Recherche température pour protection d'un Dry cooler

[moulox]

Bonjour à tous,

J'ai un problème pour dimensionner un échangeur à plaques.
Ma première étape est de déterminer la température d'entrée d'eau dans un dry cooler afin que celui-ci ne gèle pas en hiver (lors de son installation, les calculs ont été mal fait et le circuit n'est pas adapté pour mettre du glycol.

Mon dry cooler est à l'arrêt l'hiver et nous voulons juste faire circuler l'eau. J'ai donc déterminer la longueur totale des tubes. Je trouve 5 873 m de tube en cuivre 1,2 cm de diamètre extérieur et 1,0 cm de diamètre intérieur.
Des baches de protection sont installées chaque hiver pour éviter la convection.

J'ai donc une température ambiante de -15°C. Une température de sortie d'eau souhaitée de +5°C.

Je n'arrive pas à relier ces trois températures avec un débit d'eau q. Je fais le bilan des échanges avec le tout égal à 0 et un régime d'eau permanent.

Merci d'avance à vous


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[Boumako]

Bonjour

Il faudrait donner plus de détails car le problème est un peu vague.
Quel est le rapport avec un échangeur à plaques ? Quelle est la température de l'eau en entrée, ou la puissance à dissiper ? Pourquoi est il impossible d'utiliser du glycol ?
Quand tu parles d'un dry cooler tu fais bien référence à ça : http://img.directindustry.com/images...59-2772437.jpg ?

[moulox]

Merci de ta réponse.
Mon modèle de Dry cooler ressemble à cela : http://img.directindustry.com/images...59-2776475.jpg

Il permet de refroidir le condenseur du groupe froid l'été. D'après ce que j'ai compris, le condenseur n'accepte pas le glycol.
Du coup, on souhaite créer un circuit pour l'hiver qui évite le condenseur. Pour réchauffer le circuit, on installerait un échangeur à plaques (qui sera relié au circuit chaud 85/75°C)
Je souhaite déterminer ma température d'eau en entrée pour qu'en sortie, j'ai une température d'eau supérieur à 5°C
On va installer une pompe donc le débit peut être n'importe lequel (mais environ 40m3h)

Si besoin de plus d'infos

[Boumako]

Je suis désolé mais j'ai encore du mal à comprendre, serait il possible de faire un petit schéma du circuit complet ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[moulox]

Donc mes dry coolers sont sur la terrasse en pleine air.
en été, une pompe pousse l'eau à un débit de 60 m3.h. Elle est situé au 2e sous sol avant les condenseurs

[Boumako]

Si j'ai bien compris tu veux utiliser une source chaude pour préchauffer ton eau avant de la faire entrer dans le dry cooler, pour ne pas descendre en dessous de 0°C ? Ce n'est quand même pas très optimisé énergétiquement, tu vas dissiper de la chaleur pour rien.

Il serait plus judicieux de faire passer l'eau du condenseur d'un coté d'un échangeur, de l'autre faire passer de l'eau glycolée vers le dry cooler par le biais d'une pompe.

[azizovsky]

Bonsoir, il y'a http://conseils.xpair.com/consulter_...s/1054.htm#244 et http://www.energieplus-lesite.be/index.php?id=11178

Les aéro-refroidisseur (ou dry cooler)

L'aérorefroidisseur est un simple échangeur eau/air : un ou plusieurs ventilateurs forcent le passage de l'air extérieur pour accélérer le refroidissement.
Cette batterie d'échange convient en toute saison, puisqu' en ajoutant un antigel (type glycol), elle est insensible au gel.

Elle présente donc l'intérêt de refroidir le condenseur de la machine frigorifique ... à distance ! Le groupe frigorifique peut être en cave et l'aéro-refroidisseur en toiture : la boucle d'eau organisera le transfert.

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j'ai travaillé un peu sur tous les systèmes.

[moulox]

Si j'ai bien compris tu veux utiliser une source chaude pour préchauffer ton eau avant de la faire entrer dans le dry cooler, pour ne pas descendre en dessous de 0°C ? Ce n'est quand même pas très optimisé énergétiquement, tu vas dissiper de la chaleur pour rien.

Effectivement, je ne veux pas que l'eau gèle. Énergétiquement, cela n'est pas le top mais la production de chaleur ne sera pas modifiée mais il y aura une meilleur régulation et le besoin sera adapté en fonction de la température extérieure.

[Boumako]

Cette solution est de toute façon difficilement applicable, car la température en sortie dépend aussi de la température extérieure. Il faudrait une régulation avec une vanne de by-pass sur l'échangeur à plaques, donc une sacrée usine à gaz. Pourquoi ne pas utiliser la solution que je t'ai proposée ?

