C'est pourquoi le même refroidisseur d'air industriel peut produire des résultats de refroidissement différents dans différentes conditions de fonctionnement.
1. Température de l'air ambiant
La température de l’air extérieur est l’un des facteurs fondamentaux affectant les performances de refroidissement.
Un refroidisseur d’air par évaporation aspire l’air chaud extérieur à travers un coussin de refroidissement humide. À mesure que l'eau s'évapore, la chaleur est absorbée de l'air et la température de l'air soufflé - diminue.
Lorsque la température extérieure est élevée, il y a généralement plus de chaleur sensible disponible pour l’évaporation.
Cependant, la température ne doit jamais être considérée séparément de l’humidité. Une température extérieure élevée combinée à une humidité relative élevée peut produire un résultat de refroidissement très différent de la même température par temps sec.
2. Humidité relative
L'humidité relative a un effet direct sur la capacité de refroidissement par évaporation.
L'air sec peut absorber plus de vapeur d'eau, permettant une plus grande évaporation à travers le coussin de refroidissement. À mesure que l’humidité augmente, l’air se rapproche de la saturation et le potentiel de refroidissement par évaporation disponible diminue.
Pour cette raison:
Humidité plus faible → potentiel de refroidissement par évaporation plus élevé
Humidité plus élevée → potentiel de refroidissement par évaporation plus faible
C’est l’une des différences les plus importantes entre le refroidissement par évaporation de l’air et la réfrigération mécanique.
3. Température de l'ampoule-humide
La température du bulbe humide-fournit une indication plus utile du potentiel du refroidissement par évaporation que la température du bulbe sec-seule.
La limite inférieure théorique de la température de l'air de sortie-de l'air d'un refroidisseur par évaporation est étroitement liée à la température du bulbe de l'air-humide-à l'entrée.
Une manière simplifiée de comprendre le potentiel de refroidissement disponible est la suivante :
Humide-Dépression du bulbe=Sec-Température du bulbe − Humide-Température du bulbe
Par exemple, si l’air extérieur est :
Température de l'ampoule sèche- : 35 degrés
Température de l'ampoule-humide : 24 degrés
La dépression du bulbe humide-est :
35 − 24=11 degré
Plus cette différence est grande, plus le potentiel théorique de refroidissement par évaporation est grand.
La température réelle de l'air de sortie-n'atteindra normalement pas la température du bulbe humide-car les véritables coussins de refroidissement et refroidisseurs d'air ont une efficacité limitée.
4. Efficacité du refroidissement par évaporation
L'efficacité du refroidissement décrit la mesure dans laquelle le refroidisseur d'air peut s'approcher de la température du bulbe-humide de l'air entrant-.
Une expression simplifiée couramment utilisée est :
Efficacité de refroidissement=(Température de bulbe sèche d'entrée{{1} − Température de l'air de sortie) ÷ (Température de bulbe d'entrée sèche- − Température de bulbe d'entrée humide-) × 100 %
Par exemple:
Température d'entrée du bulbe sec : 35 degrés
Température d'entrée du thermomètre-humide : 24 degrés
Température de l'air sortant: 26 degrés
Alors:
(35 − 26) ÷ (35 − 24) × 100% ≈ 81.8%
L'efficacité réelle dépend de la conception du refroidisseur, du coussin de refroidissement, de la vitesse du flux d'air, de la distribution de l'eau et des conditions de fonctionnement.
5. Débit d'air
Le flux d’air affecte également les performances de refroidissement d’un refroidisseur d’air industriel.
Si l’air traverse le coussin de refroidissement trop rapidement, le temps nécessaire pour un transfert efficace de chaleur et d’humidité peut être réduit.
Si le débit d'air est trop faible, le système risque de ne pas déplacer suffisamment d'air refroidi dans l'atelier.
Par conséquent, la relation entre le débit d’air et les performances du coussin de refroidissement doit être prise en compte lors de l’évaluation de la capacité de refroidissement.
