Les tours de refroidissement à voie humide

 (tours aéroréfrigérantes ou TAR)

 

retour prévention de la légionellose

Une tour aéroréfrigérante humide est un échangeur de chaleur "air/eau", dans lequel l'eau à refroidir est en contact direct avec l'air ambiant. L'eau chaude est pulvérisée en partie haute de la tour aéroréfrigérante et ruisselle sur le corps d'échange. L'air traverse le système de ruissellement et est rejeté dans l'atmosphère sous la forme d’un panache. Le refroidissement s'effectue principalement par évaporation de l'eau ; l'efficacité du système est liée à la conception et à l'entretien de la tour aéroréfrigérante ainsi qu'aux conditions atmosphériques (température et humidité).

Elles sont principalement utilisées pour la climatisation des locaux de taille importante, des salles informatiques, ou le refroidissement de process industriels dégageant de la chaleur. On les trouve donc dans les installations industrielles, les établissements recevant du public (centres commerciaux, hôpitaux, ...), les immeubles de bureaux, les immeubles de logements collectifs, etc.

ATTENTION : ces tours ne sont pas à confondre avec des installations de climatisation à voie sèche, sans pulvérisation d'eau, qui ne présentent pas de risques légionellose (telles que des climatisations de voiture ou de logements individuels)

 

Le panache :  L'air saturé de vapeur d'eau crée un nuage visible à la sortie des tours aéroréfrigérantes par voie humide. Ce nuage appelé "panache" est constitué :

  • de vapeur d'eau : c'est la quantité d'eau évaporée pour assurer le refroidissement. Elle est fonction de la chaleur éliminée. Elle est de l'ordre de 1 % du débit d'eau circulant (soit approximativement 1,5 m3 par MWh rejeté à l'atmosphère) pour 5 à 6 °C d'écart thermique entre l'eau chaude et l'eau froide. Ce débit d'évaporation est constitué par de l'eau pure qui n'entraîne aucun sel dissous. La vapeur d'eau peut se recondenser en gouttes d'un diamètre moyen de 5 µm.

  • de gouttes entraînées ou entraînement vésiculaire : l'entraînement vésiculaire est défini comme étant de fines particules d'eau entraînées dans l'atmosphère par la circulation de l'air dans la tour (de quelques pm à 1 mm).

Contrairement à l'eau évaporée, les gouttelettes entraînées possèdent la même composition que l'eau du circuit, et donc sont susceptibles de véhiculer les bactéries.

 

 

Eléments constitutifs d'une tour de refroidissement par voie humide:

  • un système de distribution d'eau dont le rôle est de disperser de manière uniforme l'eau sous forme de gouttelettes,

  • le corps d'échange ou garnissage encore appelé "packing", dispositif au travers duquel se fait le transfert thermique entre l'air et l'eau,

  • le pare gouttelettes ou séparateur de gouttes (ensemble de chicanes) installé en sortie d'air de la tour aéroréfrigérante, conçu pour retenir l'entraînement vésiculaire,

  • la (ou les) trappe(s) de visite, ouverture sur le corps de la tour aéroréfrigérante permettant l'accès à l'intérieur et le contrôle visuel des différentes parties constitutives,

  • le bassin situé en partie basse de la tour pour récupérer l'eau refroidie,

  • le ventilateur qui assure un écoulement continu d'air. Il peut être situé en partie haute ou basse de la tour aéroréfrigérante,

  • éventuellement un ou plusieurs échangeurs et une pompe assurant la circulation de l'eau, pour les tours de refroidissement à double circuit ou pour les tours hybrides.

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A QUOI RESSEMBLE UNE TOUR AEROREFRIGERANTE ?

EXEMPLES DE TOURS AEROREFRIGERANTES A VOIE HUMIDE

CONCERNEES PAR LE RISQUE LEGIONELLOSE

EXEMPLES DE TOURS AEROREFRIGERANTES A VOIE SECHE (également appelées "DRY COOLERS")

NON CONCERNEES PAR LE RISQUE LEGIONELLOSE

Ce type de tour est en général moins haut que les tours aéroréfrigérantes à voie humide.

 

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COMMENT FONCTIONNE UNE TOUR AEROREFRIGERANTE ?

PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT DES TOURS AEROREFRIGERANTES A VOIE HUMIDE

CONCERNEES PAR LE RISQUE LEGIONELLOSE

Schéma d'une tour à circuit dit "ouvert" : l'eau à refroidir est directement pulvérisée dans un flux d'air.

Tour à circuit dit "fermé" : l'eau à refroidir passe dans un système d'échange sec (tubes par exemple). Ce système est arrosé par de l'eau d'un circuit annexe permettant un refroidissement par évaporation.

On voit sur ces schémas que le flux d'air est dans les deux cas susceptible d'entraîner des gouttelettes d'eau hors de la tour, et donc des légionelles, si l'eau en est contaminée (source des illustrations : B. Pironin / Aquatech).

PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT DES TOURS AEROREFRIGERANTES A VOIE SECHE

(également appelées "DRY COOLERS")

NON CONCERNEES PAR LE RISQUE LEGIONELLOSE

Il n'y a dans ce type de tour aucune pulvérisation d'eau dans l'air. Le refroidissement est effectué par un flux d'air sur un corps d'échange fermé (échangeur à tubes par exemple).

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