Conditions de refroidisseur

Air conditionné

refroidisseur industriel2

« Refroidi par air » fait référence à un système de refroidissement qui exploite l'air ambiant pour condenser le réfrigérant à son état liquide, refroidissant ainsi efficacement le système.

Refroidi à l'eau

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« Water-cooled » refers to a type of chiller system that absorbs heat from process water and transfers it to a separate external water source like a cooling tower, river, or pond. This type of chiller is often employed for large-capacity applications, especially where the heat produced by an air-cooled chiller would cause issues. Water-cooled chillers are the preferred choice when a cooling tower is already present or when the goal is to optimize energy consumption efficiency. However, they require regular condenser water treatment to prevent mineral buildup, which can impede heat transfer and reduce the system’s overall efficiency.

Capacité

La « capacité » dans le contexte d'un refroidisseur fait référence à la puissance de refroidissement maximale que le refroidisseur est conçu pour fournir dans des conditions de charge de pointe. La puissance ou la capacité de refroidissement peut généralement être régulée dans la plupart des refroidisseurs pour correspondre étroitement à la demande de refroidissement en temps réel. Cette capacité est souvent exprimée en unités de kilowatts (kW) ou de tonnes de réfrigération (TR), indiquant la puissance de refroidissement du système de refroidissement.

Évaporateur

évaporateur

L'« Évaporateur » est un élément crucial d'un système de refroidissement où la chaleur indésirable de l'environnement (comme un bâtiment) est absorbée avant d'être transmise au condenseur. Lorsque cet excès de chaleur pénètre dans l'évaporateur, il incite le réfrigérant à l'intérieur à bouillir et à s'évaporer, capturant et évacuant efficacement la chaleur vers le condenseur. Dans ce processus, le réfrigérant entre dans l'évaporateur sous forme de liquide à basse pression et en ressort sous forme de vapeur à basse pression, absorbant et évacuant efficacement la chaleur de la source.

Tour de refroidissement

tour de refroidissement

Une « tour de refroidissement » fonctionne comme un échangeur de chaleur important au sein du système de refroidissement. Il facilite le refroidissement de l’eau, ce qui aide à extraire la chaleur du liquide de refroidissement du refroidisseur. Lorsque cette eau de refroidissement interagit avec l'air à l'intérieur de la tour, une partie de celle-ci s'évapore, réduisant ainsi sa température globale – un processus souvent appelé « refroidissement par évaporation ». Cette eau refroidie est ensuite recyclée dans le système, gérant ainsi efficacement les niveaux de chaleur dans le refroidisseur.

Réfrigérant

réfrigérants

« Réfrigérant » est un terme donné à toute substance utilisée dans un refroidisseur pour refroidir l'eau. Ce processus se produit dans un échangeur de chaleur ou un évaporateur. Caractérisées par un point d'ébullition bas, ces substances, notamment le fréon et l'ammoniac, facilitent le processus de transfert de chaleur, réduisant efficacement la température de l'eau dans le système de refroidissement.

Compresseur

compresseur à vis

compresseur de défilement

Un compresseur dans un circuit de réfrigération comprime un gaz réfrigérant froid basse pression en gaz réfrigérant chaud haute pression qui est ensuite recondensé en un liquide à réutiliser.

Eau glacée

« L'eau glacée » est l'eau générée par le refroidisseur, circulant dans un système en boucle fermée entre l'évaporateur du refroidisseur et les serpentins de refroidissement au sein de la structure. Cette circulation est facilitée par une pompe qui propulse l'eau glacée autour du bâtiment vers les serpentins des unités de traitement d'air (CTA) et des ventilo-convecteurs (FCU). Ici, la chaleur indésirable de l’air est transférée dans l’eau, refroidissant ainsi l’air et réchauffant l’eau refroidie.

Cette eau réfrigérée réchauffée retourne ensuite à l'évaporateur du refroidisseur, où elle dissipe la chaleur indésirable. Cette dispersion de chaleur fait bouillir le réfrigérant, évacuant la chaleur et refroidissant ensuite à nouveau l'eau. L'eau continue alors son cycle, récupérant plus de chaleur.

La température typique de l'eau glacée varie ; cependant, les températures moyennes de départ et de retour sont d'environ 6 °C (42,8 °F) et 12 °C (53,6 °F), respectivement. Ces chiffres peuvent varier en fonction des circonstances et de la configuration spécifiques.

Eau de condenseur (refroidissement)

« Eau du condenseur » fait référence à l'eau circulant entre la tour de refroidissement et le condenseur dans un système de refroidissement par eau. Il collecte la chaleur indésirable du condenseur, transférée du réfrigérant, et, dans certaines conceptions, absorbe également la chaleur du compresseur. L’eau du condenseur est ensuite acheminée vers la tour de refroidissement, où la chaleur captée est expulsée dans l’atmosphère. Après avoir libéré la chaleur, l’eau retourne au condenseur pour poursuivre le processus de collecte de chaleur.

Typiquement, la température de départ de l'eau du condenseur est d'environ 32 °C (89,6 °F) et la température de retour est d'environ 27 °C (80,6 °F). Cependant, ces températures peuvent fluctuer en fonction des configurations spécifiques du système et des conditions de fonctionnement.

