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

Tours deTours de

RefroidissementRefroidissement

Avantages :

• Coût• Rendement (échange direct)• Encombrement• Poids

TOUR 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 TOURS A CIRCUIT SEMI-FERMESEMI-FERME

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

TOURS A CIRCUIT TOURS A CIRCUIT FERMEFERME

• 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 !

Tour Ouverte + BAP Tour Fermée + BAP

Tour + Batterie “anti” panacheATTENTION : 2 TYPES

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

TOUR FERMEE HYBRIDE TRI-MODE TOUR FERMEE HYBRIDE TRI-MODE INDUSTRIELLEINDUSTRIELLE

TOUR FERMEE HYBRIDE TRI-MODE TOUR FERMEE HYBRIDE TRI-MODE TERTIAIRETERTIAIRE

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

APPROCHE GLOBALE INTEGREE

Détail de la mise en oeuvre

• 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

Tour ouverte Tour fermée

REDUCTION DU PANACHE

Finned Coil

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

Mise en place d’un programme de traitement d’eau préventif

APPROCHE GLOBALE INTEGREE4

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

TARTRE CORROSION

ACTIVITE MICROBIOLOGIQUE

SOLIDES DISSOUS

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

MERCIMERCI