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Ce n’est pas un hasard si les tours de refroidissement sont également appelées « tours d’évaporation ».

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• Tour de refroidissement à circuit ouvert : l’eau s’écoule vers le bas à travers un matériau de remplissage, se répartissant en une fine pellicule. Les ventilateurs situés à l’intérieur de la tour aspirent l’air froid de l’extérieur, qui traverse le matériau de remplissage et entre en contact avec l’eau « chaude ». Une petite partie de l’eau s’évapore, absorbant la chaleur de l’air, tandis que l’autre partie se refroidit et est recueillie dans un bassin pour être réutilisée. Vidéo du fonctionnement de la tour d’évaporation à circuit ouvert.
• Tour de refroidissement à circuit fermé : l’eau « chaude » provenant du processus industriel n’entre pas en contact direct avec l’air, mais circule dans un circuit fermé à l’intérieur de la tour. Un fluide secondaire circule dans un circuit séparé, adjacent au circuit primaire : il est « pulvérisé » sur le circuit primaire à tube lisse et élimine la chaleur du liquide qu’il contient. Le contact entre l’air, aspiré par les ventilateurs, et l’eau pulvérisée provoque le refroidissement de cette dernière. Vidéo du fonctionnement d’une tour d’évaporation en circuit fermé.

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En général, le coût d’une tour de refroidissement à circuit ouvert varie de quelques milliers d’euros à des centaines de milliers d’euros. Un bon consultant en refroidissement peut vous aider à sélectionner la tour la mieux adaptée à vos besoins, notamment à l’aide d’un logiciel de calcul et de dimensionnement avancé. Les coûts d’acquisition et le retour sur investissement sont ainsi optimisés.

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Composants communs aux tours de refroidissement ouvertes et fermées.

• le corps de la tour,
• bassin de collecte de l’eau,
• un ou plusieurs ventilateurs,
• bloc séparateur de gouttelettes (pour éviter l’entraînement de gouttelettes d’eau),
• système de pompage,
• système de contrôle électrique (en option).

En raison de la différence de système d’échange de chaleur, le composant affecté à cette fonction est naturellement propre aux deux systèmes : pack d’échange de chaleur (dans le cas de la tour de refroidissement à circuit ouvert) et serpentins d’échange de chaleur (pour la tour de refroidissement à circuit fermé, ainsi que pour le condenseur évaporatif).

Les composants communs et spéciaux nécessitent un entretien périodique, c’est pourquoi les conceptions qui permettent un accès facile aux parties internes de la machine sont toujours préférables.

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• Faibles coûts d’installation et d’entretien.
• Efficacité de refroidissement très élevée.

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• Pas de contamination du circuit primaire.
• Réduction du risque de gel grâce à la possibilité d’insérer de l’éthylène glycol dans le circuit, par exemple.
• Un système plus simple, grâce au type d’implantation et à l’encombrement réduit.

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• nécessitent l’utilisation d’eau (mais en quantités différentes) ;
• peuvent être utilisés pour refroidir les processus industriels et les systèmes de climatisation civils ;
• ont un faible impact sur l’environnement grâce à un certain nombre de spécifications techniques et sont d’excellents systèmes pour la recirculation de ressources précieuses dans l’environnement industriel.

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Il existe trois principaux types de systèmes de refroidissement par évaporation : les tours de refroidissement à circuit ouvert, les tours de refroidissement à circuit fermé et les condenseurs par évaporation.

Dans les tours à circuit ouvert, l’eau à refroidir entre en contact direct avec l’air ambiant, s’évapore en petites quantités et libère de la chaleur. Dans les tours à circuit fermé, l’eau à refroidir n’entre pas en contact direct avec l’air : elle circule en circuit fermé à l’intérieur d’un échangeur de chaleur, où elle cède de la chaleur à un second circuit d’eau qui s’évapore partiellement. Le principe de fonctionnement du condenseur évaporatif est le même que celui d’une tour de refroidissement en circuit fermé. La seule différence structurelle est que le fluide à refroidir est un gaz (souvent de l’ammoniac) au lieu de l’eau.

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Pendant la période froide de la journée et/ou de l’année, l’air extérieur froid est aspiré par des ventilateurs et entre en contact avec un serpentin à ailettes dans lequel se trouve le fluide de traitement (eau ou gaz) : de cette manière, l’air lui-même absorbe de la chaleur. En revanche, pendant la période chaude de la journée et/ou de l’année, un fonctionnement différent est mis en place grâce au système de contrôle électronique : l’air extérieur est pré-refroidi en passant à travers un pack adiabatique imprégné d’eau. A partir de là, le fonctionnement est le même que celui d’un simple dry cooler. La ressource en eau utilisée est cependant très faible.

Vidéo du fonctionnement d’un refroidisseur ou condenseur adiabatique.

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