Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
La majorité des activités industrielles est à l'origine de production de chaleur, soit par action mécanique, soit par réaction chimique. Le refroidissement des produits, des matériels et des installations industrielles est donc en permanence nécessaire, dans le but de conserver leur qualité, leur rendement ou même leur intégrité. Dans un grand nombre de cas, le refroidissement sera assuré par un échange avec le milieu environnant en utilisant de l'eau ou de l'air. Cet article s'intéresse particulièrement au cas du refroidissement par air atmosphérique, effectué grâce à un échangeur en circuit direct intitulé « aéroréfrigérant ». Le principe de fonctionnement, l'état actuel des techniques, les méthodes de dimensionnement et la mise en œuvre des dispositifs sont ainsi largement détaillés.
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Most industrial activities generate heat, either through mechanical action or through chemical reaction. The permanent cooling of products, materials and industrial installations is therefore necessary in order to preserve their quality, yield and even their integrity. In most cases, the cooling process is achieved via an exchange with the environment by means of water or air. This article mainly focuses on the case of atmospheric air cooling carried out via an exchanger in direct circuit called "aerorefrigerant". The functioning principle, current techniques, dimensioning methods and implementation of the devises are thus extensively detailed.
Auteur(s)
-
Renaud FEIDT : Ingénieur thermique énergétique polytech Nantes - Responsable technique adjoint, Département Produit Société GEA Batignolles Technologies thermiques
INTRODUCTION
Des sociétés primitives à nos jours, les activités humaines ont toujours été à l'origine d'émission de chaleur qu'il a fallu évacuer vers des milieux plus froids.
L'avènement des transports et les développements industriels des derniers siècles ont encore accéléré la nécessité d'échanger de la chaleur avec l'environnement pour assurer la pérennité et l'efficacité de fonctionnement d"installations de plus en plus complexes.
Les deux principaux milieux ambiants ainsi exploités pour du refroidissement sont :
-
l'eau des rivières, lacs et mers ;
-
l'air atmosphérique.
Dans ce dossier, nous ne nous intéressons qu'aux dispositifs d'échange avec l'air atmosphérique aussi appelés aéroréfrigérants.
Les aéroréfrigérants sont utilisés aussi bien dans les raffineries de pétrole que dans l'automobile pour le refroidissement du moteur par exemple. Ne sont concernés ici que les applications industrielles nécessitant des aéroréfrigérants de moyenne puissance (de 1 à plusieurs centaines de mégawatts).
L'aéroréfrigérant, faisant partie d'un ensemble industriel, ses caractéristiques doivent, évidemment, être déterminées de manière à satisfaire les contraintes techniques liées à l'installation à laquelle il appartient, en particulier :
-
la nature et le débit de fluide à refroidir ;
-
la puissance thermique à évacuer ;
-
les températures d'entrée et de sortie du fluide à refroidir ;
-
l'espace disponible et le voisinage (niveau de bruit...).
Afin de guider le choix de l'ingénieur parmi les systèmes de refroidissement atmosphérique, ce dossier présente pour l'aéroréfrigérant direct sec :
-
le principe de fonctionnement ;
-
l'état de la technique ;
-
les principes de dimensionnement ;
-
des conseils d'installation, de mise en service et d"exploitation.
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Principe de fonctionnement
En anglais
5. Conclusion
5.1 Performances et optimisation
Depuis le milieu du siècle dernier, la réfrigération par air s'est fortement développée, en particulier dans la pétrochimie. Dans ce contexte, les aéroréfrigérants secs directs ont connu un essor considérable et ont permis d'apporter des solutions techniques de refroidissement économiques et fiables en alternative au refroidissement par eau.
En effet, les aéroréfrigérants possèdent l'avantage considérable d'utiliser, comme puits froid, l'air ambiant disponible en tout lieu et en grande quantité.
De plus, ils ne nécessitent pas de circuit de traitement de l'air contrairement à l'eau. Ils sont ainsi simples de mise en œuvre et d'exploitation.
Enfin, la régulation de l'aéroréfrigérant est facilement accomplie par l'utilisation de modulation du débit d'air avec soit des moteurs à 2 vitesses, soit des variateurs de vitesses ou encore des ventilateurs à angle de pales variable.
Pour autant, l'aéroréfrigérant direct sec ne peut pas être utilisé dans toutes les conditions et nécessite en particulier un écart de température minimal de 10 à 15 oC entre la température de sortie du fluide à refroidir et l'air ambiant. Cela peut toutefois être résolu par l'utilisation d'un humidificateur. On parle alors d'un aéroréfrigérant direct humide.
L'utilisation de l'air entraîne aussi un coefficient de transmission thermique globale moins bon qu'avec de l'eau avec pour conséquence d'augmenter la surface d'échange à puissance équivalente en défaveur de l'aéroréfrigérant.
Par sa conception, l'aéroréfrigérant est ainsi pénalisé par son encombrement. Ce point a toutefois été pris en compte dans l'implantation des raffineries de pétroles et gaz où les aéroréfrigérants sont généralement installés en hauteur sur des racks sans perte de place au sol.
Enfin, l'aéroréfrigérant est fortement tributaire des changements climatiques qui affectent directement ses performances. Il convient par exemple de prévoir des dispositifs pour éviter le risque de gel tels que les réchauffeurs ou l'utilisation de la recirculation d'air chaud.
Le choix d'un aéroréfrigérant direct sec doit donc être dicté en fonction des besoins du client par les points suivants :
-
performances à garantir compatibles avec l'utilisation de l'air ambiant en fonction des...
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Conclusion
BIBLIOGRAPHIE
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
-
Soudage à l'arc – Soudages semi-automatique et automatique (MIG et MAG).
-
Soudage par faisceaux à haute énergie : faisceau d'électrons et laser.
-
Notions de transfert thermique par convection.
-
Convection thermique et massique....
Xace module aéroréfrigérant du Xchanger http://www.htri.net
Suite produit par le Heat Transfer Research Institute
ACOL produit par le HTFS d'AspenTech https://www.aspentech.com/en/products/pages/aspen-htfs-research-network
HAUT DE PAGE2.1 Principaux codes nationaux et internationaux
ASME (American Society of Mechanical Engineer) Section VII – Division 1 – Appendix 13.
CODAP Code français de construction des appareils à pression.
BS (British Standard) Code...
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