Refroidisseur hybride www.jaeggi-guentner.ch
La société La société Jäggi/Güntner (Suisse) AG appartient avec la société Hans Güntner à Fürstenfeldbruck au groupe A-Heat (Allied Heat Exchange Technology AG). Nous sommes constructeur du refroidisseur hybride Jäggi (aéroréfrigérant sec hybride) et nous avons une présence internationale. A Trimbach près d Olten en Suisse se trouve notre centre de recherche et développement équipé de nos derniers logiciels de calculs, notre usine de production, les services administratifs ainsi que nos services commerciaux. Actuellement nous employons à Trimbach plus de 50 collaborateurs engagés. Des collaborateurs sur le terrain ainsi que le réseau commercial de notre groupe nous permettent d être plus proche de nos clients. La qualité est notre métier! 2
Aéroréfrigérant hybride Jäggi Principe de fonctionnement Le refroidisseur hybride Jäggi fonctionne par transfert de chaleur par convection pure ( à sec) et temporairement aussi par évaporation d eau à l air environnant (chaleur latente). Le fluide caloporteur, en règle général de l eau ou de l eau avec du glycol, circule dans des batteries d échange disposées en forme de «V». Lorsque la température extérieure est relativement basse (environ 12 17 C) en fonction de la sélection de l appareil, la chaleur est cédée à l air environnant uniquement par convection. Si la température extérieure augmente et dépasse la température de fonctionnement à sec, la surface des ailettes des batteries d échanges est partiellement humidifiée. La chaleur à évacuer est alors cédée à l air environnant par convection et par évaporation. Si la température extérieure continue de croître, la surface des ailettes des batteries d échanges est d avantage humidifiée et cela jusqu à ce que l appareil fonctionne en tour de humide. L humidification est prévue avec un surplus important d eau afin de prévenir un encrassement éventuel dû à la pollution et aux poussières dans l air ainsi que la formation de calcaire sur les ailettes. Le refroidisseur hybride Jäggi peut aussi être utilisé comme condenseur pour différents fluides en particulier l ammoniac (NH3). En règle générale, il est alors équipé d une batterie d échange primaire qui fonctionne par convection. Aéroréfigérant hybride Jäggi standard 1 Circuit froid primaire 2 Aller 3 Batterie d échange 4 Retour 5 Charge thermique 6 Pompe de circuit froid 7 Circuit eau de ruissellement 8 Appoint d eau 9 Bac de rétention 10 Déconcentration 11 Air frais 12 Ventilateur 13 Moteur de ventilateur Condenseur hybride Jäggi pour NH3 avec batterie primaire d échange 2 1 7 1 11 2 L eau de ruissellement est récupérée sous les batteries d échanges dans un bac de récupération ou dans un container séparé et réutilisée dans le circuit d humidification jusqu à ce que la concentration limite de l eau soit atteinte. L eau est alors automatiquement partiellement vidangée et remplacée par de l eau fraîche. La régulation du refroidisseur Jäggi fait parti de la fourniture standard. Elle prend en charge la régulation de la puissance en ajustant la vitesse de rotation des ventilateurs et le fonctionnement de la pompe d humidification. Elle surveille aussi la qualité de l eau, l appoint automatique d eau fraîche, la vidange partielle ou totale et la surveillance du niveau pour éviter un fonctionnement à sec des pompes. 5 8 5 10 1 Entrée gaz chaud (fluide frigorigène) 2 Canalisation circuit aller 3 Batterie primaire sèche 4 Condenseur, humidifiable 5 Sortie condensa 6 Charge thermique 7 Canalisation eau de ruissellement 9 5 1 6 8 Appoint d eau 9 Bac de rétention 10 Déconcentration 11 Air frais 12 Ventilateur 13 Moteur ventilateur La technique qui vous fait économiser de l argent! 3
