Ventilation local industriel

[invite6cce8a6c]

Bonjour,

Je sollicite votre aide parce que j'ai un projet à faire et je ne sais pas par où commencer.

Mon projet est de faire des modélisation thermiques d'une centrale thermique contenant des groupes électrogènes et d'élaborer des outils de calcul et de dimensionnement en vue d'une ventilation.

Je voudrais savoir si vous pouviez m'orienter vers un ouvrage ou me donner quelques pistes sur une méthode de calculs d'apports et déperditions thermiques dans ce genre de local en vue d'une étude de ventilation pour la régulation en température ainsi que le refroidissement des groupes électrogènes.

je prends toutes les réponses possibles, même si vous n'êtes pas sûrs .

Je vous remercie d'avance pour votre aide et votre temps.

Cordialement.
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[yves35]

bonjour,

il s'agit de ce genre de centrales?

http://www.genrent-international.com...zout-lourd-hfo

donc si je comprends bien le problème est de balancer la chaleur en trop parce que sur ce sous forum on est plus spécialisé sur les économies d'énergie ,ceci sur des batiments à usage résidentiel. Peut être un autre sous forum ?

yves

[invite6cce8a6c]

Bonjour,

Oui c'est à peu près ce genre de centrales sauf que ce sont des centrales qui contiennent plusieurs moteurs rapides et semi-rapides.

Oui en principe c'est de ventiler ces moteurs là en même temps que le local pour essayer de réguler la température intérieur et par la même occasion éviter l'échauffement de ces moteurs pour le bon fonctionnement de la centrale.

[cornychon]

Bonjour,

En première approche, il est admis que le rendement d’un groupe électrogène est compris entre 15 et 20%.
En fonction de la puissance totale installée, on a l’énergie max à évacuer.

On sait que la capacité calorifique de l’air est de 1000 J/kg*K

Si on prend une élévation de température de l’air de 20°C, on a le débit d’air à faire circuler dans le local.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite6cce8a6c]

Bonjour,

La puissance évacuée me sera fournie, là n'est pas le problème. Mon problème est dans le fait que la centrale se trouve dans une région très chaude (45°C en été) et qu'il faut tenir compte des apports extérieurs en plus de la puissance thermique à l'intérieur du local.

J'aimerai bien savoir s'il y a une démarche ou une méthode bien définie à suivre pour faire ces calculs comme ce qu'on peut trouver pour le bâtiment même si je ne les connais pas vraiment non plus.

[cornychon]

Il n’y a que trois méthodes !!

Soit tu utilises l’air ambiant extérieur de 45°C en acceptant une élévation de température qui peut aller bien au dessus de 45°C.

Soit tu fais une sorte de puits canadien, qui comporte une masse thermique suffisante, pour obtenir une sortie d’air de température moyenne entre celle du jour et celle de la nuit.

Soit tu refroidis l’entrée d’air avec des groupes frigorifiques

[herakles]

bonjour,

Je suppose que ces centrales sont mobiles et doivent donc pouvoir être refroidies n'importe où , sans matériel lourd supplémentaire difficile à déplacer .

Il peut être envisagé , selon le degré hygrométrique de l'air ambiant , de rafraîchir l'air à partir d'une pulvérisation d'eau dans un échangeur air-air .
L'air ambiant passant dans l'échangeur peut être refroidi par l'évaporation de l'eau qui ruisselle sur l'échangeur (à la manière des aéroréfrigérants des centrales nucléaires ou des cruches de terre cuite poreuse utilisées par les Arabes pour rafraîchir leurs maisons dans les pays très chauds )
cet air ainsi rafraîchi est insufflé dans le local des moteurs et ressort pour repasser par l'échangeur avec la pulvérisation d'eau , et en ressort pour être éjecté à l'extérieur

Cela suppose de disposer d'une alimentation en eau (pour compenser l'évaporation ) et d'être dans une région sèche pour que cela fonctionne de manière optimale .
ca marchera moins en pays tropical très humide...

La température peut en principe être abaissée d'une dizaine de °C.

peut être que je me trompe ..

[invite6cce8a6c]

Bonjour,

En fait c'est une centrale fixe avec de gros moteurs diesel, et on me demande de faire un calcul détaillé des apports thermiques internes et externes pour pouvoir identifier le débit d'air à injecter dans le local pour réguler la température et refroidir les machines.

[behache]

Bonjour à Tous

...Oui en principe c'est de ventiler ces moteurs là en même temps que le local pour essayer de réguler la température intérieur et par la même occasion éviter l'échauffement de ces moteurs pour le bon fonctionnement de la centrale.

On est HS de ce forum, mais pour le fun...

Es tu sûr que la (bonne) solution consisterait uniquement à ventiler le local
et
quelle est la puissance totale électrique envisagée ?

