Dimensionner un refroidisseur d'air industriel pour un grand atelier ne consiste pas simplement à choisir un modèle avec le débit d'air le plus élevé. L'équipement doit correspondre au volume de l'atelier, à la charge thermique, à l'humidité ambiante, au mouvement d'air requis, à la hauteur d'installation et aux conditions de ventilation.
Pour un grand hall de production, la bonne taille est celle qui peut fournir un flux d'air et un effet de refroidissement suffisants à la zone de travail sans créer un flux d'air inapproprié ou une capacité de fonctionnement inutile.
1. Définissez la zone qui a réellement besoin de refroidissement
Commencez par identifier la partie de l’atelier qui nécessite un refroidissement.
Une grande usine peut contenir :
- Lignes de production
- Zones de rassemblement
- Zones de machines
- Stockage des matières premières
- Stockage du produit-fini
- Zones de chargement
- Bureaux ou pièces fermées
Ces zones n’ont pas forcément les mêmes besoins en refroidissement.
Si seul l’étage de production nécessite un refroidissement, il n’y a aucune raison de dimensionner le système de refroidissement d’air industriel en fonction du volume total du bâtiment.
2. Calculez le volume de l'atelier
Une fois la zone de refroidissement définie, calculez son volume d'air :
Volume de l'atelier=Longueur × Largeur × Hauteur moyenne
Par exemple:
Longueur : 80 m
Largeur : 40 m
Hauteur moyenne : 8 m
Le volume de l'atelier est de :
80 × 40 × 8 = 25,600 m³
Ceci est plus utile pour le dimensionnement que pour la seule surface au sol.
Un atelier de 3 200 m² avec 4 m de plafond contient 12 800 m³ d'air, tandis que la même surface au sol avec 8 m de plafond contient 25 600 m³.
La différence peut affecter considérablement le débit d’air requis.
3. Déterminez la capacité de débit d’air nécessaire
L’étape suivante consiste à établir les besoins approximatifs en matière de débit d’air pour l’espace.
Un calcul préliminaire est le suivant :
Débit d'air requis=Volume de l'atelier × Changements d'air requis par heure
Le taux de renouvellement d'air-approprié dépend des conditions de l'atelier, des sources de chaleur, du système de ventilation, du climat et de l'objectif de refroidissement.
Par exemple, en utilisant une valeur préliminaire de 20 changements d'air par heure :
25,600 m³ × 20 = 512,000 m³/h
Cela donne un besoin total de débit d’air estimé à 512 000 m³/h.
Le but de ce calcul est d'établir l'échelle du système de refroidissement. Il ne détermine pas automatiquement le modèle d'équipement final.
4. Faites correspondre le débit d'air requis avec la capacité du refroidisseur
Les refroidisseurs d'air industriels sont disponibles avec différentes capacités de débit d'air.
Supposons qu'un modèle sélectionné fournisse 20 000 m³/h.
Pour l'exemple ci-dessus :
512,000 ÷ 20,000 = 25.6
Cela indique qu'environ 26 unités seraient nécessaires sur la base du calcul préliminaire du débit d'air.
Si un autre modèle fournit 30 000 m³/h :
512,000 ÷ 30,000 = 17.1
Le besoin préliminaire serait d'environ 18 unités.
Cela illustre un point important : la taille et la quantité des équipements sont étroitement liées, mais ne constituent pas la même décision de conception.
La sélection finale doit également tenir compte de la manière dont le flux d’air sera réparti tout au long de l’atelier.
5. Vérifiez la charge thermique
Le débit d'air à lui seul ne suffit pas à répondre aux besoins de refroidissement d'un grand atelier.
Une usine produisant des pièces métalliques, faisant fonctionner des postes de soudage, faisant fonctionner des machines de moulage par injection ou utilisant des fours peut générer une chaleur interne importante.
Les sources de chaleur importantes comprennent :
- Machines de production
- Moteurs électriques
- Matériel de soudage
- Fours
- Fours
- Compresseurs
- Séchoirs
- Éclairage
- Ouvriers
- Chaleur solaire à travers le toit
Si la principale source de chaleur est concentrée dans une zone de production, cette zone peut nécessiter un débit d’air plus important ou un dispositif de refroidissement plus ciblé.
C'est pourquoi un grand atelier doit être divisé en zones de refroidissement pratiques plutôt que de traiter chaque mètre carré de la même manière.
6. Tenez compte de la température et de l'humidité ambiantes
Pour un refroidisseur d’air industriel par évaporation, les conditions météorologiques locales constituent un élément important du dimensionnement.
Le refroidissement par évaporation repose sur l'évaporation de l'eau. La quantité de refroidissement pouvant être obtenue dépend de la différence entre les températures du bulbe sec-et du bulbe humide-.