Le débit d’air nominal du ventilateur ne doit pas être interprété comme la même chose que la capacité de refroidissement.
Une unité peut avoir un débit d'air élevé, mais offrir une réduction de température différente en fonction des conditions d'air entrant et de l'efficacité du coussin de refroidissement.
6. Performances du coussin de refroidissement
Le coussin de refroidissement est la principale surface de transfert de chaleur-et-de masse-dans un refroidisseur d'air par évaporation.
Ses performances sont affectées par :
Matériau du tampon
Épaisseur du tampon
Superficie
Vitesse de l'air
Distribution d'eau
Mouillage du tampon
Propreté
État de service
Un coussin de refroidissement sale ou inégalement mouillé peut réduire l’évaporation et donc réduire l’effet de refroidissement.
Le coussin de refroidissement doit recevoir suffisamment d'eau tout en maintenant un flux d'air approprié à travers la surface mouillée.
7. Distribution d'eau
L'eau doit être répartie uniformément sur le coussin de refroidissement.
Si certaines zones restent sèches, seule une partie du tampon contribue efficacement à l'évaporation.
Une mauvaise distribution de l’eau peut résulter de :
Canaux d'eau bloqués
Problèmes de pompe
Débit d'eau incorrect
Gisements minéraux
Composants de distribution endommagés
Une inspection régulière du système de circulation d’eau permet de maintenir des performances de refroidissement constantes.
8. Charge thermique de l'atelier
Les performances de refroidissement nominales du refroidisseur d'air ne déterminent pas automatiquement la température qui sera atteinte à l'intérieur d'une usine.
L'atelier lui-même gagne continuellement de la chaleur à partir de :
Machines de production
Fours
Fours
Moteurs
Compresseurs
Éclairage
Ouvriers
Rayonnement solaire
Produits chauds
Si une ligne de production génère une grande quantité de chaleur, le système de refroidissement a besoin d'un débit d'air suffisant et d'une distribution d'air appropriée pour éliminer ou diluer cette chaleur.
C'est pourquoi la température de l'air de sortie-et la température réelle de l'atelier sont deux mesures différentes.
9. Ventilation et échange d'air
Un refroidisseur d'air industriel par évaporation introduit de l'air refroidi dans l'atelier tout en ajoutant de l'humidité au flux d'air.
L’air chaud de la pièce doit s’évacuer.
Si les ouvertures d’évacuation sont insuffisantes, l’humidité supplémentaire peut s’accumuler et l’humidité intérieure peut augmenter.
Cela peut réduire la chute de température effective et rendre le système de refroidissement moins efficace.
Par conséquent, la capacité de refroidissement doit toujours être prise en compte en même temps que le système de ventilation de l'usine.
10. Répartition du flux d'air
Même lorsqu'un refroidisseur d'air industriel fonctionne à sa capacité nominale, une mauvaise répartition du flux d'air peut créer des points chauds.
Pour un grand atelier, la performance de refroidissement dépend de la question de savoir si l'air refroidi atteint réellement les zones occupées.
Les machines, les étagères de stockage, les murs, les colonnes et les cloisons peuvent obstruer la circulation de l'air.
Le système doit donc être conçu autour de :
Refroidisseur d'air → Distribution d'air → Zone de travail → Élimination de la chaleur
plutôt que de se concentrer uniquement sur le débit d’air total fourni par l’équipement.
11. Qualité et échelle de l’eau
La qualité de l'eau peut affecter les performances de refroidissement à long terme.
L'eau dure contient des minéraux qui peuvent s'accumuler sur le coussin de refroidissement et les composants de distribution d'eau.
L’accumulation de tartre peut :
Réduire l'absorption d'eau
Restreindre le flux d’air
Créer un mouillage inégal
Réduire l'évaporation
Augmenter les besoins de maintenance
Pour cette raison, la gestion de l’eau est un élément important du maintien de la capacité de refroidissement d’un refroidisseur d’air par évaporation.
