REPORTAGE
Cool and Comfort 83 – novembre 2019
Travail d’équipe pour des tours de refroidissement efficaces
Illustration 1: les ventilateurs des tours de refroidissement doivent assurer la bonne évacuation de la chaleur vers l’extérieur, notamment la chaleur générée lorsqu’un processus, un système ou un bâtiment est refroidi avec de l’eau.
Illustration 2 : la présence de plusieurs ventilateurs de plus petite taille offre différents avantages : ils peuvent être disposés les uns à côté des autres et il est possible de réduire la hauteur totale, ce qui permet une conception plus compacte.
Illustration 3: comparaison du flux d’air : la répartition de l’air est bien plus régulière dans une « FanGrid » (à droite), tous les composants bénéficient d’un flux plus uniforme.
Les exigences auxquelles les tours de refroidissement utilisées dans les centres de données, les hôpitaux, les hôtels, les complexes de bureaux et autres bâtiments industriels doivent répondre sont de plus en plus strictes. Les ventilateurs utilisés dans les tours jouent un rôle important dans ce cadre. L’utilisation de moteurs EC modernes à la place de la technologie secteur classique permet de réduire de manière importante la consommation d’énergie et les frais d’entretien. Les ventilateurs EC proposés par ebm-papst disposent d’un régulateur de vitesse progressif intégré, peuvent être connectés les uns aux autres et résistent à des conditions environnementales difficiles.
Par Tijs de Bruin, Product Manager chez ebm-papst Benelux B.V.
Les ventilateurs des tours de refroidissement doivent assurer la bonne évacuation de la chaleur vers l’extérieur, notamment la chaleur générée lorsqu’un processus, un système ou un bâtiment est refroidi avec de l’eau (illustration 1). Les ventilateurs utilisés doivent également être extrêmement robustes, ils doivent en effet résister à une humidité de l’air élevée, aux produits chimiques et à des variations rapides de températures. Ils doivent également être aussi silencieux que possible, surtout si les tours de refroidissement se trouvent à proximité de quartiers d’habitation.
Plus de ventilateurs, plus d’avantages
Il est de plus en plus difficile de répondre aux exigences en matière d’efficacité énergétique avec les tours de refroidissement traditionnelles. Pour générer un courant d’air important, on utilise généralement un grand ventilateur. Celui-ci ne peut être installé au préalable. Il est ainsi parfois difficile d’équilibrer précisément les lames ou la turbine, ce qui peut avoir un impact négatif sur la durée de vie. De plus, l’inconvénient d’un ventilateur unique réside dans l’absence de flux régulier dans les angles des tours de refroidissement. Pour obtenir un flux régulier, il est nécessaire de bien espacer le ventilateur et l’échangeur de chaleur. La dernière approche développée comprend plusieurs ventilateurs de plus petite taille qui fonctionnent en parallèle (et forment une « FanGrid »), au lieu d’un grand ventilateur, ce qui se traduit en pratique par différents avantages.
Les différents ventilateurs peuvent être positionnés pour exploiter au maximum l’espace disponible (illustration 2). Grâce aux petits diamètres des ventilateurs, il est possible de construire des tours de refroidissement plus compactes, avec un profil rectangulaire ou carré selon la surface au sol. Il est plus facile de manipuler plusieurs ventilateurs de plus petite taille qu’un grand ventilateur. Le transport et l’installation sont également plus simples. De plus, les tours de refroidissement continuent à fonctionner normalement lors du remplacement des ventilateurs. La vitesse des autres ventilateurs peut être automatiquement modifiée de manière à conserver un débit d’air constant. Lors du processus de conception, il est également possible de tenir compte des exigences en matière de redondance. Dernier avantage : la répartition de l’air et le flux sont bien plus réguliers lors de l’utilisation de plusieurs ventilateurs (illustration 3). L’échangeur de chaleur peut ainsi offrir un rendement plus élevé.