Un refroidisseur ne se déclenche pas en cas de surpression par simple curiosité. Il se déclenche parce que la chaleur ne peut pas s'évacuer suffisamment vite du système. Dans les installations de CVC, cette panne a souvent pour origine des circuits d'eau du condenseur encrassés et des échangeurs de chaleur mal protégés.
Grain Spécialisée depuis 2015 dans la production, la fabrication de joints et de plaques d'échangeurs de chaleur à plaques, ainsi que dans leur installation et leur maintenance, notre entreprise possède une solide expérience en matière de services dans les secteurs du CVC, de l'énergie, du refroidissement et des systèmes industriels. Notre assistance technique est précieuse pour le dimensionnement, le nettoyage, le remplacement de plaques et les conseils pratiques sur site, bien au-delà des simples réponses théoriques. Notre profil met également en avant notre expertise pointue en échangeurs de chaleur à plaques, notre expérience à l'export et notre approvisionnement fiable en pièces détachées grâce à des fournisseurs de matériaux stables. Apprenez-en davantage sur l'équipe.
Pourquoi les arrêts haute pression commencent-ils par l'eau de refroidissement ?
Un refroidisseur à eau repose sur une évacuation régulière de la chaleur. Le fluide frigorigène cède sa chaleur à l'eau du condenseur, qui est dirigée vers la tour de refroidissement. Celle-ci rejette ensuite la chaleur dans l'air extérieur. Lorsque ce circuit s'encrasse, la pression augmente, ce qui entraîne une hausse de la hauteur manométrique du compresseur et, par conséquent, de la consommation d'énergie. À un certain point, le dispositif de sécurité arrête la machine.
Les écailles n'ont pas besoin d'être épaisses pour faire mal.
L'eau des tours de refroidissement transporte des minéraux dissous, des poussières, des produits de corrosion, des matières organiques et des particules fines. Les tours ouvertes sont très efficaces pour aspirer l'air à travers l'eau. Cela signifie aussi qu'elles aspirent la poussière, les feuilles, le pollen, les particules urbaines et les résidus huileux de la circulation. Ce n'est pas très glamour, mais les équipes de maintenance voient ces dépôts s'accumuler dans les filtres tout l'été.
Lorsque des dépôts se forment sur les tubes du condenseur ou les plaques de l'échangeur de chaleur, le transfert thermique diminue. Un guide sur le traitement de l'eau de refroidissement indique que l'encrassement des tubes du condenseur réduit le transfert thermique, augmente la pression de refoulement et accroît la consommation d'énergie. Il précise également que chaque augmentation de 1 °F (0,5 °C) de la température de condensation du fluide frigorigène nécessite environ 1,5 % d'énergie supplémentaire du compresseur, et que d'importants dépôts peuvent faire dépasser la pression de refoulement les limites du refroidisseur.
| Épaisseur du tartre de carbonate de calcium | Facteur d'encrassement répertorié dans la référence CVC | Signification pratique pour votre refroidisseur |
|---|---|---|
| 0 mm | Faire le ménage | Rejet de chaleur normal et levée de compresseur normale |
| 0,1524 mm | 0.0005 | Une marge de conception commune pour l'encrassement |
| 0,3048 mm | 0.0010 | Une température de condensation plus élevée commence à se manifester |
| 0,6096 mm | 0.0020 | La pression de refoulement et la charge du compresseur augmentent rapidement |
| 0,9144 mm | 0.0030 | Le risque d'arrêt devient beaucoup plus probable |
La même source spécialisée en CVC note que de nombreux refroidisseurs ont une puissance d'environ 0,60 à 0,90 kW par tonne de réfrigération, tandis qu'une couche de carbonate de calcium de 0,03 pouce peut augmenter la consommation d'énergie électrique de 27 % ; si le dépôt est de l'oxyde de fer, la perte peut atteindre environ 40 %.