Economique malgré un coût d investissement élevé Depuis le premier refroidisseur hybride de Jäggi en 1991, plus de 700 appareils de ce type sont en service aujourd hui. Partout où l eau et l énergie doivent être économisées, où l absence de panache de vapeur d eau doit être garantie et où un fonctionnement silencieux est demandé, les refroidisseurs hybrides de Jäggi peuvent être installés et s avèrent être très rentable malgré un coût d investissement élevé. Le à sec hybride est techniquement et économiquement très avantageux. Les coûts de fabrications élevés proviennent de l emploie, pour la construction, d acier inoxydable et l utilisation de ventilateurs extrêmement silencieux. Pour un coût élevé de l eau, le surcoût d investissement est amorti en une voire deux années. Coût d investissement [ ] Coût de fonctionnement [ ] Comparaison des caractéristiques économiques: Fréquence des températures (Europe centrale) Plages de température / Durée Caractéristiques de fonctionnement d un aéroréfrigérant Jäggi (Exemple) Les bases d une comparaison économique de différents systèmes forment les coûts annuels des systèmes de qui se composent du capital, de l amortissement et des frais de fonctionnement. La comparaison avec d autres systèmes de est indiquée dans le diagramme ci-dessus. Il est à noter que ce comparatif est valable pour les conditions données ici. Pour un coût de l eau moindre ou une puissance froide plus faible, il existe d autres systèmes sans doute plus économiques. Comme il en ressort sur l exécution précédente, le refroidisseur à sec hybride de Jäggi se caractérise par une faible consommation d eau. Une mise hors service de la pompe d humidification pendant une majeure partie de l année, lui permet de fonctionner à sec. Du fait du surcoût d investissement, il est recommandé de faire un comparatif économique par rapport à d autres systèmes de. Si le refroidisseur fait partie de l installation de froid, il faut aussi tenir compte dans le comparatif de l influence de la température de condensation sur la taille du groupe froid et par conséquent de sa consommation d électricité. Refroidissement libre ou free cooling: par un arrêt temporaire des machines frigorifiques il est possible de faire d importante économie d électricité. 4
Comparaison de différents systèmes de et représentation du temps d amortissement des refroidisseurs hybrides Jäggi en fonction du prix de l eau. Un exemple représentatif permet de comparer les systèmes de ouverts et fermés aux refroidisseurs hybrides Jäggi. Nous avons représenté le temps d amortissement de la différence d investissement du refroidisseur hybride Jäggi par rapport aux deux autres systèmes en fonction du prix de l eau. Exemple de calcul La comparaison est valable pour ce cas. Lieu de l installation : Frankfort. Puissance froide 630kW, TE=30 C, TA=26 C/38%hr, LW=82 db(a), Médium caloporteur Eau/Glycol 70/30% Charges financières Investissement y compris montage et mise en service Installation 1 ouverte Installation 2 fermée Coûts de fonctionnement annuel (Eau, Electricité et capital) Installation 3 hybride Jäggi 17 100 35 700 72 500 Différence par rapport à l installation 1 55 400 Différence par rapport à l installation 2 35 000 Temps d amortissement an 15 15 15 Intérêts % 5 5 5 Taux d anuitées % 9.63 9.63 9.63 Prix de l eau / m 3 Dépend du lieu Consommation d eau y compris déconcentration m 3 / an 15 770 15 770 3396 Prix de l électricité / kwh 0.13 0.13 0.13 Consommation électrique kwh / an 12 407 122 520 44 674 Coût de l électricité / an 1613 15 927 5807 Coûts du capital / an 1646 3437 6981 Coûts de fonctionnement annuel / an voir Diagramme Exemple de calcul 4 /m d eau Coût de l eau Coût de l électricité Coût du capital Temps d