Brevet FR2890161A1 — publié le 20070302

La présente invention concerne les moyens de refroidissement d'eau dans les installations industrielles et tertiaires. Ces procédés de refroidissement sont de type évaporatif, on utilise l'évaporation de l'eau dans l'air pour créer le refroidissement (principe de refroidissement adiabatique). Ce principe de refroidissement se réalise avec des tours de refroidissement qui sont de deux grandes catégories: les tours ouvertes où l'eau à refroidir est en contacte directe avec l'air, et les tours fermées où l'eau à refroidir passe dans un échangeur qui est lui même refroidi par un circuit d'eau secondaire en contacte avec l'air. Dans les deux cas, une ventilation mécanique permet d'obtenir l'évaporation par le passage de l'eau dans l'air. Ces deux catégories se déclinent avec plusieurs variantes, mais le principe de base reste le même. Les tours fermées sont les plus utilisées et tendent à remplacer les tours ouvertes . Les tours fermées offrent plus de facilités de traitements d'eau, et aussi plus de sécurité face à la pollution des réseaux. Le refroidissement se réalise par l'intermédiaire de la ventilation mécanique en flux croisé ou à contre sens. L'eau du circuit secondaire est projeté en haut de la tour avec des rampes de pulvérisation. L'air traverse la tour de bas en haut alors que l'eau du circuit retombe dans un bac équipé d'une ou plusieurs pompes pour reproduire le processus. Ces volumes d'eau sont des vecteurs importants de développement bactérien de Iégionelles car le circuit secondaire (pulvérisation) n'est pas toujours sollicité d'une façon permanente. Il y a de nombreuses situations au cours de ces procédés de refroidissement où les eaux en questions favorisent la prolifération de ces bactéries (température, pollution, stagnation, traitement d'eau inadapté ou vétuste, entretien pas toujours correcte...). Malgré les traitements chimiques et les préconisations du décret et arrêtés de décembre 2004, le risque sanitaire de dispersion et de contamination par légionelles reste présent. Le dispositif selon l'invention permet de remédier à ce risque sanitaire par un procédé de refroidissement qui utilise l'architecture extérieure d'une tour fermée , mais sans pulvérisation et sans bac de recyclage. Le dispositif comporte un échangeur air/eau. Il est composé également d'une ventilation mécanique en amont ou en aval de l'échangeur pour évacuer les calories de celui-ci par le flux d'air. Un système d'atomisation d'eau dans le flux d'air en fines gouttelettes de l'ordre de 20pm est positionné en amont de l'échangeur. Cette fine atomisation d'eau autorise l'introduction dans l'air de la quantité d'eau nécessaire pour s'approcher de la saturation de l'air en eau. A ce moment, le rendement du refroidissement adiabatique est maximum avec l'air et a pour conséquence le prolongement de la phase sèche de refroidissement par l'abaissement de la température de l'air. L'échangeur devient légèrement humide, mais sans création d'un film d'eau sur sa surface. Il n'y a pas de ruissellement. La totalité de l'eau introduite dans l'atomiseur est consommée par l'air qui se refroidit. Pour plus de performance, une atomisation additionnelle d'eau en amont de l'échangeur permet de dépasser la saturation pour créer un film d'eau. Ce film se dépose sur les surfaces de l'échangeur et s'évapore en augmentant le refroidissement. Le ruissellement est très faible et peut être inexistant selon les quantités d'eau introduites. Selon des modes particuliers de réalisation: -la structure de la tour peut être en tôle peinte assemblée mécaniquement, ou en tôle inoxydable. Il est aussi possible de rajouter un registre motorisé ou non pour stopper la convection. Les dimensions du dispositif sont adaptables et proportionnelles à la puissance et à la constitution de l'échangeur. -un échangeur spécifiquement adapté à ce principe peut être réalisé pour un rendement maximum. Il est envisageable de positionner un organe de répartition d'air à l'intérieur ou avant l'entrée de l'échangeur -les ventilateurs peuvent être centrifuges ou axiaux. Ils peuvent être constitué de matière plastique, inoxydable ou également en acier peint. Il est également possible de pousser l'air sur l'échangeur avec la ventilation, de la même façon qu'il est possible de tirer l'air de l'échangeur avec la ventilation. La constitution de la ventilation autorise un fonctionnement en air saturé d'eau et à des vitesses variables. -un collectage des condensats peut être ajouté. -les condensats peuvent être recyclés par l'atomisation pour être réintroduits dans l'air. -des atomiseurs d'eau peuvent être ajoutés dans la veine d'air ou à l'aspiration pour augmenter les diffusions d'eau. -les atomiseurs d'eau peuvent avoir des débits variables et des pressions d'alimentations variables. -l'alimentation des atomiseurs d'eau peut être auto vidangeable par gravité après sollicitation du refroidissement maximum, ou après chaque phase d'atomisation. - la température de l'eau d'alimentation peut être variable. -l'eau introduite dans l'atomiseur peut comporter des produits de traitement et/ou avoir des qualités différentes (eau déminéralisée, eau filtrée, eau de puit, eau brute, eau de pluie...). - l'atomisation d'eau peut se produire aux différents stades d'engagement de la ventilation. -la régulation de l'atomisation d'eau peut se réaliser en fonction des paramètres suivants: l'humidité relative, l'humidité absolue, la température ou l'engagement des ventilations. Le dispositif selon l'invention est particulièrement adapté aux refroidissements évaporatifs industriel et tertiaire. Ce procédé garanti l'absence du risque des legionelles. Par extension, ce procédé d'atomisation d'eau peut s'appliquer à tous les cas qui nécessitent la maîtrise de l'hygrométrie (conditionneur) ou l'utilisation du refroidissement par l'atomisation d'eau (aérocondenseur, aéroréfrigérant...). Dans toutes ces applications, le risque des légionelles peut être simplement maîtrisé et présenter des garanties par l'absence des bacs et des recyclages. REVENDICATIONS 1) Dispositif de refroidissement d'eau dans les installations industrielles et tertiaires caractérisé en ce qu'il comporte une architecture extérieure semblable à une tour fermée à l'intérieure de laquelle, un échangeur est refroidi par un flux d'air au moyen d'une ventilation mécanique et d'un système d'atomisation d'eau en amont de l'échangeur et de la ventilation, saturant l'air pour obtenir un abaissement maximum de la température de l'air, une atomisation additionnelle d'eau se fait avant l'échangeur pour dépasser la saturation de l'air et créer un film d'eau qui en s'évaporant va augmenter le refroidissement. 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'échangeur spécifiquement adapté au principe de refroidissement par atomisation d'eau fait partie de la structure du dispositif. 3) Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2 caractérisé par un organe de répartition d'air en amont ou à l'intérieur de l'échangeur. 4) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la ventilation mécanique se situe en amont ou en aval de l'échangeur. La ventilation crée un flux d'air traversant l'échangeur et fait partie de la structure. 5) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé par l'installation dans le flux d'air en amont de l'échangeur, d'un système d'atomisation d'eau proportionnelle et limité à la capacité d'absorption de l'air. Conditionné par la puissance du dispositif et de ses capacités aérauliques. 6) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé par une atomisation d'eau additionnelle en amont) de l'échangeur et/ou dans la veine d'air, pour créer un dépassement de la saturation de l'air en eau. D'une façon générale, pour la création d'un film d'eau sur l'échangeur.