12. Capacité de refroidissement par rapport à la baisse de température
Il ne faut pas confondre ces deux termes.
La baisse de température fait référence à la diminution de la température de l’air lorsqu’elle traverse le refroidisseur.
La capacité de refroidissement fait référence à la quantité de chaleur que le processus de refroidissement peut éliminer ou transférer dans des conditions spécifiées.
Une relation de refroidissement sensible simplifiée peut être exprimée comme suit :
Capacité de refroidissement ≈ Débit massique d'air × Chaleur spécifique × Différence de température
Pour les calculs de climatisation-, il peut également être nécessaire de prendre en compte l'humidité et la chaleur latente.
Cependant, pour un refroidisseur d'air par évaporation, l'humidité ajoutée à l'air et le transfert de chaleur par évaporation associé sont au cœur du processus de refroidissement.
Par conséquent, un seul chiffre de chute de température-ne décrit pas entièrement les performances de l'équipement.
13. Pourquoi la capacité de refroidissement change avec la météo
Considérons deux jours avec la même température extérieure :
Jour A
Température : 35 degrés
Humidité relative : 30%
Jour B
Température : 35 degrés
Humidité relative : 75%
La température du bulbe sec-est identique, mais la teneur en humidité de l'air est très différente.
Le potentiel de refroidissement par évaporation le jour A est généralement beaucoup plus élevé car l'air a une plus grande capacité à absorber de la vapeur d'eau supplémentaire.
C'est pourquoi les performances des refroidisseurs d'air industriels doivent être évaluées en utilisant les conditions climatiques locales réelles plutôt qu'une seule température extérieure.
14. Qu'est-ce qui détermine le résultat réel du refroidissement ?
Dans les applications pratiques en usine, les performances de refroidissement sont le résultat combiné de plusieurs facteurs :
Température ambiante + Humidité + Humide-Température de l'ampoule + Efficacité de refroidissement + Débit d'air + Charge thermique + Ventilation
Changer un facteur peut affecter le résultat global.
Par exemple, l’augmentation du débit d’air peut améliorer le mouvement de l’air mais ne peut pas complètement surmonter des conditions d’humidité inappropriées. De même, un coussin de refroidissement très efficace ne peut pas fournir les performances attendues si le système de distribution d'eau est bloqué.
Liste de contrôle de la capacité de refroidissement des refroidisseurs d'air industriels
Lors de l’évaluation d’un refroidisseur d’air industriel, vérifiez :
Température de l'air entrant
Humidité relative
Température du bulbe-humide
Efficacité du refroidissement
Débit d'air
Conception du coussin de refroidissement
Distribution d'eau
Qualité de l'eau
Charge thermique de l'atelier
Ventilation
Répartition du flux d'air
Ces facteurs fournissent une image beaucoup plus utile des performances de refroidissement que le seul examen du débit d’air nominal.
Considérations finales
La capacité de refroidissement d'un refroidisseur d'air industriel est déterminée par l'interaction entre la condition de l'air ambiant, l'efficacité d'évaporation, le débit d'air, le coussin de refroidissement, le système d'eau, la charge thermique de l'atelier et la ventilation.
Pour le refroidissement par évaporation, l'humidité relative et la température du bulbe humide-sont particulièrement importantes, car elles déterminent la quantité d'humidité supplémentaire que l'air entrant peut absorber.
Lorsque vous évaluez un refroidisseur d'air industriel pour une usine, ne vous fiez pas à une seule baisse de température ou à un seul chiffre de débit d'air. L'équipement doit être évalué en fonction de la température de fonctionnement, de l'humidité, des conditions de débit d'air et de la charge thermique de l'atelier prévues.
Cette approche permet une compréhension plus réaliste des performances de refroidissement qu’un refroidisseur d’air industriel peut offrir dans une usine réelle.
