TOURS DE REFROIDISSEMENT & Legionella. B.A.C. - Balticare IUT de PAU 16/11/04

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1 TOURS DE REFROIDISSEMENT & Legionella B.A.C. - Balticare IUT de PAU 16/11/4

2 Gamme 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

3 REFROIDISSEMENT DE PROCESS Chaleur perdue Energie de base PROCESS Energie utile

4 CHOIX DE LA TECHNOLOGIE DE REJET DE CHALEUR SELON NIVEAU DE TEMPERATURE

5 TYPES DE REFROIDISSEMENT Eau : Refroidissement à passage unique (interdit par l arrêté du 2 février 98 Article 14) Air sec : Dry coolers (température > 45 C)

6 TYPES 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)

7 AVANTAGES DU REFROIDISSEMENT EVAPORATIF AEROREFRIGERANT SEC Selectionné sur base de la température ambiante au BULBE SEC APPAREIL DE REFROIDISSEMENT EVAPORATIF Selectionné sur base de la température ambiante au BULBE HUMIDE Température de l air : 32 C Humidité relative : 4% => BH =21 C

8 1 C Temp. Cond. Gain 3 % d énergie au Compresseur. Température de condensation la plus basse MEILLEURS RESULTATS

9 Bulbe Sec 1 C Bulbe Humide Refroidissement Evaporatif MEILLEURS RESULTATS (3%!)

10 EXEMPLE R717 Capacité de Refroidissement 15 kw Condenseur Evaporatif Condenseur à eau + Tour Condenseur à air 3 C 35 C 45 C Compr. kwe 25 kwe 236 kwe 324 kwe Rejet chaleur kw 1255 kw 1286 kw 1374 kw 23 kwe 32 kwe 33 kwe 228 kwe 268 kwe 357 kwe Temp. Cond. C Ventil./Pompe kwe Puissance totale kwe Ratios : - Condenseur Evaporatif = 1 - Condenseur à eau + Tour = 1,17 - Condenseur à Air = 1,56

11 Energie D AIR LE O CO Aéroréfrigérant Tour fermée R LE OO IT C U ER C W R O I C GT D N I E L S OO C Tour ouverte CLO E E T E W Capacité

12 COMPARATIF POUR UN PROCESS INDUSTRIEL Tour ouverte 15 kw : => 33 / 27 par B.H. 21 C : modèle TXV 217 Ventilation 11 kw (Coût approx. 15 k ) Tour fermée 15 kw : => 33 / 27 par B.H. 21 C : modèle FXV-561 Ventilation 33 kw (Coût approx. 42 k ) Groupe Frigorifique 15 kw : => Eau 2 / 15 C Air sec 32 C : (à C.O.P. 4) Puissance électrique: 35 kw (Coût 1 K )

13 AVANTAGES DU REFROIDISSEMENT EVAPORATIF 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

14 Type d équipements Aéroréfrigérants Secs (Dry Coolers) Tours de Refroidissement (circuit ouvert) Refroidisseurs Evaporatifs (circuit fermé) Refroidisseurs Hybrides et Tri-Modes Condenseurs Evaporatifs

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16 AEROREFRIGERANTS - Dry Cooler Refoulement Air Entrée d Eau 45 C 35 C D.B. ENTREE AIR 13 l/s / 1 kw Sortie d Eau 4 C AVANTAGES : Pas de consommation d eau DESAVANTAGES Temp. D Eau Elevée : puissance compresseur Débit d air élevé : puissance moteurs ventilateurs Espace nécessaire à l installation important

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18 TOUR OUVERTE Centrifuge - Contre-courant REFOULEMENT AIR ELIMINATEURS ENTREE EAU CHAUDE DISTRIBUTION EAU SURFACE D ECHANGE ENTREE AIR VENTIL. SORTIE EAU FROIDE

19 Tours de Refroidissement

20 TOUR OUVERTE Avantages : Coût Rendement (échange direct) Encombrement Poids

21 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

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23 TOURS A CIRCUIT SEMI-FERME

24 TOURS A CIRCUIT SEMI-FERME COOLING TOWER TOUR OUVERTE AVEC ECHANGEUR A PLAQUES

25 TOUR OUVERTE & ECHANGEUR Avantages : Encombrement & poids faible Pas de pollution du process

26 TOUR OUVERTE & ECHANGEUR Inconvénients : 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

27 TOURS A CIRCUIT FERME

28 TOUR A CIRCUIT FERME (REFROIDISSEUR EVAPORATIF) Centrifuge - Contre-Courant SORTIE AIR ENTREE EAU CHAUDE BATTERIE SORTIE EAU FROIDE ENTREE AIR

29 TOUR FERMEE Inconvénients : Encombrement Poids Prix (par rapport à une tour ouverte)

30 TOUR FERMEE Avantages : 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!

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32 Tour + Batterie anti panache ATTENTION : 2 TYPES Tour Ouverte + BAP Tour Fermée + BAP

33 REFROIDISSEMENT HYBRIDE Tour avec Batterie Anti - Panache 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 l eau d appoint traitée classique pour la pulvérisation Pour tour fermée: Consommation d eau réduite ( Tour fermée ) Confinement du risque Legionella d utiliser de

