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GEA Heat Exchangers Aéroréfrigérants et batteries Compacts pour l’industrie Jul

GEA Heat Exchangers Aéroréfrigérants et batteries Compacts pour l’industrie July 2012 GEA Heat Exchangers Agenda 1. Introduction et présentation générale 2. Rappel sur le principe de fonctionnement d’un aéroréfrigérant 3. Contraintes environnementales 4. Préconisations GEA 5. Offre de service GEA GEA Heat Exchangers Le groupe GEA GEA est un groupe industriel Allemand dont le siège administratif est situé à l’aéroport de Dusseldorf depuis 2010, alors que le pole managérial des échangeurs thermiques est toujours localisé à Bochum, là ou l’histoire du groupe a commencée en 1920. Le groupe GEA est un des plus importants fournisseurs d’équipements et de procédés industriels, en particulier pour l’industrie agro-alimentaire et l’énergie pour lesquels il se positionne comme leader du marché ainsi que sur le plan technologique. Le groupe GEA est présent dans plus de 50 pays à travers 21,000 employés qui génèrent un chiffre d’affaire de 5.5 milliards d’euros, dont 1.8 milliard d’euros pour le seul département des échangeurs thermiques GEA Heat Exchangers Finned, Shell & Tube Cooling Towers Plate Heat Exchangers HVAC Systems Bowl Choppers Spiral Cookers Slicers Thermoformers Structure du groupe GEA 4 GEA Group Aktiengesellschaft Compressors Packages and Skids Ice Machines Freezers Separators Decanters Homogenizers Valves Milking & Cooling Farm Services Farm Equipment GEA Farm Technologies GEA Heat Exchangers GEA Mechanical Equipment GEA Process Engineering GEA Refrigeration Technologies Spray Drying Aseptic Filling Brewery & Dairy Systems Pharma Systems GEA Convenience- Food Technologies GEA Heat Exchangers Wet Cooling ACC / Heller Shell & Tube Plate Heat Exchangers HVAC Systems ACC/ PAC Alex HDG ACC/ PAC Mash Heller dry & dry/wet syst. Wet-to-dry conversion ACC Wet-to-dry Heller Aux. Coolers for Power Balance of Plant Systems Air Dryers (Industrial) Transformer Air Coolers Air Preheaters ND, Hybrid, Fan Ass. CT Tailor Made Cell CT Modular Cell CT Fill Business Service Closed Loop CT Water Business Transformer Coolers Steam Power Systems Double Tube Systems Petrochemical Systems Machine Coolers Gasketed Plate Heat Exchangers Brazed Plate Heat Exchangers Fully welded Plate Heat Exchangers Air Handling Units Decentralized Systems Close Control Chillers / Heat Pumps Filters AFC ST/CS Desublimators Closed Circuit Coolers Charge Air Coolers Radiators – Dry Coolers GEA Echangeurs Thermiques est organisé par technologies et lignes de produits Controls Manufacturing Manufacturing Manufacturing Manufacturing Manufacturing Manufacturing GEA Heat Exchangers GEA Heat Exchangers Department usines de production entités juridiques employés Types d’echangeurs de chaleur 50 90 7,500 400 GEA Heat Exchangers GEA ERGE SPIRALE: Centre d’Expertise Compact GEA Ergé Spirale (France): Centre d’expertise + usine de production GEA Poland: usine de production GEA China: usine de production GEA Heat Exchangers 8 Usine de Wingles: Centre d‘expertise et unité de production Continuous Finned Coils • 1950 : Fabrication du premier échangeur de chaleur • 1978 : Acquisition par GEA • Actuellement: 200 personnes réparties sur 50000m² de halls de production GEA Heat Exchangers . Compact product range Faisceau de refroidissement ou réchauffage Dry coolers & condenseurs Aéroréfrigérant de transformateur Aéroréfrigérants spécifiques Hybrid Solutions GEA Heat Exchangers Applications Automobile UIOM Métallurgie Transmission & Distribution Compression de gaz Chimie Autes (Textile, ciment, bois/papier…) Energie - Moteurs diesels - Moteurs gaz - Turbines à gaz / Cycles combinés Agro-alimentaire Climatisation et réfrigération GEA Heat Exchangers 85% 8% 4% Energie Clim Metallurgie Autres Secteurs d’activité GEA Heat Exchangers Répartition géographique 23% 22% 21% 20% 14% Moyen-Orient Amérique du Sud Asie/ Pacifique Europe Occientale Afrique GEA Heat Exchangers Quelques clients « Energie » 13 GEA Heat Exchangers Agenda 1. Introduction et présentation générale 2. Rappel sur le principe de fonctionnement d’un aéroréfrigérant 3. Contraintes environnementales 4. Préconisations GEA 5. Offre de service GEA GEA Heat Exchangers Principe de fonctionnement d’un aéroréfrigérant Tirage Forcé Le tirage forcé est généralement utilisé pour des températures d’air ambiant élevées, induisant des températures de sortie d’air très élevées et créant ainsi des conditions ambiantes critiques pour les moteurs situés dans le flux d’air. GEA Heat Exchangers Principe de fonctionnement d’un aéroréfrigérant Tirage forcé • Ventilateurs situés sous les faisceaux et poussent l’air •Accès facile aux ventilateurs, moteurs et transmissions •Nettoyage des faisceaux sans enlever les ventilateurs et les caissons GEA Heat Exchangers Principe de fonctionnement d’un aéroréfrigérant Induced draft Les moteurs, en tirage induit sont généralement positionnés au-dessus de l’aéroréfrigérant. GEA Heat Exchangers Principe de fonctionnement d’un aéroréfrigérant Induced draft •Ventilateurs situés au-dessus des faisceaux et aspirent l’air •Meilleur répartition du flux d’air sur le faisceau •Faisceau protégé par les