Rafraichissement adiabatique

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 Qu’est ce que le rafraichissement adiabatique ?

Principe du rafraichissement adiabatique

Problématique

Le refroidissement adiabatique est également appelé rafraichissement adiabatique, bioclimatisation ou rafraichissement d’air par adiabatique ou par évaporation. Il relève d’une problématique particulière qui rend les techniques de climatisation traditionnelle non applicables en grand volume. En effet, celles ci sont peu adaptées, tant en budget d’installation et d’exploitation qu’en confort, compte tenu des exigences de puissance à installer.

Principe

Le rafraichissement adiabatique ou refroidissement adiabatique est une technique de climatisation écologique qui n’utilise aucun réfrigérant. Il repose sur un principe simple : pour s’évaporer l’eau demande de l’énergie (il faut environ 2500 kj par kilogramme d’eau évaporée), ce qui contribue au refroidissement de l’air. Les calories qui se trouvent dans l’air (la chaleur sensible) sont transformées par le phénomène d’évaporation en humidité (chaleur latente). Ainsi 1,45 kg qui va s’évaporer, va absorber environ 1 kW de chaleur de l’air. C’est ce qu’on appelle le refroidissement évaporatif ou refroidissement adiabatique.

Documentation

Fonctionnement du rafraichisseur adiabatique

Phase 1: insufflation

Le principe d’un rafraichisseur adiabatique, (également appelé refroidisseur adiabatique) est donc très simple. Son fonctionnement est le suivant : aspiré au moyen d’un ventilateur, l’air  sec et chaud passe par l’extérieur au travers d’un média (véritable échangeur de chaleur) que l’on va constamment humidifier. En s’évaporant l’eau absorbe la chaleur, refroidissant ainsi l’air qui peut alors par insufflation être introduit dans le local qui se trouve dès lors en surpression. On a ainsi augmenté le taux d’humidité du local à rafraîchir par ventilation. (L’humidité de l’air sera néanmoins contrôlée en permanence par une sonde d’hygrométrie reliée à la pompe du rafraichisseur). L’eau est atomisée, il n’y a donc ni gouttelette ni brumisation, garantissant ainsi les conditions d’hygiène dans le bâtiment.

Phase 2: extraction

On va ensuite extraire les calories en s’appuyant soit sur un système de ventilation industrielle (tourelles, extracteur d’air…), soit sur une extraction d’air naturelle par les ouvrants existants du bâtiment. On va donc travailler sur des taux de renouvellement de l’air important (de 10 à 20 V/h en fonction des apports du bâti et du process), ce qui va de fait contribuer au traitement de l’air du local et à la qualité de l’air intérieur. On évitera ainsi des investissements pour renouveler l’air de façon spécifique (poussière, brouillard d’huile etc.).

Avantages et inconvénients

Confort

Le rafraichissement adiabatique est une technique de rafraichissement industriel qui permet d’abaisser la température du local de 6° à 8°C en moyenne (selon le dimensionnement de l’installation et les conditions hygrométriques extérieures) par rapport à la température extérieure. La performance de l’installation et d’un système de rafraichissement adianatique dépend directement des conditions climatiques extérieures (températures et hygrométrie) d’où le terme de bioclimatique.

Cette technique permet d’offrir des conditions de confort inégalées dans la mesure où le flux rafraîchissant est distribué à une température douce et non agressive de l’ordre de 22°C (alors que les techniques traditionnelles de climatisation par détente directe ou par eau glacée sont de l’ordre de 11°C). Par ailleurs et à la différence des techniques de climatisations traditionnelles on conservera un taux d »hygrométrie dans l’air, évitant ainsi les phénomènes de déshydratation et de dessèchement des trachées.

La gamme de rafraichisseurs COOLAIR* proposée par EXELTEC offre en en standard une régulation avec une sonde de température et d’hygrométrie permettant de réguler la ventilation et le débit de l’eau. Cette régulation associée à une gestion multivitesse par modulation du ventilateur de soufflage (inverter), garantissant ainsi les meilleures conditions de confort à l’utilsateur.

Economie d’énergie

La gamme de rafraichisseurs COOLAIR* proposée par EXELTEC permet de mettre en place des projets de rafraichissement avec des budgets d’investissement très compétitifs par rapport aux techniques de climatisation traditionnelle (structure légère ne nécessitant aucun renfort de charpente, aucune modification des abonnements EDF en raison de la faible consommation électrique etc.).

Le retour sur investissement est très rapide grâce à des budgets d’exploitation exceptionnels et une facture d’énergie limitée:

  • moins de 0,50€ par jour et par appareil (modèle de 10 800 m3/h) avec une consommation électrique très faible (moteur Monophasé 50Hz de moins de 2 kW) et une consommation d’eau très basse;
  • une maintenance simple et économique ne nécessitant aucun agrément particulier pour intervenir sur les appareils (aucun fluide réfrigérant).

Chauffage et rafraichissement des grands volumes, les techniques combinées:

Rafraichissement adiabatique et chauffage gaz direct en industrie

Afin de pouvoir assurer le chauffage et le rafraichissement dans les meilleures conditions de confort et d’exploitation, on combinera le système de refroidisseurs adiabatiques avec des aérothermes gaz ou des roof top gaz Exeltec selon les deux options suivantes :

– rafraichisseurs adiabatiques Coolair* indépendants REXHL (hélicoïdes haut rendement), REXH (hélicoïdes) et REXC (centrifuges) avec aérothermes gaz XG ou XC ;

– Roof top gaz (unités de toiture extérieure) combinés à un ou plusieurs rafraichisseurs adiabatiques Coolair*;

Applications

Le refroidissement adiabatique est une technique de rafraichissement industriel particulièrement adaptée pour le rafraichissement des imprimeries. En effet cette technique de rafraichissement industriel bioclimatique permet de traiter les apports considérables liés au process spécifique de l’imprimerie tout en maintenant des conditions de productivité optimale et en réduisant au minimum le risque de pertes d’exploitation:

– Les opérateurs travaillent dans un environnement confortable grâce aux traitements efficace des apports et à un maintien de l’hygrométrie qui ne dessèche pas la trachée (aucun phénomène d’angine d’été). Les pauses et l’absentéisme sont réduits au minimum et l’environnement social est apaisé;

– Le niveau d’humidité nécessaire à une bonne qualité d’impression est maintenu grâce à une régulation sur l’hygrométrie qui permet de maintenir le minimum hygrométrique qui aura été défini par le service qualité et les responsables de la production. On évite ainsi les phénomènes parasites au niveau de l’électricité statique et on réduit au minimum le risque de rupture des bobines de papier.

Le rafraichissement adiabatique est également très efficace en rafraichissement industriel pour des activités aussi diverses que le rafraichissement de fonderies, le rafraichissement d’ateliers métallurgiques, le rafraichissement d’industries agro-alimentaires, le rafraichissement d’ateliers de plasturgie, le rafraichissement d’ateliers mécaniques et le rafraichissement de garages automobiles, le rafraichissement d’atelier spécialisé de type ESAT etc..

Protection de l’environnement

Le refroidissement adiabatique est une technique bioclimatique qui préserve l’environnement et qui permet d’économiser l’énergie (pas de fluide frigorigène, consommation d’énergie extrêmement limitée) ce qui valorise fortement l’utilisateur en terme d’image (comportement eco-responsable).

*Coolair et Breezair sont deux marques commerciales propriété de la société Seeley International

 

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