L’humidité relative est donc importante.
Par temps chaud et sec, le refroidissement par évaporation présente généralement un plus grand potentiel.
Par temps chaud et humide, la baisse de température est plus limitée.
Lors du dimensionnement d'un refroidisseur d'air industriel, vérifiez l'été local :
- Température du bulbe sec-
- Humidité relative
- Température du bulbe-humide
- Conditions de fonctionnement quotidiennes
- Changements de température saisonniers
Un refroidisseur qui fonctionne efficacement dans un climat sec peut nécessiter une disposition différente du système dans un climat humide.
7. Tenez compte de la hauteur du plafond et de la position d'installation
Les grands ateliers ont souvent de hauts plafonds, ce qui peut rendre le positionnement des équipements particulièrement important.
Un débit d'air élevé ne garantit pas un refroidissement efficace au niveau des travailleurs si l'air refroidi n'atteint pas la zone occupée.
Vérifier:
- Hauteur de montage
- Direction de décharge
- Vitesse de l'air
- Distance des travailleurs
- Structure du toit
- Hauteur des machines
- Supports de stockage
- Colonnes structurelles
Pour les refroidisseurs d'air industriels montés au plafond-, la hauteur d'installation doit être prise en compte ainsi que le modèle de décharge.
8. Dimensionner le système autour de la distribution d'air
Un grand atelier peut nécessiter plusieurs refroidisseurs d'air industriels plutôt que quelques unités de très grande capacité-.
Par exemple, imaginez un long hall de production mesurant 120 m × 30 m.
Même si plusieurs grandes unités peuvent fournir le débit d’air total calculé, leur placement dans une seule partie du bâtiment peut entraîner :
- Zones chaudes à l’extrémité opposée
- Mauvaise circulation de l'air
- Débit d'air excessif à proximité des unités
- Confort inégal des travailleurs
Plusieurs unités positionnées dans l’atelier peuvent créer un chemin de circulation d’air plus équilibré.
La question importante n’est donc pas seulement :
« Quelle quantité d'air l'équipement peut-il déplacer ? »
C'est aussi :
"Où va cet air ?"
9. Vérifiez le système de ventilation
Les refroidisseurs d'air par évaporation ajoutent de l'air refroidi à l'atelier, de sorte que l'air chaud et l'humidité doivent être évacués.
Avant de finaliser la taille de l'équipement, vérifiez :
- Ventilateurs d'extraction
- Aérateurs de toit
- Fenêtres
- Portes
- Ouvertures murales
- Ventilation naturelle
- Systèmes d'échappement mécaniques
Un atelier dont l'évacuation d'air est insuffisante ne bénéficiera peut-être pas de la simple installation de refroidisseurs d'air-de plus grande capacité.
Le système de refroidissement et le système de ventilation doivent être considérés ensemble.
10. Tenez compte du flux d'air à travers la zone de production
Les équipements de production peuvent modifier considérablement le modèle de flux d’air.
Les grosses machines, les étagères de stockage, les cloisons et les murs peuvent bloquer ou rediriger l'air.
Avant de sélectionner la taille finale du refroidisseur, cartographiez les principaux obstacles et identifiez les zones réellement occupées.
Pour un grand atelier, le trajet du flux d’air doit généralement être considéré comme :
Refroidisseur d'air industriel → Zone de travail → Évacuation de la chaleur/échappement
Ceci est particulièrement important lorsque l’atelier de production contient de longues rangées de machines.
11. Choisissez entre des refroidisseurs d'air plus grands et plus petits
Un grand atelier n’a pas automatiquement besoin du plus grand refroidisseur d’air industriel individuel.
Supposons que le débit d'air calculé du système soit d'environ 300 000 m³/h.
Les configurations possibles pourraient inclure :
10 × 30,000 m³/h
15 × 20,000 m³/h
20 × 15,000 m³/h
Chaque configuration fournit à peu près le même débit d’air total.
Le choix pratique dépend :
Aménagement de l'atelier
Emplacements d'installation disponibles
Zones de refroidissement
Direction du flux d'air
Accès maintenance
Alimentation électrique
Approvisionnement en eau
Coût de l'équipement
Un plus grand nombre d'unités plus petites peut offrir une plus grande flexibilité pour le zonage, tandis que des unités plus grandes peuvent convenir lorsque le bâtiment comporte moins de points d'installation.
12. Vérifiez la puissance du moteur et les exigences de fonctionnement
La capacité du débit d’air doit également être prise en compte ainsi que la puissance du moteur.
