Circuit ouvert circuit fermé

Souvent le terme « circuit fermé » est employé à tort par les techniciens.

De manière générale le circuit ouvert sera utilisé pour effectuer des mouvements linéaires et rotatifs (vérins & moteurs). Ce sera parfois le seul circuit de la machine.

La pression des circuits ouverts pourra atteindre 350 bars.

Le circuit fermé sera réservé aux mouvements rotatifs (moteurs). Dans de très rare cas à des mouvements linéaires. (Marine par exemple).

Appelé aussi circuit hydrostatique on le retrouve surtout sur les machines mobiles (TP, agricole, forestier, marine…)

Il est souvent utilisé pour effectuer l’avancement des véhicules , ou la mise en rotation de moteurs suscitant des efforts importants (treuils, grues à câbles…)

La pression des circuits fermés pourra atteindre 450 bars.

1 – Circuit ouvert

L’architecture du circuit ouvert se compose d’une ou plusieurs pompes  (cylindrée fixe ou variable)entrainées généralement par un moteur électrique ou thermique. Les pompes aspirent l’huile dans un réservoir. L’huile est orientée vers les récepteurs (vérins, moteurs…)à l’aide d’organes de distributions (distributeurs, vannes…) L’huile de retour des récepteurs retourne au réservoir.

On retrouve différentes valves de pression pour protéger les pompes et les récepteurs (limiteurs de pression, réducteurs de pression…).

On peut retrouver différentes valves de débit pour réduire la vitesse des récepteurs (limiteurs de débit, régulateurs de débit…)

L’huile est filtrée puis refroidie à l’aide d’un échangeur installé sur le retour au réservoir.

Avantages des tours de refroidissement à circuit fermé

Les tours de refroidissement ouvertes exposent l’eau de refroidissement du procédé à l’atmosphère, généralement dans le cadre d’une boucle de système de refroidissement. Les tours ouvertes utilisent une conception efficace, simple et économique. Tous les composants d’un système ouvert doivent être compatibles avec l’oxygène introduit via la tour de refroidissement.

Les tours de refroidissement à circuit fermé isolent complètement le fluide de refroidissement de process de l’atmosphère. Ceci est accompli en combinant l’équipement de rejet de chaleur avec un échangeur de chaleur dans une tour à circuit fermé. Un système en boucle fermée protège la qualité du fluide de procédé, réduit la maintenance du système et offre une flexibilité opérationnelle à un coût initial légèrement plus élevé.

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Chiller Loop with an Open Tower

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Chiller Loop with a Closed Circuit Cooling Tower

Performance

Si une application doit produire sa pleine capacité tout au long de l’année, il est essentiel de maintenir une boucle système propre et fiable. L’isolement du fluide de procédé dans un système en boucle fermée empêche les contaminants en suspension dans l’air de pénétrer dans le système et de l’encrasser. Le maintien de performances optimales dans un système en boucle ouverte nécessitera un entretien régulier pour assurer une efficacité similaire. Les refroidisseurs et échangeurs de chaleur à haut rendement reposent sur une eau de process propre pour fonctionner correctement et sont considérablement affectés par de petites quantités d’encrassement.

Frais

Le coût d’équipement initial d’un système en boucle ouverte sera inférieur à celui d’un système en boucle fermée de taille comparable, puisque le système ouvert ne comprend pas le composant d’échangeur de chaleur intermédiaire. Cependant, le coût initial plus élevé d’un système en boucle fermée sera remboursé au cours des années d’exploitation grâce aux économies suivantes:

• Un fluide de procédé plus propre donne une surface interne plus propre et des composants plus efficaces dans le système (par exemple, refroidisseur)

• Réduction des coûts de maintenance du système

• Réduction des coûts de traitement de l’eau pour les équipements d’évaporation

• Fonctionnement en mode «  free cooling  » pendant l’hiver pour économiser la consommation d’énergie

Entretien

Étant donné que le fluide de traitement d’un système en boucle fermée est complètement isolé de l’environnement, un entretien de routine n’est requis que sur l’équipement de rejet de chaleur lui-même. La nécessité d’arrêter périodiquement le système pour nettoyer l’échangeur de chaleur est considérablement réduite, voire totalement éliminée. Fournir un fluide de procédé propre au système prolongera la durée de vie des autres composants du système (faisceaux de condenseurs, compresseurs, etc.).

Traitement de l’eau

Le maintien d’une qualité de fluide de procédé appropriée dans un système peut impliquer plusieurs étapes, telles que le traitement chimique, l’équipement de filtration et l’ajout d’eau d’appoint propre. Une tour de refroidissement à circuit fermé peut offrir les avantages suivants par rapport à une tour de refroidissement ouverte:

• Réduction du volume d’eau de recirculation à traiter

• La boucle de processus nécessite un traitement minimal

• Pendant les périodes de fonctionnement à sec, le besoin d’eau d’appoint est éliminé

Flexibilité opérationnelle

Les tours en circuit fermé permettent les modes de fonctionnement suivants impossibles avec les tours ouvertes:

• Fonctionnement en free cooling sans avoir besoin d’un échangeur de chaleur intermédiaire: refroidisseur éteint

• Fonctionnement à sec: conserver l’eau et les produits chimiques de traitement, éviter le givrage et le panache

• Pompage variable: la boucle d’eau du condenseur fermée permet un pompage à vitesse variable pour économiser l’énergie

BAC participe au programme de l’organisme de certification Eurovent relatif aux tours de refroidissement.
Vérifiez la validité du certificat : www.eurovent-certification.com.