amortissement / an / an / an Installation 1 ouverte 63 080 1 613 1 646 Coûts de fonctionnement annuel / an 66 339 (251%) Installation 1 ouverte 55 400 66 339-26 372 Installation 2 fermée = 1.4 An 35 000 = 0.6 An 82 444-26 372 Installation 2 fermée 63 080 15 927 3 437 82 444 (312%) Installation 3 hybride Jäggi 13 584 5 807 6 981 26 372 (100%) Le temps d amortissement est le temps pour lequel le coût maximum de fonctionnement d un refroidisseur évaporatif atteint la plus value d investissement d un refroidisseur hybride Jäggi. Exemple de calcul 4 /m 3 d eau Autres caractéristiques du refroidisseur hybride Jäggi: Système fermé: pas d encrassement du circuit de Fonctionnement sans panache de vapeur d eau: en fonctionnement humide, l air n est jamais à saturation d eau et par température extérieure basse, fonctionnement à sec Poids total en ordre de marche faible: le bac à eau est inférieur de 50 kg par mètre Disposition au sol réduite: plusieurs refroidisseurs en parallèles peuvent être installés très proche l un de l autre Zone limite de de 4 5 C: il est possible d atteindre des températures de s de l eau de 25 26 C avec une température ambiante de 32 C/40%HR. Cela implique aussi l installation de plus petit groupe de froid donc une économie d électricité et d investissement de départ Niveau sonore très faible: en utilisant des ventilateurs extrêmement silencieux, il est possible de respecter des niveaux sonores très bas sans adjonction de systèmes onéreux de réduction du bruit qui par ailleurs augmentent la perte de charge sur l air Utilisation possible de l eau de pluie comme eau d humidification. Maintenance aisée: libre accès intérieur et extérieur au refroidisseur Jäggi, il n y a pas de cloisonnement intérieur. Toutes les parties constituantes du refroidisseur sont parfaitement visibles et ainsi peuvent être facilement inspectées Risque de légionellose: les risques de propagation de la légionellose sont quasiment inexistant car il n y a pas de pulvérisation d eau dans l aéroréfrigérant hybride Jäggi. Par conséquent, il n y a pas de formation d aérosol ou de gouttelettes d eau pouvant être ingérées par voie respiratoire. Le bac de rétention est volontairement maintenu petit de façon à pouvoir le nettoyer très facilement. 5
Domaines d utilisations, exemples de réalisations et références Les domaines d utilisations du refroidisseur hybride Jäggi sont la climatisation de bâtiment, le froid industriel ainsi que le froid dans les proces industriel. Domaine d utilisation Exemples de réalisation: climatisation de bâtiment, milieu hospitalier, centre informatique industrie agro-alimentaire chimie et industrie du pétrochimique industrie automobile imprimerie centre commerciale industrie du bâtiment industrie du verre centrale thermique industrie des semi-conducteurs Industrie de l emballage fonderie sous pression Brasserie Condenseur pour le du proces industriel Type d appareil: HTK 1.8/4.8-2S-P4-VA Puissance totale: 2000kW Fluide caloporteur: NH3 (Ammoniaque) Température du médium: 70/33 C Température admission d air: 32 C/38%HR, température bulbe humide 21 C Nombre de refroidisseur: 2 Installation: Stuttgart (D) Année de construction: 1996 Université de Mainz Refroidissement de centrale 6 HTK 2.4/10.9-2S Puissance thermique totale: 9000kW Température entrée air 33 C/40%HR Fluide caloporteur: Eau/30% glycol Refroidissement de 33 C à 27 C Installation: Mainz (D) 6