Selon les ordres de grandeur de celle-ci, les solutions pratiques sont totalement différentes.

Par exemple, les moteurs thermiques pourraient être équipés d'hydro réfrigérants extérieurs
c'est a dire dépouillés de leurs sempiternels radiateurs et refroidis par une eau elle même refroidie dans des hydro-réfrigérants extérieurs (principe, celui décrit par Hérakles mais effectué dans des caissons spécifiques qui pour les puissances moyennes remplacent les célèbres tours de réfrigération comme dans nos centrales électriques )

Ne seraient plus à évacuer par ventilation de l'air que les seules pertes des alternateurs, ce qui sera déjà bien suffisant comme problème,:
Vu la température extérieure, il pourrait être nécessaire de déclasser la puissance des générateurs (limiter leur puissance utilisation < à celle nominale).

[herakles]

Par exemple, les moteurs thermiques pourraient être équipés d'hydro réfrigérants extérieurs

+1 avec toi

Effectivement , il est plus simple , puisque ce sont des unités fixes , de refroidir directement l'eau des moteurs diesels via des aéroréfrigérants sur le même principe que ceux des centrales nucléaires (j'ai visité le chantier de Golfech , impressionnant ..)
D'autres aéroréfrigérants peuvent être utilisés en parallèle pour tempérer l'intérieur des locaux avec de l'air insufflé et rafraîchi , évacuer la chaleur des alternateurs ..

Ca consomme pas mal d'eau ..

[cornychon]

Bonjour,

En fait c'est une centrale fixe avec de gros moteurs diesel, et on me demande de faire un calcul détaillé des apports thermiques internes et externes pour pouvoir identifier le débit d'air à injecter dans le local pour réguler la température et refroidir les machines.

Bonjour,

Je t'invites à relire ma réponse # 4

Il suffit de faire circuler de l'air extérieur.

Avec un air qui passe de 45°C à 55°C, tu peux évacuer 544 kW avec un débit d’air de 160 000 m3/h.

Tu peux par exemple prendre un ventilateur Oméga D RM.
Il a un débit d’air de 160 000 m3/h et peut fonctionner dans une ambiante de 80°C
http://www.france-air.com/Portals/0/...FT_2452_75.pdf

Avec 10 ventilateurs, tu peux évacuer 5440 kW.

Evacuer 5440 kW correspond à des groupes électrogènes d’une puissance installée de 30 000 kW soit 30 Mégawatts.

Inutile de pondre une usine à gaz. Il suffit de faire circuler de l'air dans le local ou se trouve les groupes électrogènes! !

Pour refroidir la soupe que ma grand mère mettait dans mon assiette, mon grand père m’avait appris à souffler dessus avec la bouche. J’ai appris très tôt les bienfaits de la convection forcée.

[behache]

Re bonjour

Ca consomme pas mal d'eau ..

Effectivement il faut compenser l'eau vaporisée (évaporée) qui participe à refroidir l'eau recyclée
L'enthalpie de vaporisation de l'eau, la quantité de chaleur absorbée pour transformer l'eau liquide en vapeur,
est de 2257 kJ/kg.
Je préfère l'ancienne formulation : la chaleur latente de vaporisation de l'eau est 2 257 kJ/kg.

Remarque : La puissance de refroidissement d'une installation qui vaporiserait 1 kg d'eau à la minute est 2257kJ/60s =37 kW, valeur à laquelle s'ajoute le refroidissement de l'eau recyclée qui, finement étalée par des disperseurs échange aussi ses calories par contact intime avec l'air de refroidissement.

Le procédé est énergétiquement écologique encore faut il disposer d'eau.

[cornychon]

Bonjour,


Les considérations économiques doivent dominer les principes physiques alléchants.

Les coûts font toujours partie des facteurs les plus importants intervenant dans le choix d’un système de refroidissement.
On distingue trois types importants de coûts :
• les coûts d’investissement,
• les coûts de maintenance,
• les coûts de fonctionnement liés aux besoins en énergie (et en eau),
• les coûts environnementaux tels que l’élimination des déchets.

Lorsqu’il n’y a pas d’obstacle infranchissable, on doit toujours privilégier le refroidissement par convection forcée.

Les refroidissements qui exploitent le changement de phase liquide vapeur d’eau perdue sont à proscrire.
(Ne pas confondre avec le changement de phase en circuit fermé type frigo et PAC)

[wizz]

Bonjour,

La puissance évacuée me sera fournie, là n'est pas le problème. Mon problème est dans le fait que la centrale se trouve dans une région très chaude (45°C en été) et qu'il faut tenir compte des apports extérieurs en plus de la puissance thermique à l'intérieur du local.

