Qu'est-ce qu'une tour de refroidissement à circuit fermé?

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Les tours de refroidissement à circuit fermé, également connues sous le nom de refroidisseurs de fluide par évaporation, maintiennent le système propre et exempt de contaminants en boucle fermée. Cela crée deux circuits de fluide séparés: (1) un circuit externe, dans lequel l'eau pulvérisée circule sur la batterie et se mélange à l'air extérieur, et (2) un circuit interne, dans lequel le fluide de process à refroidir circule à l'intérieur de la batterie. Pendant le fonctionnement, la chaleur est transférée du fluide chaud dans le serpentin à l'eau de pulvérisation, puis à l'atmosphère lorsqu'une partie de l'eau s'évapore. En plus des applications de refroidissement et de refroidissement des procédés industriels, les tours de refroidissement à circuit fermé sont souvent utilisées avec les systèmes de pompe à chaleur, où un refroidissement en boucle fermée est nécessaire.

Principe d'opération

Les tours de refroidissement en circuit fermé fonctionnent de manière similaire aux tours de refroidissement ouvertes, sauf que la charge thermique à rejeter est transférée du fluide de processus (le fluide étant refroidi) à l'air ambiant via un serpentin d'échange thermique. Le serpentin sert à isoler le fluide de procédé de l'air extérieur, le gardant propre et exempt de contamination dans une boucle fermée. Cela crée deux circuits de fluide séparés: (1) un circuit externe, dans lequel l'eau pulvérisée circule sur la bobine et se mélange à l'air extérieur, et (2) un circuit interne, dans lequel le fluide de traitement circule à l'intérieur de la bobine. Pendant le fonctionnement, la chaleur est transférée du circuit interne, à travers le serpentin à l'eau de pulvérisation, puis à l'atmosphère lorsqu'une partie de l'eau s'évapore.

Configuration de débit combiné

Le débit combiné est l'utilisation à la fois d'un serpentin d'échange de chaleur et d'un remplissage pour le transfert de chaleur dans une tour de refroidissement à circuit fermé. L'ajout de remplissage à la conception traditionnelle de la tour de refroidissement à circuit fermé réduit l'évaporation dans la section du serpentin, réduisant ainsi le risque d'entartrage et d'encrassement. Les tours de refroidissement à circuit fermé à flux combiné de BAC utilisent un flux parallèle d'air et d'eau de pulvérisation sur le serpentin, et un flux d'air / eau à flux transversal à travers le remplissage.

En flux parallèle, l'air et l'eau circulent sur la batterie dans le même sens. Le fluide de processus se déplace du bas vers le haut de la bobine, augmentant l'efficacité en mettant l'eau de pulvérisation et l'air les plus froids en contact avec le fluide de processus à sa température la plus froide.

Dans le remplissage, l'air et l'eau interagissent dans une configuration d'écoulement transversal: l'eau s'écoule verticalement dans le remplissage alors que l'air circule horizontalement
à travers lui.

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Configuration à contre-courant

Dans une conception de tour de refroidissement à circuit fermé à contre-courant, l'écoulement de l'air est dans la direction opposée à l'eau de pulvérisation. Dans les tours de refroidissement à circuit fermé à contre-courant de BAC, l'air monte verticalement à travers l'unité tandis que l'eau pulvérisée se déplace verticalement sur le serpentin. Le fluide de procédé s'écoule de haut en bas à travers la bobine et est à contre-courant thermique par rapport à l'air.

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Tirage induit

Les ventilateurs peuvent être appliqués dans une configuration à tirage induit ou à tirage forcé. Les composants rotatifs de traitement de l'air des équipements à tirage induit sont montés dans le pont supérieur de l'unité, minimisant l'impact du bruit du ventilateur sur les voisins proches et offrant une protection maximale contre le givrage du ventilateur si les unités fonctionnent dans des conditions sous-gel. L'utilisation de matériaux résistants à la corrosion garantit une longue durée de vie et minimise les besoins d'entretien des composants de traitement de l'air.

Tirage forcé

Les composants rotatifs de traitement de l'air sont situés sur la face d'admission d'air à la base des tours à tirage forcé, ce qui facilite l'accès pour les opérations de maintenance et d'entretien de routine. De plus, la localisation de ces composants dans le flux d'air entrant sec prolonge la durée de vie des composants en les isolant de l'air de refoulement saturé.

Gamme de capacité

Les capacités du produit sont exprimées en termes de débit à 95 ° F / 85 ° F / 78 ° F. Cela fait référence au débit d'eau que l'unité peut refroidir d'une température d'entrée de 95 ° F (35,0 ° C) à une température d'eau de sortie de 85 ° F (29,4 ° C) à une température d'entrée de 78 ° F (25,6 ° C) à bulbe humide. BAC propose un logiciel de sélection pour évaluer les performances d'une tour de refroidissement à circuit fermé dans toutes les conditions.

Température d'entrée maximale de l'eau

Toutes les tours de refroidissement à circuit fermé BAC sont capables de résister à des températures de fluide entrant aussi élevées que 180 ° F (82,2 ° C), et le HXV est capable de résister à des températures encore plus élevées grâce à la technologie de batterie sèche ajoutée.

