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Circuits de refroidissementDès qu’un circuit d’eau de refroidissement (en particulier les refroidisseurs évaporatifs ouverts) est exploité, on rencontre rapidement un certain nombre de points, sans le traitement desquels l’eau de refroidissement contribue non seulement à la dissipation de la chaleur, mais aussi à la destruction / à la diminution de l’efficacité du système. L’application correcte des produits chimiques pour le traitement de l’eau de refroidissement, tels que les inhibiteurs de corrosion, les stabilisateurs de dureté et les biocides, est un art en soi.
Dans pratiquement tous les centres de production industrielle, de production d’énergie, de services aux bâtiments ou d’informatique, de grandes quantités de chaleur sont générées et doivent être dissipées pour éviter que les systèmes ne surchauffent. On utilise souvent à cet effet des tours de refroidissement humides, dans lesquelles la chaleur excédentaire est dissipée dans l’environnement. L’eau de refroidissement circulant entre la source de chaleur et la tour de refroidissement, y compris les pompes, les échangeurs de chaleur et les tuyaux, est appelée circuit de refroidissement.
Étant donné que l’eau de refroidissement, en fonction de sa composition chimique, a tendance à provoquer soit des dépôts, soit de la corrosion, et que les germes tels que les bactéries, les champignons et les algues se multiplient de manière explosive dans l’eau de refroidissement chaude sans traitement, il est impératif de prendre des contre-mesures avec des produits chimiques appropriés pour le traitement de l’eau de refroidissement. Le traitement de l’eau de refroidissement sans produits chimiques entraîne des dysfonctionnements dans un délai très court et peut même être dangereux pour l’environnement (légionelles). Mais tout d’abord, jetons un coup d’œil aux systèmes de refroidissement les plus courants :
Dans ce système, l’eau de refroidissement chauffée dans la tour de refroidissement est pulvérisée sur un système d’ailettes qui créent une grande surface. Un ventilateur de pression ou d’aspiration ou un effet de cheminée crée un puissant courant d’air dans la tour de refroidissement. L’évaporation de l’eau permet d’en extraire de la chaleur et d’abaisser la température de l’eau de refroidissement. L’eau de refroidissement peut être alimentée directement dans le processus de refroidissement. La conception des tours de refroidissement ouvertes peut varier et être ronde, carrée, mais aussi en forme de V.
Comme l’eau de refroidissement des systèmes ouverts entre en contact intensif avec la poussière et la saleté, des germes et des biofilms se forment rapidement dans l’eau de refroidissement sans traitement biocide ou désinfectant. L’évaporation augmente également la concentration de sel et de chaux dans l’eau de refroidissement (épaississement). Par conséquent, outre les stabilisateurs de dureté et la protection contre la corrosion, les dispersants sont également nécessaires pour éviter les dépôts de saleté et de calcaire.
L’eau de refroidissement (eau, protection contre la corrosion et antigel) circule dans les tubes d’un échangeur de chaleur. Les ventilateurs font passer l’air à travers les ailettes de refroidissement, ce qui libère de la chaleur dans l’air. L’eau de refroidissement ne s’évapore pas – un circuit de refroidissement fermé classique.
Le système est largement utilisé (par exemple, sous une forme réduite dans les voitures). Elle ne nécessite que peu ou pas d’entretien de l’eau de refroidissement adoucie / dessalée après le conditionnement initial lors du remplissage (qui nécessite toutefois un traitement de l’eau de refroidissement de particulièrement haute qualité avec des produits chimiques tels que les molybdates comme inhibiteurs de corrosion). Cependant, la consommation d’énergie des ventilateurs est généralement plus élevée que celle du refroidissement humide en raison de la moindre efficacité du refroidissement par air pur à des températures élevées.
Dans ce modèle, une partie de l’eau de refroidissement circule en circuit fermé (comme dans un refroidisseur sec) via un échangeur de chaleur et n’entre donc pas en contact direct avec l’air ambiant. Les faisceaux de tubes de l’échangeur de chaleur, qui sont généralement lisses pour faciliter l’entretien, sont aspergés d’eau dans un deuxième circuit de refroidissement ouvert, ce qui permet un refroidissement plus rapide de l’eau de refroidissement dans la partie fermée du système de circuit de refroidissement. L’eau de refroidissement s’évapore uniquement dans la partie ouverte.
En cas de températures de l’air très basses (hiver) et de faibles charges frigorifiques, il est même possible de renoncer au refroidissement par eau (fonctionnement à sec) et de maintenir le refroidissement uniquement par le courant d’air des ventilateurs. Dans ce cas, l’eau de refroidissement est soit vidangée, soit placée dans un réservoir de stockage à l’abri du gel. Dans ce type de système de refroidissement, les parties ouvertes et fermées sont traitées séparément avec des produits chimiques. La partie ouverte exige un traitement régulier de l’eau de refroidissement avec des stabilisateurs de dureté, des inhibiteurs de corrosion et des biocides. Dans la partie fermée, en revanche, une forte dose d’anticorrosif et un peu de biocide ne sont nécessaires qu’au moment du remplissage.
L’eau de refroidissement est soit déposante, soit corrosive. Plus l’eau de refroidissement du circuit est douce, c’est-à-dire moins elle contient de solides dissous, plus elle dissout agressivement des matériaux tels que le fer et d’autres métaux. Elle provoque ainsi des piqûres, des fuites et d’autres problèmes liés à la corrosion.
Des inhibiteurs de corrosion ou des agents anticorrosion (par exemple, des phosphonates pour les circuits de refroidissement ouverts et des molybdates pour les circuits de refroidissement fermés) protègent les surfaces du système de refroidissement au cours de ce processus.
L’eau de refroidissement dure contient une forte dose de substances dissoutes telles que des sels et du calcaire. Lorsque l’eau de refroidissement est chauffée pendant le fonctionnement, le CO2 s’échappe, ce qui maintient le calcaire en suspension. La chaux se précipite et commence à produire des dépôts. D’une part, ils protègent contre la corrosion, mais d’autre part, ils entravent le transfert de chaleur dans l’échangeur de chaleur. Cela réduit considérablement l’efficacité du système de circuit de refroidissement.
Les stabilisateurs de dureté tels que les phosphonates empêchent la chaux de cristalliser et de former ainsi une croûte. Elle peut donc être simplement évacuée par l’usine de dessalement.
L’eau chaude est un excellent foyer pour les micro-organismes de toutes sortes. Ceux-ci forment très vite des dépôts gluants, qui peuvent rapidement atteindre une épaisseur considérable. Comme les dépôts calcaires, ils entravent le transfert de chaleur dans l’échangeur de chaleur et réduisent le niveau de performance de celui-ci. En outre, ces germes présentent un risque sanitaire qu’il ne faut pas sous-estimer, si des aérosols d’eau de refroidissement contenant par exemple des légionelles se répandent à proximité des tours de refroidissement et sont inhalés. Avec l’aide de biocides tels que Sanosil C dans l’eau de refroidissement, ces biofilms et germes pathogènes sont éliminés et empêchés de se former.
Le dosage automatisé des produits chimiques pour l’eau de refroidissement contrôle et régule la teneur de tous les produits chimiques nécessaires et est fortement indiqué pour un traitement harmonieux de l’eau de refroidissement.
