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N°6 - Intérêt énergétique des systèmes aéroréfrigérants humides - niv 4

N°6 - Intérêt énergétique des systèmes aéroréfrigérants humides - niv 4
En formation de niveau 5 (CAP à Bac), on n'étudiera pas ce dossier.



La consommation électrique d’une production frigorifique est liée à la difficulté "du chemin à parcourir" pour évacuer la chaleur.
Plus l’écart de température entre le milieu à refroidir et le milieu d’évacuation de la chaleur est important, plus le "chemin à parcourir" par la chaleur à évacuer est long et plus la machine frigorifique consommera d’énergie (en général électrique).

Le principal avantage des aéroréfrigérant humides est de permettre d’alimenter le condenseur de la machine frigorifique avec de l’eau plus froide que si l’eau est refroidie par un dry coller :

Exemples de régimes de températures usuels en France:

  • Dry cooler 40 / 45 [°C] à 45 / 50 [°C]
  • Aéroréfrigérants humides 27 / 32 [°C]  à 32 / 37 [°C] selon le type de système.

Question

Q1: Quelle machine ci-dessous évacue le plus facilement la chaleur? Pourquoi?



Evidemment la machine de droite a plus de mal à évacuer la chaleur car le milieu d’évacuation est très chaud.
Il faut comprendre que la puissance électrique absorbée est directement liée au « chemin » que la chaleur a à parcourir du milieu à maintenir froid au milieu d’évacuation.

Pour la machine de gauche le « chemin à parcourir » correspond à un écart « intérieur/extérieur » de:
32 – 25 = 7 [K].
Pour la machine de droite, le « chemin à parcourir » correspond à un écart « intérieur/extérieur » de:
45 – 25 = 20 [K].

En supposant les quantités de chaleur à évacuer égale pour les 2 machines ci-dessus, celle de droite consommera beaucoup plus d’électricité.

Question

Q2: Quelle machine présente ci-dessous le « chemin d’évacuation de chaleur » le plus difficile et donc la plus grande consommation d’énergie (à quantité de chaleur à évacuer égale).


La machine de gauche a moins de mal à évacuer la chaleur que celle de droite.

Pour la machine de gauche, le milieu à maintenir froid (eau à refroidir de 15 [°C] à 10 [°C]) est en moyenne à 12,5 [°C].
La chaleur est à évacuer dans de l’eau qui se réchauffe de 40 à 45 [°C], soit 42,5 [°C] en moyenne.
Le « chemin à parcourir » pour la chaleur à évacuer correspond à un écart de température de 42,5 [°C] - 12,5 [°C] = 30 [K].

Pour la machine de droite, le milieu à maintenir froid (eau à refroidir de 10 [°C] à 5 [°C]) est en moyenne à 7,5 [°C].
La chaleur est à évacuer dans de l’eau qui se réchauffe de 40 à 45 [°C], soit 42,5 [°C] en moyenne.
Le « chemin à parcourir » pour la chaleur à évacuer correspond à un écart de température de 42,5 [°C] - 7,5 [°C] = 35 [K] ; il est donc plus « long et difficile » que celui de la machine de gauche. A quantité de chaleur à évacuer égale, la consommation électrique de la machine de droite sera plus importante.

On comprend dès lors l’intérêt des aéroréfrigérants humides qui permettent un meilleur refroidissement des condenseurs à eau que les systèmes aéroréfrigérants secs.





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