Qu'est-ce que le refroidissement par évaporation?
Le refroidissement par évaporation est un phénomène naturel. L'exemple le plus courant que nous connaissons tous est la transpiration ou la sueur. Lorsque la transpiration s'évapore, elle absorbe la chaleur pour refroidir votre corps.
Le principe sous-jacent du refroidissement par évaporation est le fait que l'eau doit recevoir de la chaleur pour passer d'un liquide à une vapeur. Lors de l'évaporation, cette chaleur est prélevée sur l'eau qui reste à l'état liquide, ce qui donne un liquide plus froid.
Les systèmes de refroidissement par évaporation utilisent le même principe que la transpiration pour refroidir les machines et les bâtiments. Une tour de refroidissement est un dispositif de rejet de chaleur, qui évacue l'air chaud de la tour de refroidissement dans l'atmosphère par le refroidissement de l'eau. Dans l'industrie CVC, le terme «tour de refroidissement» est utilisé pour décrire les équipements de rejet de chaleur en circuit ouvert et en circuit fermé.
Dans un système CVC, la chaleur est générée par le soleil qui brille sur le bâtiment, les ordinateurs et les personnes. La chaleur est captée dans les appareils de traitement de l'air qui sont indirectement liés au réfrigérant via plusieurs échangeurs de chaleur. La chaleur fait bouillir le réfrigérant d'un liquide à une vapeur. L'eau de la tour de refroidissement circule dans un échangeur de chaleur où la vapeur de réfrigérant est condensée et la chaleur est transférée à l'eau. Le but des tours de refroidissement est de refroidir l'eau chaude revenant de l'échangeur de chaleur afin qu'elle puisse être réutilisée. Dans la tour de refroidissement ouverte, l'eau chaude de retour de l'échangeur de chaleur est pulvérisée sur le «remplissage». Le remplissage fournit la surface nécessaire pour améliorer le transfert de chaleur entre l'eau et l'air, provoquant l'évaporation d'une partie de l'eau. Cette eau froide retourne ensuite au début du processus, pour absorber plus de chaleur de l'échangeur de chaleur.
Dans une tour de refroidissement à circuit fermé, de l'eau froide ou une solution d'éthylène ou de propylène glycol est utilisée pour assurer le refroidissement. Contrairement à une tour de refroidissement ouverte, le fluide utilisé pour assurer le refroidissement est enfermé dans un serpentin et n'est pas exposé directement à l'air. L'eau froide est recirculée sur l'extérieur du serpentin, qui contient le fluide qui a été chauffé par le processus. Pendant le fonctionnement, la chaleur est transférée du fluide à travers le serpentin à l'eau de pulvérisation, puis à l'atmosphère lorsqu'une partie de l'eau s'évapore. Le fluide froid dans la bobine retourne ensuite au début du processus, pour être réutilisé dans le processus.
Une tonne de climatisation est le rejet de 12 000 BTUH. Une tonne de tour de refroidissement rejette en fait environ 15 000 BTUH en raison de l'équivalent thermique de l'énergie nécessaire pour entraîner le compresseur du refroidisseur. Une tonne de tour de refroidissement est définie comme le rejet de chaleur lors du refroidissement de 3 GPM d'eau entrant à 95 ° F et quittant la tour de refroidissement à 85 ° F, avec une température de bulbe humide entrant de 78 ° F, ce qui équivaut à 15000 BTUH. ci-dessous montre la relation entre l'eau et l'air lorsqu'ils traversent une tour de refroidissement. La courbe indique la baisse de la température de l'eau (points A à B) et l'élévation de la température du bulbe humide (points C à D) dans leurs passages respectifs à travers la tour de refroidissement.
Du point de vue du transfert de chaleur, les performances d'une tour de refroidissement tout en refroidissant une quantité d'eau donnée sont influencées uniquement par la température de bulbe humide de l'air entrant. Ceci est clairement indiqué dans l'analyse psychrométrique du trajet de l'air dans une tour de refroidissement comme indiqué ci-dessous. Le vrai chemin est approché par la ligne courbe en pointillé du point A au point C. Pour simplifier le chemin de l'air à des fins d'explication, il est divisé en lignes AB et BC. Dans l'analyse, l'air pénètre dans la tour dans un état non saturé (point A). Avant d'atteindre le remblai, il est saturé adiabatiquement au fur et à mesure qu'il se déplace vers le point B. En passant à travers le remblai, il absorbe la chaleur de l'eau qui tombe, augmentant ainsi le contenu thermique total de l'air. Comme l'air est continuellement lavé avec de l'eau qui tombe, le processus suit la ligne de saturation jusqu'à la température finale de l'air sortant de la tour, point C.
