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XPair.com - Page 1 / 40 SAVOIR FAIRE Vu sur: http://conseils.xpair.com/ Tour de refroidissement et maîtrise de la légionellose Juin 2018 - XPair.com - Page 2 / 40 SOMMAIRE 1 APPROCHE TECHNIQUE ........................................................................................... 3 1. Tours de refroidissement .......................................................................................................... 3 2. Le refroidissement évaporatif : principe et avantages ............................................................. 4 3. Légionellose et les moyens de la prévenir ............................................................................... 6 4. Types d'équipements de refroidissement ................................................................................. 7 5. Conception des installations de refroidissement .................................................................... 11 6. Traitement d'eau préventif, tour de refroidissement............................................................... 12 2 FAQ ........................................................................................................................... 15 3 ASPECTS REGLEMENTAIRES ................................................................................ 17 1. Tours de refroidissement, aéroréfrigérants : la rubrique 2921 expliquée .............................. 17 2. Guide d'application de la nouvelle rubrique 2921 .................................................................. 18 3. Tours de refroidissement et réglementation RT 2012............................................................ 20 4 REGLES ET OUTILS DE CONCEPTION ET DE REALISATION .............................. 21 1. Etude comparative personnalisée sur les systèmes de refroidissement ............................... 21 2. Installation, maintenance et sécurité des TAR (Tours aéroréfrigérantes) ............................. 24 3. Synoptique général des solutions intelligentes d'économies d'eau à la sécurité opérationnelle ................................................................................................................................. 28 5 PRODUITS RECOMMANDES ................................................................................... 29 1. Tour de refroidissement à circuit ouvert ................................................................................. 29 2. Tour de refroidissement à circuit fermé .................................................................................. 30 3. Condenseurs évaporatifs ........................................................................................................ 31 4. Aéroréfrigérants adiabatiques ................................................................................................ 32 5. Traitement d’eau ..................................................................................................................... 33 6. Prestations et services pour un suivi sanitaire conforme à la rubrique 2921 ........................ 34 7. Le Contrat Global Balticare..................................................................................................... 37 Juin 2018 - XPair.com - Page 3 / 40 1 APPROCHE TECHNIQUE 1. Tours de refroidissement D’une façon générale, tout procédé lié à une activité de type industriel, de conditionnement d’air ou de réfrigération, produit une certaine quantité d’énergie perdue sous forme de chaleur. Cette chaleur perdue devra être rejetée dans l’environnement et nécessite donc un refroidissement. De manière générale, quel que soit le procédé, plus la température à laquelle peut s’effectuer ce rejet sera basse, meilleur sera le rendement du procédé. Selon les températures souhaitées pour obtenir le rendement optimal du process, l’on peut distinguer quatre catégories de technologie de refroidissement : • L’eau, avec refroidissement par passage unique ; aujourd’hui, beaucoup de procédés, particulièrement dans les applications industrielles, utilisent toujours ces systèmes à « eau perdue » (interdit par l’arrêté du 2 février 98, article 14) entraînant pollution, nuisance pour l’environnement et gaspillage de ce si précieux élément qu’est l’eau. Il est donc primordial de prendre en compte d’autres systèmes ; • L’air évaporatif : ce principe, appelé refroidissement évaporatif, est celui utilisé dans les tours de refroidissement. En réutilisant 95% de l’eau de refroidissement, il est le plus adapté pour le refroidissement de procédés nécessitant des températures comprises entre 25°C et 45°C ; • L’air sec, utilisé dans tous les aéroréfrigérants secs, est destiné au procédé ayant un rendement optimal avec des températures supérieures à 45°C. Dans les applications de conditionnement d’air, beaucoup de procédés utilisent aujourd’hui des condenseurs à air pour évacuer la chaleur générée. Ces systèmes entraînent à la fois des consommations électriques et des coûts d’installation très élevés ; • Le refroidissement mécanique par groupes frigorifiques qui sera utilisé pour des températures de refroidissement inférieures à 25°C et pour tout besoin en températures négatives. Juin 2018 - XPair.com - Page 4 / 40 2. Le refroidissement évaporatif : principe et avantages Nous nous efforçons tous de réduire le réchauffement de la planète et l’émission des gaz détruisant la couche d’ozone. La réduction de la production électrique, grâce à l’utilisation du refroidissement évaporatif, nous amène à un environnement plus sain. Le refroidissement évaporatif est basé sur un principe naturel simple. Dans une tour ouverte l’eau à refroidir est pulvérisée sur une surface de ruissellement alors que de l’air est soufflé ou aspiré au travers de cette surface de ruissellement. Une petite quantité d’eau est évaporée, provoquant ainsi le