Pourquoi les produits chimiques et les pompes plus puissantes passent souvent à côté du vrai problème
Les produits chimiques utilisés pour le traitement de l'eau sont essentiels. Personne de sérieux ne contesterait l'importance d'un contrôle rigoureux de la dureté, du pH, de la conductivité, de la corrosion et de la prolifération biologique. L'erreur consiste à considérer le dosage chimique comme la solution miracle. Une pompe plus puissante peut également paraître tentante, surtout lorsque la perte de charge augmente et que les opérateurs souhaitent rétablir le débit. Cependant, une hauteur de refoulement plus importante ne permet pas d'éliminer la couche de saleté. Parfois, elle ne fait qu'accroître la consommation d'énergie tout en forçant l'eau sale à pénétrer plus profondément dans des conduits étroits.
Les coins peu éclairés se transforment en poches de saleté.
Dans un échangeur de chaleur à plaques, les plaques ondulées créent des canaux étroits et sinueux. Une ondulation optimale accroît la turbulence et le transfert de chaleur. La fiche technique jointe explique que la surface des plaques est pressée pour obtenir des formes ondulées ou rainurées, afin d'améliorer leur rigidité, d'augmenter les perturbations du fluide et d'obtenir un coefficient de transfert de chaleur élevé. Elle précise également que l'échangeur utilise des plaques, des joints d'étanchéité, des plaques de serrage et des boulons de fixation pour former les canaux d'écoulement.
Cette conception fonctionne bien lorsque l'eau est relativement propre et que le débit reste dans la plage prévue. En présence de boues de tour de refroidissement, les mêmes petits passages peuvent accumuler des matières en suspension, notamment près des zones de faible vitesse. La fiche technique mentionne l'augmentation progressive de la perte de charge comme un défaut courant causé par un fluide impur, une trop grande quantité de particules, l'entartrage ou l'obstruction des canaux d'écoulement. Elle recommande également d'éviter toute infiltration de débris tels que du sable, du gravier et des scories de soudure dans l'échangeur en nettoyant les canalisations raccordées avant la mise en service.
Comment les eaux usées des tours de guet créent une couche isolante
Les dépôts ont un double impact négatif : ils obstruent la circulation et isolent le fluide frigorigène. L’obstruction augmente la perte de charge, tandis que l’isolation accroît la température de condensation. Le refroidisseur fonctionne alors davantage pour un refroidissement moindre. Les responsables d’installations constatent généralement ce problème par une eau d’alimentation plus chaude, une approche instable du condenseur, une augmentation du courant du compresseur et une facture d’électricité anormalement élevée.
Le biofilm peut être pire que les cochenilles dures.
Un détail crucial est souvent négligé dans les locaux techniques : les dépôts visqueux sont souvent plus dommageables que le tartre minéral classique. Selon les informations disponibles sur le traitement de l'eau de refroidissement, le tartre de carbonate de calcium peut conduire la chaleur jusqu'à quatre fois mieux que les dépôts de biofilm. Autrement dit, les dépôts visqueux peuvent constituer une isolation thermique plus efficace que le tartre. Il est également indiqué que les dépôts sur les condenseurs peuvent contenir des dépôts visqueux, du tartre, des produits de corrosion et des particules en suspension provenant de l'air.
Un second guide énergétique explique le fonctionnement du circuit d'écoulement. Si un condenseur est conçu pour une eau entrant à 25 °C et sortant à 30 °C, cela représente une différence de température de 5 °C. Si le débit chute de moitié, la différence passe à 10 °C et la température de l'eau sortant du condenseur atteint 35 °C. Cette température plus élevée augmente la température et la pression du condenseur, ce qui entraîne une augmentation de la hauteur de compression.
| Changement opérationnel | Exemple ou règle publié(e) | Ce que cela indique à votre équipe de maintenance |
|---|---|---|
| Température de condensation du réfrigérant supplémentaire | Une augmentation de 1°F accroît l'énergie du compresseur d'environ 1,5 %. | Une légère dérive de température coûte cher. |
| Le débit d'eau du condenseur a été réduit de moitié. | 25 °C en entrée, 30 °C en sortie devient 25 °C en entrée, 35 °C en sortie | Un faible débit augmente rapidement la pression du condenseur |
| Objectif de conception de la tour de refroidissement | Environ 2°C au-dessus de la température humide extérieure | Les tours sales perdent le principal avantage du refroidissement par eau. |
| Biofilm comparé au carbonate de calcium | Le carbonate de calcium transfère la chaleur jusqu'à 4 fois mieux. | Le slime peut déclencher plus rapidement les alarmes haute pression. |
Quelle est la place de l'isolation physique dans la conception des systèmes de chauffage, ventilation et climatisation ?