34 REFROIDISSEMENT HYBRIDE Tour avec batteries Anti - Panache 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

35 REFROIDISSEMENT HYBRIDE Refroidisseurs évaporatifs avec batteries Anti panache Refroidisseur hybride Tri- mode Industriel Tertiaire

36 TOUR FERMEE HYBRIDE TRI-MODE INDUSTRIELLE

37 TOUR FERMEE HYBRIDE TRI-MODE TERTIAIRE

38 P e r c e n t a g e a t e r U s a g e C u m m u l a t i v e H o u r s p e r Y e a r C o n v. E v a p o r a t i v e u n i t H X I u n i t

39 TOUR FERMEE HYBRIDE TRI MODE Avantages : Economie d eau : de 6 à 85% Véritable appareil à circuit fermé Batterie à tube lisse pour refroidissement évaporatif Batterie à haute densité pour refroidissement sec Véritable appareil à circuit fermé Système de régulation et d économie integré par le by-pass Contrôle exact de la température de sortie 3 Modes de fonctionnement Sec / sec & evaporatif / adiabatique Elimination totale du panache visuel Retour sur investissement Gestion du risque développement Légionella Inconvénients : Encombrement & Poids

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41 CONDENSEUR: Centrifuge - Contre-courant SORTIE AIR DISTRIBUTION D EAU ELIMINATEURS ENTREE VAPEUR BATTERIE ECHANGE CHALEUR SORTIE LIQUIDE ENTREE AIR FAN POMPE PULVERISATION

42 1 REFROIDISSEMENT EVAPORATIF : Faible consommation d énergie Nombreux avantages complémentaires

43 2 MAINTIEN DE CES AVANTAGES DANS 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

44 MAINTIEN DE CES AVANTAGES DANS LE TEMPS? Le tartre, la corrosion et la contamination bactériologique réduisent fortement l efficacité du système et augmentent les coûts de fonctionnement η

45 Exemple : 1mm du tartre 12 DESIGN CAPACITY (%) 1 8 Réduction de 3 % du rejet de chaleur 6 Augmentation de 6 C de la T de 4 condensation 2 Augmentation de 18 % du kwe compresseur et de 2% m3 d eau SCALE THICKNESS (mm) 2.4

46 REDUCTION DE LA CONSOMMATION D EAU Gestion précise et optimale de la quantité d eau de déconcentration TAUX DE CONCENTRATION 1 Consom m ation (m ³/h) 3 Evaporation = 1 m³/h 8 Purge = évaporation / (N-1) 6 Consommation = purge + évaporation Taux de concentration (N) 5

47 4 CONTROLE DE LA PROLIFERATION BACTERIENNE 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

48 www. sante.gouv.fr www. Eurovent-Certification.com

49 Solution APPROCHE PREVENTIVE GLOBALE INTEGREE Fonctionnement optimal du process Consommation minimale en eau & énergie Sûreté de fonctionnement : pas de contamination environnementale par bactéries Pas de corrosion ou entartrage

50 APPROCHE GLOBALE INTEGREE Détail de la mise en oeuvre

51 APPROCHE GLOBALE INTEGREE 1 LES EQUIPEMENTS EVAPORATIFS 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.

52 APPROCHE GLOBALE INTEGREE 1 LES EQUIPEMENTS EVAPORATIFS Choix du type de tour: Ouverte Fermée Semi - fermée Hybride

53 APPROCHE GLOBALE INTEGREE 2 CONSTRUCTION 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

54 CHOIX DES MATERIAUX INOX <=> GALVA Faux débat Surfaces lisses Même qualité d eau

55 REFROIDISSEMENT EVAPORATIF Panache Aérosol Note : le panache n est pas source de propagation de bactéries

56 POURQUOI VOULOIR ELIMINER LE PANACHE? Raisons de sécurité (brouillard, givre) Raisons esthétiques Raisons psychologiques

57 REDUCTION DU PANACHE Tour ouverte Tour fermée Finned Coil

58 APPROCHE GLOBALE INTEGREE 3 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

59 APPROCHE GLOBALE INTEGREE 4 Mise en place d un programme de traitement d eau préventif

60 EQUIPEMENTS ET PROGRAMME DE TRAITEMENT D 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

61 TARTRE ACTIVITE MICROBIOLOGIQU E CORROSION SOLIDES DISSOUS

62 GESTION 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

63 APPROCHE GLOBALE INTEGREE 5 PROGRAMME DE SUIVI REGULIER & CONTROLE DES RESULTATS Suivi régulier : Analyses mensuelles Contrôles hebdomadaires Flore totale Maintenance mécanique régulière

64 PROGRAMME DE SUIVI REGULIER & CONTROLE DES RESULTATS Exigences de contrôle 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

65 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

66 APPROCHE GLOBALE INTEGREE 6 FORMATION 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

67 APPROCHE GLOBALE INTEGREE 7 DESINFECTION & 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)

68 APPROCHE GLOBALE INTEGREE 8 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

69 MERCI