est la principale voie de transmission de Legionella. Les condenseurs évaporatifs modernes utilisent des éliminateurs de dérive à haut rendement qui réduisent les pertes par dérive à 0,001 à 0,003 % du débit d'eau en circulation , mais ils n’éliminent pas complètement le risque. Les cadres réglementaires de l'UE (ASHRAE 188, EN 13779), de l'Australie (AS/NZS 3666) et de nombreuses autres juridictions imposent des plans écrits de gestion de l'eau pour les équipements de refroidissement par évaporation, comprenant des tests microbiologiques de routine, des protocoles de désinfection et des calendriers d'inspection du système.

Les acheteurs doivent confirmer les exigences réglementaires locales avant l'achat de l'équipement et prendre en compte les coûts d'exploitation du traitement de l'eau (dosage de produits chimiques, surveillance de la conductivité, traitement biocide périodique) dans les calculs du coût total de possession. Soouney fournit un support documentaire pour les projets nécessitant le respect des normes internationales de sécurité de l'eau.

Mode de fonctionnement à sec et stratégies d’hivernage

Une caractéristique sous-estimée des refroidisseurs à vis par évaporation est la capacité de fonctionner en mode sec – avec les pompes à eau de pulvérisation éteintes et les ventilateurs en marche uniquement – par temps froid. Lorsque les températures ambiantes baissent suffisamment, le transfert de chaleur sensible suffit à lui seul à condenser le réfrigérant sans augmentation de l'évaporation. Cela élimine la consommation d’eau et les coûts de traitement associés pendant les mois les plus froids et réduit le risque de gel dans les climats froids.

La logique de transition entre les modes de fonctionnement humide et sec est gérée par le contrôleur du refroidisseur en fonction de la température ambiante du bulbe humide, du point de consigne de la pression de condensation et de la charge du compresseur. Des commandes bien mises en œuvre commutent de manière transparente entre les modes sans intervention de l'opérateur, optimisant ainsi la consommation d'eau tout au long du cycle de fonctionnement annuel.

Pour les installations dans des climats avec des hivers inférieurs à zéro, des mesures d'hivernage supplémentaires s'appliquent :

• Chauffe-bassins pour empêcher l'eau du puisard de geler pendant les périodes de veille
• Purge gravitaire ou vidange automatique des circuits d'eau de pulvérisation lorsque la température ambiante descend en dessous d'un seuil défini
• Chauffage de traçage sur les canalisations exposées et les collecteurs de distribution d'eau
• Additifs antigel dans les eaux de puisard où l'évacuation n'est pas pratique

Notre refroidisseur par évaporation à vis refroidi à l'eau les configurations incluent des packages d'hivernage installés en usine pour des projets dans le nord de la Chine, en Asie centrale et sur d'autres marchés à climat froid. Avec près de 20 ans d'expérience dans les projets à l'étranger, l'équipe d'ingénierie de Soouney peut spécifier le niveau de protection contre le froid approprié en fonction des données ambiantes minimales spécifiques au site.