La solution la plus efficace n'est souvent pas l'ajout de produits chimiques. Elle consiste à séparer le circuit ouvert de la tour, souvent pollué, du circuit plus propre du refroidisseur ou du bâtiment. Un échangeur de chaleur fait office de barrière physique. La tour peut rester exposée à l'air et aux impuretés, tandis que le circuit du refroidisseur fonctionne avec une eau plus propre et mieux contrôlée. Cela réduit les risques pour les coûteux condenseurs et offre à l'équipe de maintenance un point de nettoyage facilement accessible.
Les unités à plaques jointées sont conçues pour le nettoyage estival
Pour l'isolation des tours de refroidissement, un joint d'étanchéité Échangeur de chaleur à plaques C'est souvent le choix le plus pratique. La fiche produit indique que les échangeurs de chaleur à plaques sont compacts, performants, faciles à entretenir et largement utilisés dans les secteurs du CVC, du chauffage, de la chimie, de la métallurgie, du refroidissement industriel, de l'agroalimentaire et de la pétrochimie. Elle mentionne leur conception démontable, leur facilité de nettoyage, leur modularité, le choix de matériaux tels que l'acier inoxydable et l'alliage de titane, une surface d'échange thermique jusqu'à 5 000 m², une pression de service jusqu'à 25 MPa et une température de fonctionnement jusqu'à 200 °C.
Ce châssis amovible est essentiel en juillet. En cas de chute de pression, vous pouvez ouvrir l'unité, nettoyer les plaques, inspecter les joints, éliminer la boue et remettre l'échangeur en service sans avoir à couper de gros tuyaux. Le dossier de maintenance décrit clairement la procédure : noter la longueur de compression avant le démontage, retirer les boulons et les plaques de fixation, nettoyer la saleté et les résidus d'adhésif, vérifier l'absence de fissures, piqûres, perforations ou déformations sur les plaques, remettre en place les joints d'étanchéité, serrer uniformément avec une clé dynamométrique et effectuer un test de pression de 30 minutes avant la remise en service. service.
Choisir le bon échangeur de chaleur pour les travaux sur les tours de refroidissement
Tous les échangeurs de chaleur ne sont pas adaptés aux eaux sales. Un modèle compact et étanche peut convenir parfaitement à un circuit frigorifique propre ou à un circuit eau-eau, mais une boucle ouverte en eau boueuse nécessite un accès facile, de larges passages et une maintenance régulière. Le choix optimal dépend de la charge particulaire, de la chimie de l'eau, du débit, de la pression, de la température et de la fréquence de nettoyage.
Comparez les services d'accès avant d'acheter
| Type d'équipement | Données de capacité répertoriées | Utilisation optimale du CVC | La réalité du nettoyage |
|---|---|---|---|
| Unité de plaque à joint | Jusqu'à 5000 m², 25 MPa, 200 °C | Isolation de la tour de refroidissement, protection du refroidisseur, boucles réparables | Peut être ouvert, nettoyé, inspecté et remis en place avec un nouveau joint. |
| Échangeur de chaleur à plaques brasées | Jusqu'à 2500 m², 40 MPa, 300 °C | Circuits propres compacts, applications de réfrigérant, skids de chauffage et de refroidissement | Construction étanche, filtration stricte |
| Unité à calandre et tubes | Zone personnalisée, 50 MPa, 400 °C | Débit élevé et faible perte de charge | Structure solide, mais empreinte au sol plus importante |
La fiche produit décrit les unités brasées comme compactes, résistantes à la corrosion et à la haute pression, et à réponse thermique rapide. Ces caractéristiques sont précieuses pour les circuits fermés propres. Pour les tours de traitement d'eau ouvertes contenant de la boue et des biofilms, une unité à plaques réparables est généralement plus facile à entretenir, car son accès pour le nettoyage est intégré à sa conception.