Centre informatique Vue partielle 8 HTK 2.4/10.4-2S Puissance par refroidisseur: 1250 kw Température admission d air: 38 C/32%HR Fluide caloporteur: Eau/30% Glycol Refroidissement de 34 C à 28 C Installation: Sud de l Allemagne Centre de calcul (Vue partielle) 6 HTK 2.4/10.9-2S-P2 Charge thermique par refroidisseur 1250 kw Température entrée d air: 38 C/32% hr Fluide caloporteur: Eau/ 30% Glycol Régime de fonctionnement de 34 C à 28 C Lieu d installation: Sud de l Allemagne Panache de vapeur d eau Non merci! Centre informatique 3 HTK 2.4/5-2S Puissance par refroidisseur: 1174 kw Température admission d air: 32 C/38%HR Fluide caloporteur: Eau/30% Glycol Refroidissement de 29 C à 25 C Installation: Zürich (CH) 7
Dimensions, Construction, Type et liste des matériaux La forme en V des batteries d échange est typique au refroidisseur hybride Jäggi. La taille du refroidisseur est fonction des conditions ambiantes ainsi que des paramètres de fonctionnement. A l aide de notre logiciel, il est possible de déterminer un type d appareil qui répond aux contraintes architecturales ainsi qu aux conditions techniques de fonctionnement. De même nous pouvons à l aide de ce logiciel calculer les données économiques de fonctionnement d une installation. Une conception assistée par ordinateur, une construction modulaire nous permet une grande souplesse de réalisation et de faire du «sur mesure» pour nos clients. Dimensions standard Les références des HTK reprennent l ensemble des informations nécessaires. Exemple: Refroidisseur type 1.2/...-1S Type n L A C Poids HTK1.2/2.4-1S 2 2412 2492 3092 1735 kg HTK 1.2/2.7-1S 2 2712 2792 3392 1880 kg HTK 1.2/3.0-1S 2 3012 3092 3692 2040 kg HTK 1.2/3.3-1S 3 3312 3392 3992 2180 kg HTK 1.2/3.6-1S 3 3612 3692 4292 2320 kg HTK 1.2/3.9-1S 3 3912 3992 4592 2480 kg HTK 1.2/4.2-1S 3 4212 4292 4892 2670 kg HTK 1.2/4.5-1S 4 4512 4592 5192 2810 kg HTK 1.2/4.8-1S 4 4812 4892 5492 2950 kg HTK 1.2/5.2-1S 4 5212 5292 5892 3160 kg HTK 1.2/5.45-1S 4 5462 5542 6142 3280 kg n = nombre de ventilateur L = Longueur de la batterie C = longueur avec coffret de connexion Toutes les dimensions sont en [mm] Poids: Poids en fonctionnement avec coffret de connexion Construction Les types HTK 1.2/ et HTK 1.8/ avec une batterie de 1200 respectivement 1800 mm de hauteur sont fabriqués avec une structure en tôle d acier inoxydable. Les types HTK 2.4/ avec une batterie de 2400 mm de hauteur sont fabriqués à partir d une construction méccano-soudée galvanisée à chaud. Les tôles sont en acier inoxydable. Refroidisseur type 1.2/...-2S La technologie hybride est dans l air du temps! Type n L A B1 B2 C1 C2 Poids HTK1.2/2.4-2S 1 2412 2492 300 1050 3092 3842 2160 kg HTK 1.2/2.7-2S 1 2712 2792 300 1050 3392 4142 2300 kg HTK 1.2/3.0-2S 1 3012 3092 300 1050 3692 4442 2425 kg HTK 1.2/3.3-2S 2 3312 3392 300 1050 3992 4742 2825 kg HTK 1.2/3.6-2S 2 3612 3692 300 1050 4292 5042 2960 kg HTK 1.2/3.9-2S 2 3912 3992 300 1050 4592 5342 3085 kg HTK 1.2/4.2-2S 2 4212 4292 300 1050 4892 5642 3265 kg HTK 1.2/4.5-2S 2 4512 4592 300 1050 5192 5942 3400 kg HTK 1.2/4.8-2S 2 4812 4892 300 1050 5492 6242 3525 kg HTK 1.2/5.2-2S 2 5212 5292 300 1050 5892 6642 3700 kg HTK 1.2/5.45-2S 2 5462 5542 300 1050 6142 6892 3810 kg HTK 1.2/6.6-2S 2-3 6714 6794 300 1050 7394 8144 4820 kg HTK 1.2/7.2-2S 3 7314 7394 300 1050 7994 8744 5090 kg HTK 1.2/7.8-2S 3 7914 7994 300 1050 8594 9344 5400 kg HTK 1.2/8.4-2S 3 8514 8594 300 1050 9194 9944 5680 kg HTK 1.2/9.0-2S 3 9114 9194 300 1050 9794 10544 6200 kg HTK 1.2/9.6-2S 4 9714 9794 300 1050 10394 11144 6460 kg HTK 1.2/10.4-2S 4 10514 10594 300 1050 11194 11944 6825 kg HTK 1.2/10.9-2S 4 11014 11094 300 1050 11694 12444 7050 kg n = nombre de ventilateur L = Longueur de la batterie B1 = distance avec coffret de connexion B2 = distance avec armoire électrique C1 = Longueur avec coffret de connexion C2 = Longueur avec armoire électrique Toutes les dimensions sont en [mm] Poids: Poids en fonctionnement avec coffret électrique Poids en fonctionnement avec armoire électrique + 120 kg 8