J'aimerai bien savoir s'il y a une démarche ou une méthode bien définie à suivre pour faire ces calculs comme ce qu'on peut trouver pour le bâtiment même si je ne les connais pas vraiment non plus.

comme ça a été dit, tout ce qui est du refroidissement liquide sera déporté à l'extérieur du batiment

quant à ce qui est du refroidissement par air, pour ne pas être pénalisé par la puissance thermique à l'intérieur du local, il faudra utiliser des conduits d'air amenant directement depuis l'extérieur vers les ventilateurs-radiateurs en question. De cette manière, c'est comme si on avait posé ces machines directement à l'air libre.

[wizz]

Maintenant, il faut voir aussi le contexte de ce batiment et de ses groupes électrogènes
C'est pourquoi faire ces groupes électrogènes? Pour alimenter quoi comme installation, comme besoin? Qu'y a t il autour, quel environnement, etc...

[invite6cce8a6c]

Bonjour les amis,

Avant tout je vous remercie pour vos réponses et votre aide et je m'excuse d'avoir disparu, je viens juste d'arriver de mon déplacement pour mieux voir et comprendre comment fonctionne cette centrale.

Cette centrale est installée pour alimenter une mine d'or, le bâtiment sur lequel je bosse est construit avec un bardage avec un U=0,85 W/m².K et incluant 4 moteurs semi-rapides qui dégagent à peu près 1MW de puissance chaleur (si je ne dis pas de bêtises).

Effectivement comme l'a dit Herakles, y a des aéroréfrigérants pour refroidir les moteurs, mais ce n'est pas suffisant pour deux raisons principales; La première est qu'il fait plus de 40°C à l'extérieur du bâtiment, la deuxième résulte du fait que les fumées d'échappement d'un autre bâtiment moteurs circulent à cause du vent au niveau des aéroréfrigérants ce qui leur fait reprendre de l'air chaud, et je peux vous dire que ça brûle vu que j'ai été exposé à cette fumée.

J'ai remarqué deux choses dans ce bâtiment, la vitesse de l'air sortant des ventilateurs intérieurs ne dépasse pas les 6 m/s et le fait qu'il y ait 2 grandes portes ouvertes en permanence (3m x 4m) ce qui, à mon avis, rapporte bien des calories.

J'ai essayé de faire un premier calcul de bilan thermique en prenant en compte les conditions extérieures, les conditions intérieures souhaitées, les apports par transmission, les apports par rayonnement solaire, le renouvellement d'air (en fonction des KVA des moteurs), les apports de chaleur sensible et latente. J'ai trouvé qu'il y avait des charges caloriques totales de 4 MW, donc je ne sais pas vraiment si c'est bon ou pas comme résultat et aussi j'aimerai bien savoir comment déterminer les conditions de soufflage (débit, température, ...) à partir des charges totales.

[wizz]

Effectivement comme l'a dit Herakles, y a des aéroréfrigérants pour refroidir les moteurs, mais ce n'est pas suffisant pour deux raisons principales; La première est qu'il fait plus de 40°C à l'extérieur du bâtiment, la deuxième résulte du fait que les fumées d'échappement d'un autre bâtiment moteurs circulent à cause du vent au niveau des aéroréfrigérants ce qui leur fait reprendre de l'air chaud, et je peux vous dire que ça brûle vu que j'ai été exposé à cette fumée.

Pierre vient de péter. Si le nez de Paul se trouve juste à la hauteur du trou du cul de Pierre, alors forcement, faut pas s'étonner que Paul va respirer le pet de Pierre, plus ou moins. La solution est de Pierre aille péter ailleurs....ou déporter le pet de Pierre, via un tuyau branché là où il faut. Un long tuyau pour amener les odeurs ailleurs, plus loin.
Bref, et si tu y mets une haute cheminée, un long et haut pot d'échappement à ces autres moteurs...

J'ai remarqué deux choses dans ce bâtiment, la vitesse de l'air sortant des ventilateurs intérieurs ne dépasse pas les 6 m/s et le fait qu'il y ait 2 grandes portes ouvertes en permanence (3m x 4m) ce qui, à mon avis, rapporte bien des calories.

L'idéal est que le batiment se trouve en Sibérie, en hiver, pour apporter de l'air bien frais dans le batiment.
C'est vrai qu'un air extérieur à 40°C, ça n'aide pas à bien refroidir le batiment. Mais vu la puissance de tes moteurs thermiques, alors il vaut mieux apporter un air à 40°C que de refermer les portes. Si tu travaillais dans un grand frigo, alors oui, fermez moi les grandes portes qui laissent entrer de la chaleur. Mais ce n'est pas le cas de ton batiment électrique



Maintenant, sur une mine d'or, il doit avoir de l'eau à volonté, beaucoup d'eau. Envisage un watercooling, un échangeur thermique eau/eau pour tes moteurs thermiques. Un échangeur eau/eau à mettre en série avec le système actuel (en cas de défaillance en apport d'eau)