Comment un refroidisseur, une tour de refroidissement et une centrale de traitement d'air fonctionnent-ils ensemble pour assurer la climatisation (CVC) d'un bâtiment ? Cet article aborde ce sujet afin de comprendre les principes de base d'une centrale CVC.
Comment fonctionnent ensemble une tour de refroidissement et une centrale de traitement d'air ?
Les principaux composants du système de la centrale de refroidissement sont :
- Refroidisseur
- Unité de traitement d'air (UTA)
- Tour de refroidissement
- Pompes
Le refroidisseur est généralement installé soit au sous-sol, soit sur le toit, selon son type. Les refroidisseurs installés sur le toit fonctionnent généralement par air, tandis que ceux installés au sous-sol fonctionnent généralement par eau. Leur fonction est la même : produire de l'eau froide pour la climatisation en évacuant la chaleur excédentaire du bâtiment. La seule différence réside dans le mode d'évacuation de cette chaleur.
Les refroidisseurs à air utilisent des ventilateurs pour souffler de l'air ambiant frais sur leur condenseur afin d'évacuer la chaleur du système ; ce type de refroidisseur ne comporte pas de tour de refroidissement. Pour en savoir plus sur ce système et visionner le tutoriel vidéo, cliquez ici. La suite de cet article sera consacrée aux refroidisseurs à eau et aux tours de refroidissement.
Le refroidisseur à eau comporte deux grands cylindres : l’un est appelé évaporateur et l’autre condenseur.
Eau fraîche :
L'évaporateur du refroidisseur produit l'eau glacée. Cette eau sort de l'évaporateur à environ 6 °C et est distribuée dans le bâtiment par la pompe à eau glacée. L'eau glacée circule verticalement jusqu'à chaque étage par des canalisations appelées colonnes montantes. Ces canalisations portent le même nom, que l'eau y circule de haut en bas ou de bas en haut.
L'eau glacée se ramifie à partir des colonnes montantes en tuyaux de plus petit diamètre qui alimentent les ventilo-convecteurs (VCC) et les centrales de traitement d'air (CTA) pour assurer la climatisation. Les CTA et les VCC sont des unités contenant des ventilateurs qui aspirent l'air du bâtiment et le font passer à travers les serpentins de chauffage ou de refroidissement afin d'en modifier la température, avant de le rejeter dans le bâtiment. L'eau glacée pénètre dans la CTA/VCC et traverse le serpentin de refroidissement (un ensemble de tuyaux fins) où elle absorbe la chaleur de l'air ambiant. L'eau glacée se réchauffe tandis que l'air se refroidit. À sa sortie du serpentin, l'eau glacée est plus chaude, à environ 12 °C (53,6 °F). L'eau glacée chaude retourne ensuite à l'évaporateur par la colonne montante de retour, où un fluide frigorigène absorbe la chaleur excédentaire et la transfère au condenseur. L'eau refroidie sera alors de nouveau froide, prête à circuler dans le bâtiment et à absorber davantage de chaleur indésirable. Remarque : on parle d'« eau glacée » qu'elle soit chaude ou froide.
Eau du condenseur :
Le condenseur du refroidisseur collecte la chaleur indésirable avant son envoi vers les tours de refroidissement. Un fluide frigorigène circule entre l'évaporateur et le condenseur pour évacuer cette chaleur. Un autre circuit d'eau, appelé « eau du condenseur », circule entre le condenseur et la tour de refroidissement. Le fluide frigorigène capte la chaleur du circuit d'« eau glacée » de l'évaporateur et la transfère au circuit d'« eau du condenseur » du condenseur.
L'eau du condenseur entre dans le condenseur à environ 27 °C (80,6 °F) et le traverse en absorbant la chaleur. À sa sortie du condenseur, sa température est d'environ 32 °C (89,6 °F). L'eau du condenseur et le fluide frigorigène ne se mélangent jamais ; ils sont toujours séparés par la paroi des tuyaux, la chaleur se propageant uniquement à travers cette paroi. Une fois que l'eau du condenseur a traversé le condenseur et absorbé la chaleur indésirable, elle remonte vers les tours de refroidissement pour évacuer cette chaleur et retourner au refroidisseur, prête à absorber à nouveau de la chaleur.
Tour de refroidissement:
La tour de refroidissement est généralement située sur le toit et sert à évacuer la chaleur indésirable du bâtiment. Elle est équipée d'un grand ventilateur qui brasse l'air. L'eau de condensation est pompée jusqu'à la tour et pulvérisée dans le flux d'air. L'air ambiant froid entre en contact direct avec cette eau (dans une tour ouverte), ce qui permet à la chaleur de se transférer dans l'air. Cet air est ensuite rejeté dans l'atmosphère. L'eau de condensation se condense et retourne au condenseur du refroidisseur, prête à absorber de la chaleur supplémentaire. Consultez notre tutoriel dédié aux tours de refroidissement ici.
Date de publication : 9 décembre 2019