Les tours de refroidissement BAC VT0/1, VTL-E, S1500E, S3000E et PTE sont certifiées Eurovent.
En savoir plus sur les avantages des tours certifiées.

Les tours de refroidissement à circuit ouvert évacuent dans l’atmosphère la chaleur qui se dégage des systèmes refroidis par eau. L’eau chaude du process est distribuée sur une surface de ruissellement (média de transfert de chaleur) pour entrer en contact avec l’air soufflé par un ventilateur à travers la tour de refroidissement. Au cours de ce refroidissement évaporatif, une petite partie de l’eau s’évapore en refroidissant l’eau de process résiduelle.

Les principaux avantages des tours de refroidissement à circuit ouvert sont :

• un refroidissement optimal, comme le prouvent les essais réalisés en laboratoire
• de basses températures de process
• faible encombrement des tours de refroidissement à circuit ouvert

Avantage unique pour tous les clients des tours de refroidissement BAC :

• le revêtement hybride Baltibond breveté

Baltimore Aircoil propose différentes configurations de tour de refroidissement à circuit ouvert, dont les avantages spécifiques sont détaillés ci-dessous.

 Tours de refroidissement BAC à circuit ouvert S3000ES1500EPTEVTL-E

VT 0/1

Tirage par aspiration•• •  Soufflage forcé   ••Ventilateur axial•••  Ventilateur centrifuge   ••Courant croisé••   Contre-courant   •••Avantages spécifiques des différentes gammes de produits   
  Bas niveau sonore++(+)++(+)+++++++Efficacité énergétique+++++++++++Maintenance aisée++++++++++++Sécurité opérationnelle (hygiène)++++++ ++ ++++

Vous souhaitez en savoir plus sur les tours de refroidissement à circuit ouvert ? Contactez votre représentant BAC local pour plus d’informations.

2. Tours de refroidissement à circuit fermé

Il n’y a pas de contact direct entre l’air et l’eau à refroidir dans les tours de refroidissement à circuit fermé. On fait par contre appel à un échangeur supplémentaire. Il existe des tours de refroidissement avec condenseur tubulaire et des tours avec échangeur à plaques.

Une tour de refroidissement est un échangeur de chaleur qui permet de refroidir de l’eau par le contact direct avec l’air. Le transfert de chaleur se passe partiellement par l’échange de chaleur entre l’air et l’eau, mais surtout par l’évaporation d’une petite quantité de l’eau à refroidir. De cette façon, on peut atteindre des températures de refroidissement inférieures à celles de l’air ambiant.

Si l’eau à refroidir ne peut pas entrer en contact avec l’air (par exemple dans l’industrie alimentaire), il est nécessaire d’utiliser un échangeur de chaleur.

Cet échangeur de chaleur sépare l’eau à refroidir de l’eau évaporée dans la tour. Ainsi l’eau du process à refroidir n’entre pas en contact avec l’air.

L’utilisation d’anti-gel n’est pas nécessaire dans les circuits ouverts, mais dans les tours de refroidissement fermées ça peut être nécessaire.

Côté process

• Le fluide à refroidir transite par l’échangeur à chaleur (A). Celui-ci est constitué de plaques en acier inoxydable et se trouve à côté de la tour de refroidissement dans un local contigu.
• Dans l’échangeur de chaleur, la chaleur de l’eau à refroidir (côté process) est échangée avec l’eau de refroidissement du côté tour.
• Le fluide du process est maintenant refroidi et peut être réutilisé comme eau de refroidissement dans le process. Le circuit de refroidissement est donc totalement fermé entre les consommateurs (machines de production, condensateurs, etc. ) et l’échangeur de chaleur.

Côté tour de refroidissement

• L’eau de refroidissement réchauffée qui sort de l’échangeur à plaques, est amenée par une tuyauterie au sommet de l’appareil où des répartiteurs (B) distribuent l’eau sur les surfaces de ruissellement (C).
• L’eau tombe à travers les surfaces de ruissellement en se refroidissant et est collectée dans le bassin. Elle est ensuite à nouveau envoyée par la pompe de circulation (D) vers l’échangeur où elle va refroidir l’eau de process.
• L’eau est refroidie par l’air pulsé à contre courant par le(s) ventilateur(s). Cet air se réchauffe et se sature lors du contact avec l’eau sur les surfaces de ruissellement. Ensuite cet air saturé d’humidité s’échappe par la partie supérieure de la tour.