caissons GEA Heat Exchangers Principe de fonctionnement d’un aéroréfrigérant Faisceau d’échange thermique TUBES Tube,ailette,intercalaire, turbulateur,ferrule COLLECTEUR Tôle,Tubulure,Bride,Joint,Bo uchon,boulonnerie CHASSIS Longeron,traverse,tôle d’étanchéité,dilatation GEA Heat Exchangers Principe de fonctionnement d’un aéroréfrigérant Surface d’échange: Tubes Technology Description Tubes/ ailettes Collecteurs Compact - Tubes Ronds en Cuivre - Ailettes Alu - Collecteur Cuivre Tubes Cuivre Ailettes: Aluminium, Alu + Mg, Cuivre GEA Heat Exchangers Principe de fonctionnement d’un aéroréfrigérant Ventilation La ventilation canalise l’air frais dans le faisceau en tirage forcé, canalise la sortie d’air chaud en tirage induit. Elle se décompose en : Caisson de ventilation ou transition Anneau de ventilation & pavillon d’aspiration Protecteur de ventilation GEA Heat Exchangers Principe de fonctionnement d’un aéroréfrigérant Transition La transition sert à relier une surface cylindrique ( anneau ) à une surface rectangulaire ( faisceau ). Plusieurs types de transition : Box plenum Pyramidal plan mixte GEA Heat Exchangers Principe de fonctionnement d’un aéroréfrigérant Ring Son rôle est de canaliser l’air. Les pales du ventilateur doivent être dans l’anneau, le jeu entre l’extrémité des pales du ventilateur et l’anneau doit être petit et régulier. Les protecteurs sont montés sur les anneaux ( en-dessous en tirage forcé, au-dessus en tirage induit ). Leur rôle est la protection des personnes vis-à-vis d’éléments en mouvement ( ventilateur, poulies ) ou lors d’une casse ( rupture d’une pale ). GEA Heat Exchangers Principe de fonctionnement d’un aéroréfrigérant Fan Le ventilateur est un élément essentiel pour le bon fonctionnement d’un appareil. Il se décompose de la manière suivante : - le moyeu : sert à relier les pales et se fixe sur l’extrémité de l’arbre de ventilation - les pales : en aluminium ou polyester, le nombre de pales varie en fonction des performances demandées GEA Heat Exchangers Principe de fonctionnement d’un aéroréfrigérant Motor Le moteur est aussi un élément essentiel pour le bon fonctionnement d’un appareil. Il peut fonctionner à 1 ou 2 vitesses. Le choix de la vitesse de rotation est conditionné par le dimensionnement du ventilateur en fonction du débit d’air demandé et du niveau sonore requis. Junction box for electrical connection GEA Heat Exchangers Functioning of a Fin Fan Cooler Transmission Transmission Directe • Le ventilateur est fixé directement sur l’arbre moteur • Le ventilateur et le moteur opèrent à la même vitesse Transmission par Courroie • La vitesse du moteur est réduite à la vitesse voulue du moteur à l’aide de poulies et courroies Transmission par Réducteur • Le moteur est directement connecté au réducteur • L’arbre du ventilateur est à la sortie du réducteur de vitesse Un choix client ou un niveau de bruit spécifique peuvent orienter le choix du type de transmission GEA Heat Exchangers Principe de fonctionnement d’un aéroréfrigérant Structure La structure principale est constituée d’un ensemble de portique relié les uns avec les autres. Un portique est constitué de deux poteaux , d’une poutre transversale ( et de stabilités ( pour contrer les efforts latéraux ). POTEAU POUTRE STABILITE GEA Heat Exchangers Agenda 1. Introduction et présentation générale 2. Rappel sur le principe de fonctionnement d’un aéroréfrigérant 3. Contraintes environnementales 4. Préconisations GEA 5. Offre de service GEA GEA Heat Exchangers Autres… POLLUTION HUMIDITE SELS POUSSIERES …conditionnent le type de surface à utiliser Conditions d‘exploitation potentiellement à risque GEA Heat Exchangers Risques environnementaux Ces conditions d’exploitation déterminent les caractéristiques de l’air à l’entrée de la surface d’échange. Cet air peut donc être: Encrassant parce que chargé de particules ►La surface devra présenter une résistance optimale à l’encrassement Salin et donc corrosif parce que le site est en bordure de mer ►La surface devra présenter une résistance à la corrosion par embrun Humide car tropical ou car chutes de températures nocturnes importantes ►La surface et les moteurs devront être dimensionnés en conséquence Pollué car le site est polluant ou/et situé en bordure d’agglomération ►La surface devra présenter des caractéristiques de tenue à la corrosion GEA Heat Exchangers Encrassement des ailettes En milieu désertique le sable est synonyme de perte d’exploitation. Une réaction en chaîne a pour origine de ce phénomène d’encrassement: 1. Diminution du coefficient d’échange thermique 2. Diminution du débit d’air: Augmentation des températures de retour d’eau Mauvais refroidissement du moteur Dégradation de ces performances Diminution de la puissance disponible (détarage) GEA Heat Exchangers Encrassement des ailettes Un encrassement de la surface d’échange a pour conséquence: 1- Diminution du coefficient global d’échange « K » La pellicule recouvrant la surface va se comporter comme un isolant et donc diminuer le flux thermique. Son impact est lié à la nature et la quantité des poussières colmatant l’échangeur Dans la formule du calcul de K : 1/K = Σ e/λ + ( 1/hi + 1/he) uploads/Industriel/ compact-gea-pour-l-x27-energie.pdf