[moulox]

Mon responsable veut une usine à gaz et pas pollué le réseau avec du glycol ^^

[Boumako]

Le réseau ne sera pas pollué, puisque seul le dry-cooler est en glycol, le reste du circuit est en eau.

[moulox]

Sinon je compare les 2 solutions pour démontrer laquelle est la meilleure

[Boumako]

Oui ce serait une bonne approche.

[moulox]

Petit up, Est ce que quelqu'un a une petite idée pour cette solution ?
Je me débrouille pour le glycol

[Boumako]

La solution la plus optimisée je te l'ai donnée :
- Une boucle en eau de réseau qui relie ton groupe froid à un échangeur à plaques.
- Une boucle en eau glycolée qui relie cet échangeur au drycooler.

[moulox]

Effectivement, c'est une des deux solutions mais j'aimerais faire l'étude des deux.
Je suis bloqué pour ma solution initiale pour calculer le besoin d'eau en entrée afin d'avoir mon eau qui ne gèle pas en extérieur. Est ce qu'il y a de la convection si on est dans une boite ? Comment je fais mon bilan énergétique ?

[Boumako]

Pour cette solution il faut effectivement estimer l'échange. Si les conditions de fonctionnement sont stables (ventilateur toujours en route, débit d'eau constant) on peut résumer le fonctionnement des ces appareils à un simple coefficient global, exprimé en kW/°C de différence entre l'eau et l'air. La température d'eau à prendre en compte étant la moyenne de l'entrée et la sortie.
Si ce dry cooler est en service actuellement tu peux faire des mesures et extrapoler pour la saison froide.

[moulox]

En hiver, les ventilateurs sont à l'arrêt donc je n'ai pas les même conditions que l'été et ne peut pas extrapoler les températures à priori.
Je n'ai donc que de la convection naturelle mais vu qu'une bache est censée couper cette convection je suis un peu perdu.

Pour mon bilan, j'ai donc l'énergie d'entrée (flux thermique eau à l'entrée), l'énergie dissipée le long de mon cuivre (juste conduction ou conduction + convection naturelle ?) et mon énergie de l'eau en sortie de dry.

Energie entrée = Energie sortie + energie dissipée le long de mon cuivre

Cette équation est elle bonne ? Comment est ce que je calcule mon énergie dissipée ?

Merci encore

[Boumako]

Si les ventilateurs sont à l’arrêt et qu'une bâche recouvre le tout alors la quantité de chaleur dissipée sera bien plus faible qu'en temps normal. Cette quantité ne dépend pas vraiment de la longueur ou la conductivité du cuivre mais plutôt de la taille de ces échangeurs.
Il y a un point que je ne comprend pas : Ce montage a juste pour but de les mettre hors gel ? Il n'y a pas de puissance effective à dissiper ?

[moulox]

Le but est de limiter la chaleur dissipée. C'est l'inverse de l'été. On veut bien les mettre hors gel
Mon dry a pour dimension : 2,34 *6 * 2,53

[Boumako]

Très grossièrement l'échangeur va dissiper 10W par m² de surface en contact avec l'air ambiant et °C de différence, mais ça ne vaux que pour un air immobile, avec la bâche qui bloque la convection d'air à travers les ailettes. Si il y a un peu de vent ou de précipitations l'échange sera fortement modifié. Il est quasiment impossible de prédire une valeur, et celle ci ne serait de toute façon pas stable dans le temps.

[moulox]

Est ce qu'il y a des formules pour trouver les 10 W/m²
Est ce que je peux relier par une formule le coefficient de convection thermique de l'air ambiant, la température extérieure avec les températures d'entrée et de sortie d'eau ?

[Boumako]

10W/m²°C correspond à un coefficient d'échange superficiel approximatif que l'on rencontre dans la majorité des cas. Ce n'est pas le résultat d'un calcul mais un constat empirique. Il n'est valable que pour un air immobile, le vent augmente fortement cette valeur.
La seule façon d'obtenir une température fixe en sortie de cet échangeur serait d'asservir le débit à la température de sortie.

[moulox]

Donc si je mets une pompe à débit variable, je peux mettre toutes ces valeurs dans une même équation ?

[Boumako]

Je ne pense pas qu'une pompe sur variateur possédera une variation de débit suffisante, il faudrait plutôt utiliser une pompe centrifuge classique et une vanne de régulation.

[FC05]

Si j'ai bien compris, le système de refroidissement ne fonctionne pas en hiver.
Pourquoi ne pas le vidanger tout simplement ?