Avantages des tours de refroidissement à circuit fermé

Les tours de refroidissement ouvertes exposent l'eau de refroidissement du procédé à l'atmosphère, généralement dans le cadre d'une boucle de système de refroidissement. Les tours ouvertes utilisent une conception efficace, simple et économique. Tous les composants d'un système ouvert doivent être compatibles avec l'oxygène introduit via la tour de refroidissement.

Les tours de refroidissement à circuit fermé isolent complètement le fluide de refroidissement de process de l'atmosphère. Ceci est accompli en combinant l'équipement de rejet de chaleur avec un échangeur de chaleur dans une tour à circuit fermé. Un système en boucle fermée protège la qualité du fluide de procédé, réduit la maintenance du système et offre une flexibilité opérationnelle à un coût initial légèrement plus élevé.

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Performance

Si une application doit produire sa pleine capacité tout au long de l'année, il est essentiel de maintenir une boucle système propre et fiable. L'isolement du fluide de procédé dans un système en boucle fermée empêche les contaminants en suspension dans l'air de pénétrer dans le système et de l'encrasser. Le maintien de performances optimales dans un système en boucle ouverte nécessitera un entretien régulier pour assurer une efficacité similaire. Les refroidisseurs et échangeurs de chaleur à haut rendement reposent sur une eau de process propre pour fonctionner correctement et sont considérablement affectés par de petites quantités d'encrassement.

Frais

Le coût d'équipement initial d'un système en boucle ouverte sera inférieur à celui d'un système en boucle fermée de taille comparable, puisque le système ouvert ne comprend pas le composant d'échangeur de chaleur intermédiaire. Cependant, le coût initial plus élevé d'un système en boucle fermée sera remboursé au cours des années d'exploitation grâce aux économies suivantes:

• Un fluide de procédé plus propre donne une surface interne plus propre et des composants plus efficaces dans le système (par exemple, refroidisseur)
• Réduction des coûts de maintenance du système
• Réduction des coûts de traitement de l'eau pour les équipements d'évaporation
• Fonctionnement en mode `` free cooling '' pendant l'hiver pour économiser la consommation d'énergie

Entretien

Étant donné que le fluide de traitement d'un système en boucle fermée est complètement isolé de l'environnement, un entretien de routine n'est requis que sur l'équipement de rejet de chaleur lui-même. La nécessité d'arrêter périodiquement le système pour nettoyer l'échangeur de chaleur est considérablement réduite, voire totalement éliminée. Fournir un fluide de procédé propre au système prolongera la durée de vie des autres composants du système (faisceaux de condenseurs, compresseurs, etc.).

Traitement de l'eau

Le maintien d'une qualité de fluide de procédé appropriée dans un système peut impliquer plusieurs étapes, telles que le traitement chimique, l'équipement de filtration et l'ajout d'eau d'appoint propre. Une tour de refroidissement à circuit fermé peut offrir les avantages suivants par rapport à une tour de refroidissement ouverte:

• Réduction du volume d'eau de recirculation à traiter
• La boucle de processus nécessite un traitement minimal
• Pendant les périodes de fonctionnement à sec, le besoin d'eau d'appoint est éliminé

Flexibilité opérationnelle

Les tours en circuit fermé permettent les modes de fonctionnement suivants impossibles avec les tours ouvertes:

• Fonctionnement en free cooling sans avoir besoin d'un échangeur de chaleur intermédiaire: refroidisseur éteint
• Fonctionnement à sec: conserver l'eau et les produits chimiques de traitement, éviter le givrage et le panache
• Pompage variable: la boucle d'eau du condenseur fermée permet un pompage à vitesse variable pour économiser l'énergie

Tour à circuit fermé vs tour ouverte / échangeur de chaleur

Parfois, une tour de refroidissement ouverte est associée à un échangeur de chaleur pour capturer certains des avantages du refroidissement en boucle fermée. Choisir des tours de refroidissement à circuit fermé plutôt que cette combinaison tour ouverte / échangeur de chaleur peut encore être un meilleur choix pour les raisons suivantes:

• Coût total: L'ajout d'un échangeur de chaleur (pompe, tuyauterie, etc.) à la boucle de la tour ouverte rapproche le coût initial beaucoup plus de celui du système de tour en circuit fermé
• Pièce d'équipement unique: la conception compacte de la tour à circuit fermé économise de l'espace dans un boîtier autonome, par rapport à plusieurs emplacements pour l'agencement tour / échangeur de chaleur
• Entretien: un espacement étroit dans l'échangeur de chaleur (par exemple, plaque et cadre) peut piéger les solides introduits par la tour ouverte, nécessitant un nettoyage fréquent et long pour assurer des performances optimales
• Fonctionnement à sec: le système à tour ouverte / échangeur de chaleur ne peut pas fonctionner à sec en hiver

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Ces directives fournissent des informations générales pour aider à décider si une tour de refroidissement à circuit fermé est mieux adaptée à une application particulière qu'une tour ouverte, avec ou sans échangeur de chaleur. Pour obtenir de l'aide supplémentaire sur un projet, veuillez contacter votre représentant BAC local.