Habitudes de maintenance qui préviennent le prochain arrêt
Un bon échangeur d'isolation nécessite une surveillance rigoureuse. Les relevés quotidiens ne sont pas une simple formalité administrative ; ils permettent de détecter rapidement tout problème. Un manuel d'utilisation des tours de refroidissement recommande de consigner les températures de l'eau et du fluide frigorigène, les pressions des pompes, les conditions extérieures et les pertes de charge au niveau des condenseurs, des échangeurs de chaleur et des systèmes de filtration. Il précise également que les systèmes utilisant des échangeurs de chaleur à plaques doivent faire l'objet d'un contrôle quotidien des différentiels de température et de pression afin de déceler tout colmatage ou encrassement.
Nettoyer par la cause, pas par la panique
En présence de tartre, la notice explique le fonctionnement du nettoyage à l'acide : l'acide dissout le tartre de calcium, de magnésium et de carbonate ; il élimine les oxydes liés au métal ; il libère du dioxyde de carbone qui facilite le décollement des dépôts ; et il ramollit le tartre mixte de silicate ou de sulfate pour permettre son élimination. La procédure de nettoyage comprend les étapes suivantes : rinçage initial, injection du liquide de nettoyage, trempage statique dans l'acide pendant 2 heures, circulation dynamique pendant 3 à 4 heures, alternance de nettoyage en marche avant et arrière toutes les 30 minutes, lavage alcalin, rinçage à l'eau adoucie pendant 30 minutes, enregistrement de chaque étape et test de pression après le nettoyage.
Voici la solution idéale aux déclenchements de surpression : mesurer, isoler, nettoyer, inspecter et tester. Ajoutez une bonne filtration, un traitement d'eau approprié et un espace suffisant autour de l'échangeur. Votre refroidisseur bénéficiera d'une eau plus propre. Votre pompe ne sera plus encrassée. Les interventions estivales seront moins fréquentes. Le silence du local technique est un atout non négligeable.
FAQ
Q1 : Pourquoi un refroidisseur s'arrête-t-il en cas de haute pression par temps chaud ?
A : La chaleur ne peut pas s'évacuer assez rapidement du condenseur. Le tartre, les dépôts visqueux, un faible débit, des filtres obstrués, des tours de refroidissement sales et des échangeurs de chaleur encrassés augmentent la pression de condensation jusqu'à ce que le dispositif de sécurité arrête le refroidisseur.
Q2 : Un dosage chimique plus important peut-il résoudre le problème de l’entartrage des tours de refroidissement ?
A: Les produits chimiques contribuent à limiter l'entartrage, la corrosion et la prolifération bactérienne, mais ils ne peuvent éliminer toutes les impuretés en suspension ni déboucher les passages obstrués. Un échangeur à isolation physique, associé à une filtration et à un nettoyage approprié, offre une meilleure protection.
Q3 : Pourquoi un échangeur de chaleur à plaques est-il utile entre la tour et le refroidisseur ?
A : Il sépare l'eau sale de la tour de refroidissement du circuit plus propre. Un échangeur de chaleur à plaques à joint s'ouvre également pour le nettoyage, l'inspection des plaques et le remplacement du joint.
Q4 : Quand un échangeur de chaleur à plaques brasées est-il un bon choix pour un système de chauffage, ventilation et climatisation ?
A: Un échangeur de chaleur à plaques brasées convient aux circuits fermés propres, aux unités compactes, aux circuits frigorifiques et aux applications haute pression. Il n'est pas recommandé pour l'eau trouble des tours de refroidissement ouvertes, sauf si la filtration est très performante.
Q5 : Quelles données devez-vous suivre pour détecter les infractions au plus tôt ?
A : Surveillez l'approche du condenseur, la température de l'eau à l'entrée et à la sortie, la perte de charge à travers l'échangeur de chaleur, la pression de la pompe, l'état du bassin de la tour, l'état du filtre et le courant du compresseur. Une augmentation de la perte de charge avec une diminution de la puissance thermique indique généralement un encrassement ou un blocage.