refroidissement de l’eau restante. Cette eau froide tombe dans le bac de la tour, et la chaleur est extraite par l’air sortant de la tour. Les tours, ainsi que les condenseurs évaporatifs sont un moyen efficace et peu onéreux pour évacuer la chaleur inutilisable des systèmes industriels. Le refroidissement évaporatif combine une efficacité thermique élevée, des prix attractifs, une température basse du fluide avec une consommation réduite d’énergie et d’eau. Des températures basses sont essentielles pour beaucoup de systèmes de refroidissement afin d’atteindre des rendements élevés. Ceux-ci consomment moins d’énergie et permettent de réduire les émissions de CO2. C’est dans cette perspective que les systèmes de refroidissement évaporatif contribuent à préserver les ressources naturelles de l’environnement. Le refroidissement évaporatif utilise la température de bulbe humide de l’air ambiant, alors que les équipements de refroidissement à air sec dépendent de la température ambiante du bulbe sec. La température du bulbe humide est généralement de 8 à 12° inférieure à la température du bulbe sec et les tours de refroidissement ou condenseurs évaporatifs sont donc capables d’atteindre des températures de refroidissement ou de condensation au moins égales à la différence de température entre celle du bulbe sec et du bulbe humide. Installation industrielle Dans l'exemple d'un groupe frigorifique pour une installation de réfrigération industrielle de 1050 kw, la figure 1 donne un détail des consommations électriques du système, pour différents cas de figure : condensation directe dans un condenseur évaporatif, condensation indirecte avec eau refroidie par tour de refroidissement ou condensation par air. Sachant que la puissance du compresseur est réduite approximativement de 3 % pour chaque degré de température de condensation inférieure, il est aisé de constater que le compresseur, dans le cas d’une condensation par eau, permet des économies de l’ordre de 30 à 35 % comparé à des systèmes à air sec. Dans cet exemple, le gain énergétique se chiffre donc à 129 kW / h électriques, soit sur base annuelle une économie de plusieurs centaines de MWh ! Juin 2018 - XPair.com - Page 5 / 40 Par ailleurs les équipements de refroidissement évaporatif sont plus compacts et moins bruyants que les solutions alternatives à air sec tandis que leurs coûts de fonctionnement sont inférieurs pour les installations de tailles moyennes et importantes. On peut établir une comparaison, dans le cas d'un procédé industriel nécessitant par exemple un refroidissement de l'eau de 33 ° C à 27 ° C, pour une même puissance thermique de 1050 kw. Au vu des températures demandées, l'utilisation d'une solution sèche est bien entendu impossible, mais aujourd'hui certains se tournent parfois vers l'utilisation de groupes frigorifiques. Le tableau comparatif de la figure 2 montre les puissances requises pour une tour ouverte, une tour fermée ou pour un groupe frigorifique. Le groupe consomme ainsi 350 kW contre 33 kW dans le cas d’une tour fermée ou 11kW pour une tour ouverte, soit un facteur de 10 à 30 en faveur de la tour. Pour un procédé continu, le gain énergétique annuel offert par la tour s’élèvera donc à minimum 2500 MWh (pour une tour fermée). Ces exemples démontrent sans ambiguïté les avantages du refroidissement évaporatif. Utilisés depuis plus d’un demi-siècle, ces systèmes consomment peu d’énergie et permettent d’économiser plus de 95 % de l’eau en circulation. Ils sont simples à utiliser et à entretenir. De plus, grâce à leur haute efficacité énergétique, ces systèmes requièrent, pour leur implantation, un encombrement minimum au sol. Ils sont silencieux en comparaison d’autres solutions de rejet de chaleur. La fabrication, la mise en oeuvre et la destruction des refroidisseurs évaporatifs ont un impact quasi nul sur l’environnement. Toutefois les événements récents ont rendu l’opinion publique et les utilisateurs très soucieux du risque du développement de la bactérie Legionnella dans les systèmes de refroidissement évaporatif. Juin 2018 - XPair.com - Page 6 / 40 3. Légionellose et les moyens de la prévenir LBien que de rares cas de légionellose aient été associés à des systèmes de refroidissement évaporatif, lesquels n’étaient pas bien suivis ni entretenus, aucun cas de légionellose n’a pu être rattaché à un système qui était suivi correctement et disposant des éléments de contrôle de prolifération bactérienne nécessaires. Vu le degré de publicité généré par les cas de légionellose, l’existence du Guide des bonnes pratiques et l’expertise technique disponible sur le marché, il est regrettable de constater qu’aujourd’hui ces équipements peuvent être la source de risques potentiels, par ignorance des responsabilités et des obligations qui incombent à l’exploitant ou à l’utilisateur. Enchaînement des événements Les cas de légionellose engendrés par une tour de refroidissement ou un condenseur évaporatif nécessitent l’enchaînement de quatre événements consécutifs décrits ci-dessous et ce, impérativement dans l’ordre indiqué. Si cette chaîne est interrompue, n’importe où, le risque de légionellose est évité. Mais tous les maillons de la chaîne n’ont pas la même importance et tous ne peuvent pas être évités directement. Il est, par exemple, impossible d’empêcher la bactérie de la souche virulente Legionella Pneumophila d’arriver dans l’eau de refroidissement parce qu’elle est souvent présente en petites quantités dans l’eau d’appoint. Il est également impossible d’éliminer totalement l’entraînement de gouttelettes ou d’empêcher que des personnes soient en contact avec cet aérosol. L’approche dynamique d’une action préventive est d’empêcher la prolifération bactérienne et en particulier de la Legionella Pneumophila. De cette façon, uploads/Industriel/ tour-refroidissement-legionellose.pdf