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RÉSUMÉ
La majorité des activités industrielles est à l'origine de production de chaleur, soit par action mécanique, soit par réaction chimique. Le refroidissement des produits, des matériels et des installations industrielles est donc en permanence nécessaire, dans le but de conserver leur qualité, leur rendement ou même leur intégrité. Dans un grand nombre de cas, le refroidissement sera assuré par un échange avec le milieu environnant en utilisant de l'eau ou de l'air. Cet article s'intéresse particulièrement au cas du refroidissement par air atmosphérique, effectué grâce à un échangeur en circuit direct intitulé « aéroréfrigérant ». Le principe de fonctionnement, l'état actuel des techniques, les méthodes de dimensionnement et la mise en œuvre des dispositifs sont ainsi largement détaillés.
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Renaud FEIDT : Ingénieur thermique énergétique polytech Nantes - Responsable technique adjoint, Département Produit Société GEA Batignolles Technologies thermiques
INTRODUCTION
Des sociétés primitives à nos jours, les activités humaines ont toujours été à l'origine d'émission de chaleur qu'il a fallu évacuer vers des milieux plus froids.
L'avènement des transports et les développements industriels des derniers siècles ont encore accéléré la nécessité d'échanger de la chaleur avec l'environnement pour assurer la pérennité et l'efficacité de fonctionnement d"installations de plus en plus complexes.
Les deux principaux milieux ambiants ainsi exploités pour du refroidissement sont :
-
l'eau des rivières, lacs et mers ;
-
l'air atmosphérique.
Dans ce dossier, nous ne nous intéressons qu'aux dispositifs d'échange avec l'air atmosphérique aussi appelés aéroréfrigérants.
Les aéroréfrigérants sont utilisés aussi bien dans les raffineries de pétrole que dans l'automobile pour le refroidissement du moteur par exemple. Ne sont concernés ici que les applications industrielles nécessitant des aéroréfrigérants de moyenne puissance (de 1 à plusieurs centaines de mégawatts).
L'aéroréfrigérant, faisant partie d'un ensemble industriel, ses caractéristiques doivent, évidemment, être déterminées de manière à satisfaire les contraintes techniques liées à l'installation à laquelle il appartient, en particulier :
-
la nature et le débit de fluide à refroidir ;
-
la puissance thermique à évacuer ;
-
les températures d'entrée et de sortie du fluide à refroidir ;
-
l'espace disponible et le voisinage (niveau de bruit…).
Afin de guider le choix de l'ingénieur parmi les systèmes de refroidissement atmosphérique, ce dossier présente pour l'aéroréfrigérant direct sec :
-
le principe de fonctionnement ;
-
l'état de la technique ;
-
les principes de dimensionnement ;
-
des conseils d'installation, de mise en service et d"exploitation.
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4. Mise en service et exploitation
Comme évoqué dans le paragraphe 2.1 de ce dossier, les aéroréfrigérants sont généralement livrés démontés et doivent être assemblés sur site, le plus souvent par une entreprise distincte du constructeur. Nous allons donc présenter ci-après quelques informations générales à retenir pour assurer le bon déroulement de l'installation, de la mise en service et de l'exploitation du réfrigérant atmosphérique.
4.1 Instructions pour le stockage
En cas de stockage supérieur à 3 mois, il est recommandé de :
-
maintenir les tubulures de faisceaux fermées par des brides pleines ;
-
maintenir une atmosphère interne dans les faisceaux (azote par exemple) ;
-
entreposer les équipements de transmission mécanique (moteur, ventilateur, poulies, courroies) dans un endroit sec, raisonnablement ventilé et à l'abri de la poussière et de la lumière (pour les courroies). La température doit se situer entre 15 oC et 25 oC ;
-
faire tourner à la main au moins une fois par mois l'arbre des moteurs électriques et les paliers de l'arbre ventilateur ;
-
faire des appoints de graisse tous les 3 mois sur les paliers de l'arbre ventilateur ;
-
maintenir les persiennes en position fermée (si fournies).
4.2 Principe de montage
Dans la liste ci-après, seules les principales séquences de montage sont décrites pour information. En cas de sous-traitance de l'installation des appareils sur site, il est fortement recommandé que le montage de l'aéroréfrigérant soit supervisé par le constructeur.
Avant le début du montage, il convient de s'assurer du niveau de la partie supérieure de la sous-structure qui va recevoir le réfrigérant....
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BIBLIOGRAPHIE
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
-
Soudage à l'arc – Soudages semi-automatique et automatique (MIG et MAG).
-
Soudage par faisceaux à haute énergie : faisceau d'électrons et laser.
-
Notions de transfert thermique par convection.
-
Convection thermique et massique....
Xace module aéroréfrigérant du Xchanger http://www.htri.net
Suite produit par le Heat Transfer Research Institute
ACOL produit par le HTFS d'AspenTech https://www.aspentech.com/en/products/pages/aspen-htfs-research-network
HAUT DE PAGE2.1 Principaux codes nationaux et internationaux
ASME (American Society of Mechanical Engineer) Section VII – Division 1 – Appendix 13.
CODAP Code français de construction des appareils à pression.
BS (British Standard) Code anglais.
AD-merkblatter...
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