FLIC

Le « COP », ou Coefficient de Performance, est une mesure de l'efficacité d'un refroidisseur. Il s’agit d’un rapport représentant la quantité de refroidissement que vous obtenez par unité d’électricité consommée. La formule pour calculer le COP est la suivante :

COP = kW de Réfrigération / kW d'Électricité

Par exemple, si un refroidisseur fournit 2500 kW de refroidissement et utilise 460 kW d'électricité, le COP serait de 5,4. Cela signifie que pour chaque kW d'électricité consommé par le refroidisseur, il génère 5,4 kW de refroidissement.

Le COP n'est pas constant ; il fluctue en fonction de la charge de refroidissement sur le refroidisseur. Ainsi, il est plus utile pour évaluer l'efficacité à un moment précis ou dans des conditions particulières.

Charge

« Charge » fait référence à la demande de refroidissement placée sur un refroidisseur.

Lorsqu'un refroidisseur est à « pleine charge », il fonctionne à sa capacité de refroidissement maximale. Cependant, il convient de noter que les refroidisseurs fonctionnent généralement à pleine charge pendant environ 1 à 2 % de l’année seulement.

En revanche, « charge partielle » fait référence à un refroidisseur fonctionnant à moins de sa capacité de refroidissement maximale. Il s’agit de la condition de fonctionnement la plus courante des refroidisseurs tout au long de l’année.

Un refroidisseur à « faible charge » fonctionne à très faible capacité. Dans ces conditions, les refroidisseurs fonctionnent souvent de manière inefficace et sont plus sujets aux pannes. Si un refroidisseur fonctionne à faible charge pendant des périodes prolongées, cela indique qu'il est surdimensionné pour son application. L’exploration d’options alternatives peut être bénéfique pour les économies d’énergie et la réduction des coûts d’exploitation.

La charge de refroidissement est généralement mesurée en unités telles que les BTU par heure, les tonnes de réfrigération ou les kilowatts.

Point de consigne, point de consigne eau glacée actif

Un « point de consigne » dans le contexte d'un refroidisseur fait référence à la température ou à la pression cible – le plus souvent, il s'agit de la température d'alimentation en eau glacée. Cette valeur cible est définie dans les commandes du refroidisseur, et le refroidisseur vise à atteindre cette température.

Un composant intégral de ce système est un capteur de température situé à proximité ou à la sortie d'alimentation en eau glacée de l'évaporateur. Ce capteur mesure la température réelle et les commandes du refroidisseur utilisent ces informations pour effectuer les ajustements nécessaires afin de respecter le point de consigne. Essentiellement, l'objectif est d'aligner le plus possible la température réelle sur le point de consigne actif de l'eau glacée.

Pompe à eau glacée et pompe à eau condenseur

Les pompes à eau réfrigérée et à condenseur jouent un rôle crucial dans la circulation de l'eau dans tout le bâtiment. Ils facilitent le mouvement de l'eau entre le refroidisseur, les serpentins de refroidissement et la tour de refroidissement. Ces pompes peuvent fonctionner à débit constant ou variable, selon la conception du système.

Les systèmes à débit variable deviennent de plus en plus populaires, en particulier dans les systèmes secondaires. Le principal avantage des systèmes à débit variable est leur potentiel d'économies d'énergie substantielles et de réduction des coûts d'exploitation. Ils ajustent le débit en fonction de la demande de refroidissement, améliorant ainsi l'efficacité et réduisant la consommation d'énergie.

Ascenseur

« Lift » dans le contexte des refroidisseurs fait référence à la différence de pression entre le réfrigérant dans le condenseur et le réfrigérant dans l'évaporateur. Une différence de pression plus importante signifie que le compresseur doit travailler plus fort. La portance est déterminée par les températures de l'eau réfrigérée et du condenseur, ainsi que par les températures d'approche.

En abaissant la consigne d'eau du condenseur et en augmentant la consigne d'eau glacée, vous pouvez réduire l'ascenseur, et par conséquent diminuer la consommation d'énergie du compresseur. Ce concept d'optimisation des points de consigne peut améliorer l'efficacité énergétique globale du système de refroidissement.

Température d'approche (d'évaporation)

La « température d'approche d'évaporation » dans les refroidisseurs fait référence à la différence de température entre l'alimentation en eau glacée à la sortie du refroidisseur et la température du réfrigérant à l'intérieur de l'évaporateur. Par exemple, si la température d'alimentation en eau glacée est de 7°C (44,6°F) et la température du réfrigérant est de 3°C (37,4°F), la température d'approche est de 4°C ou 7,2°F. Une température d'approche d'évaporation typique se situe dans la plage de 3 à 5 °C ou 5 à 9 °F. Cette mesure est cruciale pour évaluer les performances et l’efficacité opérationnelle du refroidisseur.

Débit

Il s'agit de la quantité d'eau traversant le refroidisseur ou une partie spécifique de la tuyauterie de distribution. C'est une mesure de volume par unité de temps. Exemple un gallon par minute (gpm) un litre par seconde (l/s) ou un mètre cube par seconde (m3/s).