Présentation de l’équipage

La tour de refroidissement circulaire utilise la technologie d’échange thermique air‑eau à contre‑courant. Sa structure principale est entièrement en acier, avec un enveloppe en plastique renforcé de fibres de verre, et elle est équipée d’échelles de maintenance afin de faciliter l’inspection et l’entretien courants des équipements situés au sommet. Le garnissage est constitué de plaques ondulées inclinées en PVC modifié de haute qualité, ce qui maximise la surface de contact entre l’eau pulvérisée et l’air. La distribution de l’eau, assurée par des buses rotatives ou des distributeurs tubulaires, garantit une couverture uniforme, améliorant ainsi l’efficacité du refroidissement. En raison de sa forme circulaire, elle est désignée sous le nom de « tour de refroidissement circulaire ».

(1) Principe de fonctionnement de l’unité

Prenons, à titre d’exemple, le fonctionnement d’une tour de refroidissement à contre‑courant circulaire : de l’eau chaude est pompée depuis la salle des groupes froids, via des canalisations, une gorge horizontale, une gorge courbe et une gorge centrale, à une pression déterminée, afin d’alimenter le système de distribution d’eau de la tour. L’eau est ensuite répartie de manière uniforme sur le garnissage par de petites buses disposées le long des tuyaux de distribution. Parallèlement, de l’air sec et peu humide pénètre dans la tour par l’entrée d’air située en bas, sous l’action du ventilateur. Au contact de la surface du garnissage, l’eau chaude forme un mince film aqueux qui échange de la chaleur avec l’air. L’air d’échappement ainsi produit, chargé d’humidité et à haute enthalpie, est évacué par le haut, tandis que l’eau refroidie s’écoule dans le bassin de récupération et est renvoyée vers le groupe froid par la canalisation de sortie.

Dans des conditions normales, l’air entrant dans la tour est sec et présente une température de bulbe humide faible. Un gradient de concentration net des molécules d’eau ainsi qu’une différence de pression liée à l’énergie cinétique existent entre l’eau et l’air. Lorsque le ventilateur fonctionne, sous l’effet de la pression statique de la tour, les molécules d’eau s’évaporent continuellement dans l’air, se transformant en vapeur d’eau. En conséquence, l’énergie cinétique moyenne des molécules d’eau restantes diminue, entraînant une baisse de la température de l’eau en circulation. Il ressort de cette analyse que le refroidissement par évaporation est indépendant du fait que la température de l’air (couramment appelée température de bulbe sec) soit inférieure ou supérieure à la température de l’eau ; tant que les molécules d’eau peuvent continuer à s’évaporer dans l’air, la température de l’eau continuera de baisser. Toutefois, l’évaporation ne se poursuit pas indéfiniment. Lorsque l’air en contact avec l’eau est non saturé, les molécules d’eau continuent de s’évaporer ; mais dès que l’air à l’interface eau‑air atteint la saturation, plus aucune évaporation n’a lieu et un équilibre dynamique s’établit. À ce stade, le taux d’échappement des molécules d’eau vers l’air est égal au taux de retour de ces molécules de l’air vers l’eau, et la température de l’eau demeure constante. Ainsi, plus l’air en contact avec l’eau est sec, plus l’évaporation se produit facilement et plus il est aisé que la température de l’eau diminue.

(II) Structure de l’unité

La tour de refroidissement à contre-courant circulaire se compose d’une enveloppe en plastique renforcé de fibres de verre, d’un ventilateur, d’un moteur électrique, d’un système de distribution d’eau et d’un garnissage à ondes inclinées.

Paramètres techniques des tours de refroidissement à contre-courant circulaire

1. Le niveau de bruit est une valeur mesurée standard, relevée à une distance donnée du mur de la tour et à une hauteur de 1,5 mètre au‑dessus de la fondation.

2. Les conditions de conception standard sont une température de bulbe humide de 28 °C, une température d’entrée de l’eau de 37 °C et une température de sortie de l’eau de 32 °C, ce qui entraîne une baisse de température de l’eau de 5 °C et une température d’approche de 4 °C.

3. La pression d’entrée d’eau correspond à la pression de l’eau au point de raccordement ; 1 kgf/cm² = 9,8 × 10⁴ Pa. En conséquence, la pression d’eau pour cette série de tours varie de 0,2 à 0,49 kgf/cm².