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Système de Rafraichissement adiabatique : c’est quoi ?

Hightech & Informatique

Traditionnellement, le refroidissement des processus industriels implique l’utilisation de quantités massives d’eau pour dissiper l’énergie thermique générée pendant les cycles de fabrication. Cependant, la technologie intégrant le refroidissement adiabatique s’avère être un moyen rentable et efficace de garantir une régulation optimale de la température des processus. Cet article met en évidence les principaux avantages de l’utilisation d’un système de rafraichissement adiabatique ou refroidissement adiabatique.

Rafraichissement adiabatique ou Refroidissement adiabatique : c’est quoi ?

Le refroidissement adiabatique fonctionne selon les principes de la thermodynamique où l’énergie (chaleur) est transférée d’un milieu à un autre sous forme de travail sans échange réel de masse. Le processus de refroidissement adiabatique se produit lorsqu’une réduction de la pression à l’intérieur d’un système provoque une expansion du volume. Ce qui entraîne un travail sur le milieu environnant.

Les systèmes de refroidissement adiabatique exploitent cette relation pression-température pour assurer le refroidissement d’une large gamme de processus industriels.

Processus de refroidissement adiabatique

Comment fonctionnent les systèmes de refroidissement adiabatique ?

Un système de refroidissement adiabatique typique aspire l’air de l’environnement extérieur. Il réduit sa température en évaporant l’eau en sa présence. Puis, il achemine l’air refroidi vers un échangeur thermique. L’échangeur thermique élimine l’énergie thermique du processus/équipement associé et la transfère à l’air ambiant froid. Une fois réchauffé, la température de l’air circulant est abaissée par évaporation avant un nouveau cycle de refroidissement.

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Il est bien de comprendre le fonctionnement de ce genre de système surtout si vous prévoyez l’installation d’un climatisation pour une construction neuve. Si vous envisagez d’acheter un bien immobilier, ce type de mode de climatisation est parfois déjà intégré.

Sachez que le refroidissement adiabatique peut être de trois types :

  • Refroidissement adiabatique direct,
  • Refroidissement adiabatique indirect/direct (à deux étages),
  • Refroidissement adiabatique indirect.

Refroidissement adiabatique direct

Ce procédé, également connu sous le nom de refroidissement par bulbe humide, est dit direct car il y a une interaction directe entre l’eau et l’air utilisés dans le système. L’eau est directement évaporée dans un courant d’air chauffé pour faciliter son refroidissement. Il s’agit de la technique de refroidissement adiabatique la plus utilisée dans le monde.

Rafraichissement adiabatique ou Refroidissement adiabatique indirect

Dans le refroidissement adiabatique indirect (par évaporation), l’eau s’évapore séparément dans une colonne d’air distincte du flux d’air destiné au refroidissement. L’échange de chaleur se produit à la surface des tuyaux à travers lesquels l’air chauffé est conduit. L’air humide évaporé qui passe sur l’extérieur des canaux d’air chaud absorbe la chaleur et refroidit l’air qui s’y trouve.

Refroidissement adiabatique indirect/direct (à deux étages)

Un processus de refroidissement en deux étapes incorpore des éléments des méthodes de refroidissement par évaporation directe et indirecte. La première étape du processus est un rafraichissement adiabatique/ refroidissement adiabatique indirect obtenu par la recirculation d’eau froide dans un échangeur de chaleur. Cela a pour but d’éliminer la chaleur de l’air ambiant.

La seconde moitié de ce processus de refroidissement est une phase directe de « bulbe humide ». Il réduit encore la température de l’air à refroidir. En mettant l’air à refroidir en contact direct avec l’eau qui s’évapore, on fait baisser sa température jusqu’au niveau souhaité.

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La combinaison des deux phases de refroidissement direct et indirect permet un refroidissement plus rapide jusqu’à des températures encore plus basses que ce qui est obtenu en utilisant l’une ou l’autre méthode seule. En outre, le refroidissement en deux étapes est une alternative très efficace sur le plan énergétique, économique et écologique par rapport aux autres techniques de refroidissement adiabatique autonomes.

Fonctionnement de refroidissement adiabatique

Résumé du processus de refroidissement adiabatique

Le refroidissement adiabatique de l’air est un procédé de refroidissement indirect par évaporation. L’air circulant dans un circuit fermé est pré-refroidi à la température souhaitée. L’eau canalisée à travers un système adiabatique est évaporée selon les besoins. Le changement d’état de liquide à gaz entraîne un transfert d’énergie sous forme de chaleur. L’énergie thermique retirée de l’eau évaporée facilite le refroidissement de tout équipement ou instrument associé.

Application des systèmes de refroidissement adiabatique

Les systèmes de refroidissement adiabatique sont actuellement utilisés dans une large gamme de processus commerciaux et industriels pour maintenir des températures de fonctionnement optimales. Sachez que la majorité des grands hôtels lors d’un séjour au César Atlantic City disposent de ce système de climatisation.

Parmi les autres applications courantes des dispositifs de refroidissement adiabatique, citons :

  • Régulation de la température des serres,
  • Climatisation résidentielle,
  • Systèmes de réfrigération.

Système de rafraichissement adiabatique pour les refroidisseurs

Le refroidissement adiabatique peut être utilisé dans les unités de refroidissement en remplacement des dispositifs conventionnels refroidis par eau ou par air. Les systèmes de refroidissement basés sur le refroidissement adiabatique peuvent avoir une efficacité de refroidissement encore plus grande que les dispositifs conventionnels refroidis par air ou par eau, en fonction de l’environnement externe.

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Avantages du refroidissement par refroidisseur adiabatique

Les principaux avantages des refroidisseurs adiabatiques à air sont décrits ci-dessous :

  • Des contrôles de température automatisés qui suppriment le besoin d’opérateurs humains.
  • La plupart des systèmes de refroidissement adiabatique ont une interface utilisateur simplifiée qui facilite leur utilisation.
  • Des économies d’énergie nettement plus importantes par rapport aux autres dispositifs de refroidissement conventionnels. Certains refroidisseurs par évaporation offrent jusqu’à quatre-vingt-dix pour cent d’économies d’énergie par rapport aux autres unités de refroidissement.
  • La faible production d’humidité rend les systèmes de refroidissement adiabatiques idéaux pour les équipements et les processus sensibles à l’humidité.
  • La consommation d’eau associée au refroidissement par évaporation est nettement inférieure à celle des unités de refroidissement conventionnelles fonctionnant à l’eau.
  • Moins d’inquiétude quant à l’impact sur l’environnement car le refroidissement adiabatique génère un minimum de déchets avec des effets négligeables sur l’environnement immédiat.
  • L’eau utilisée dans une unité de refroidissement adiabatique est en circuit fermé avec un risque minimal de fuite, d’exposition à des contaminants qui peuvent altérer l’efficacité du refroidissement.
  • Les systèmes de refroidissement adiabatique pour les refroidisseurs sont très efficaces dans les environnements chauds et secs où l’eau n’est pas facilement disponible.
  • Les refroidisseurs adiabatiques sont des appareils très rentables, faciles à installer et utiliser.
  • La régulation stricte de la température assure une efficacité globale plus élevée du refroidissement car le système n’est activé que par intermittence.