Lorsque vous comparez des modèles de refroidisseurs d’air industriels, vérifiez :
Flux d'air
Puissance du moteur
Type de ventilateur
Consommation d'eau
Niveau de bruit
Alimentation électrique
Exigences de fonctionnement continu
Un modèle à-débit d'air élevé n'est pas automatiquement le bon choix si ses exigences de fonctionnement ne correspondent pas à l'alimentation électrique disponible ou à la stratégie de refroidissement de l'usine.
13. Envisagez l'accès à la maintenance
Le dimensionnement a également un aspect pratique d’installation.
Les refroidisseurs d'air industriels installés dans les grands ateliers nécessitent une inspection et un nettoyage de routine. L'emplacement d'installation doit permettre aux techniciens d'accéder aux composants importants en toute sécurité.
Pensez à accéder à :
Coussinets de refroidissement
Système de distribution d'eau
Ventilateur et moteur
Réservoir d'eau
Filtres ou écrans
Composants électriques
Une unité théoriquement adaptée peut devenir difficile à entretenir si elle est installée dans un endroit à accès restreint.
14. Exemple de dimensionnement d'un grand atelier
Considérons un hall de production mesurant :
80 m × 40 m × 8 m
Volume de l'atelier
80 × 40 × 8 = 25,600 m³
Supposons un besoin préliminaire de 20 changements d’air par heure :
25,600 × 20 = 512,000 m³/h
Comparez maintenant deux capacités de refroidissement possibles.
Option A
20 000 m³/h par unité
512,000 ÷ 20,000 = 25.6
Environ 26 unités seraient nécessaires pour un calcul préliminaire basé sur le débit d'air-.
Option B
30 000 m³/h par unité
512,000 ÷ 30,000 = 17.1
Environ 18 unités seraient nécessaires.
Les deux options offrent des modalités d'installation différentes même si elles sont basées sur le même débit d'air total estimé.
Le choix final doit donc être basé sur la disposition de l'atelier, la répartition de la chaleur, la hauteur d'installation, la ventilation et le climat local plutôt que sur la seule capacité de débit d'air.
15. Informations nécessaires pour un dimensionnement précis
Lorsque vous demandez une proposition de dimensionnement d’un refroidisseur d’air industriel, fournissez :
- Durée de l'atelier
- Largeur d'atelier
- Hauteur moyenne sous plafond
- Zone nécessitant un refroidissement
- Température extérieure estivale
- Humidité relative
- Principales sources de chaleur
- Disposition des équipements de production
- Nombre de travailleurs
- Système d'échappement existant
- Emplacements des portes et fenêtres
- Alimentation électrique disponible
- Conditions d'approvisionnement en eau
- Horaires d'ouverture souhaités
Les photos, les plans d'étage et la disposition des équipements peuvent également aider à identifier les obstructions potentielles du flux d'air et les positions d'installation.
Liste de contrôle du dimensionnement des refroidisseurs d’air industriels
Avant de sélectionner l’équipement, vérifiez ces sept domaines :
Volume de l'atelier - Quelle quantité d'air doit être déplacée ?
Exigence de débit d'air - Quelle quantité d'air le système doit-il fournir ?
Charge thermique - Où la chaleur est-elle générée ?
Humidité - Le refroidissement par évaporation est-il adapté au climat local ?
Distribution de l'air - L'air refroidi peut-il atteindre les zones de travail ?
Ventilation - L'air chaud et humide peut-il quitter le bâtiment ?
Conditions d'installation - Les unités sélectionnées peuvent-elles être installées et entretenues correctement ?
Si ces facteurs sont pris en compte ensemble, le refroidisseur d'air industriel peut être dimensionné en fonction de l'atelier réel plutôt que d'une simple règle de surface au sol.
Considérations finales
Le dimensionnement d'un refroidisseur d'air industriel pour un grand atelier implique bien plus que la sélection d'une unité en fonction des mètres carrés. Le volume de l'atelier établit les exigences de base en matière de flux d'air, tandis que la charge thermique, l'humidité, la ventilation, la hauteur du plafond et la répartition du flux d'air déterminent si ce flux d'air fonctionnera efficacement dans la pratique.
Un processus de dimensionnement pratique consiste à calculer le volume de l'atelier, à estimer le débit d'air requis, à comparer les capacités de refroidissement disponibles, puis à concevoir le nombre et la position des unités autour des sources de chaleur et des zones de travail réelles de l'usine.
Pour un grand projet d'atelier, les dimensions de l'usine, la hauteur du plafond, la température et l'humidité locales, les sources de chaleur, les conditions de ventilation et l'agencement de la production doivent être évalués ensemble avant de sélectionner le modèle et la quantité finaux du refroidisseur d'air industriel.
