Les tours de refroidissement CVC (chauffage, ventilation et climatisation) sont des équipements auxiliaires qui permettent aux très grands systèmes de climatisation de fonctionner avec une meilleure efficacité. Leur principe repose sur l'évaporation partielle du flux d'eau, ce qui abaisse la température de l'eau restante dans le circuit. La température « humide » (wet bulb), qui traduit le degré de sécheresse de l'air, détermine l'efficacité globale de l'installation.
Fonction
La tour de refroidissement suit le cycle de climatisation d'un bâtiment : la chaleur est d'abord transférée du bâtiment vers l'eau glacée, puis vers le fluide frigorigène, et enfin vers l'eau de refroidissement. La tour constitue le dernier maillon de cette chaîne de transfert thermique, où la chaleur est libérée dans l'atmosphère.
On retrouve ces installations dans les grands immeubles de bureaux, les hôpitaux, les écoles et d'autres bâtiments de grande envergure, où elles s'intègrent aux systèmes de ventilation comme composant essentiel.
Régulation
Des thermostats mesurant la température de l'eau commandent les ventilateurs de la tour : lorsque la température augmente, les ventilateurs démarrent ou accélèrent leur rotation. En règle générale, la régulation fonctionne avec une consigne de température fixe.
La consigne optimale résulte de la combinaison de deux paramètres : la température humide ambiante, qui indique la sécheresse de l'air, et la température d'approche, qui définit de combien la température de l'eau peut être rapprochée de la température humide. Une régulation optimale est obtenue grâce à un système numérique capable d'ajuster en continu la consigne du ventilateur chargé de refroidir l'eau.
Réduction de la consommation d'énergie
En tant qu'équipement auxiliaire du système de climatisation, la mission principale d'une tour de refroidissement CVC est de servir le groupe frigorifique auquel elle est raccordée et d'en améliorer le rendement énergétique. Pour chaque degré de baisse de la température de l'eau, la consommation électrique du groupe diminue de 1 à 1,5 %.
Ainsi, une réduction de 10 °F (environ 5,5 °C) — par exemple de 70 °F à 60 °F — peut entraîner une diminution de 10 à 15 % de la demande énergétique du groupe frigorifique.
Types de tours de refroidissement
Les tours de refroidissement se classent en deux grandes catégories : directes (circuit ouvert) ou indirectes (circuit fermé).
Tours à circuit ouvert (directes)
Ces systèmes sont des structures fermées dont les mécanismes internes répartissent l'eau à refroidir sur un remplissage labyrinthique. Ce remplissage offre une surface d'échange étendue favorisant le refroidissement de l'eau. Celle-ci est ensuite recueillie dans un bac d'eau froide, d'où elle est renvoyée vers le remplissage pour absorber davantage de chaleur. L'air chargé de chaleur et d'humidité est finalement évacué vers l'extérieur en un point éloigné.
Tours à circuit fermé (indirectes)
Dans ces unités, l'air et l'eau ne sont jamais en contact direct. Elles comportent deux circuits fluides : un circuit externe fait recirculer l'eau à l'extérieur du second circuit, constitué de faisceaux tubulaires ou de serpentins fermés. L'air est aspiré à travers le film d'eau s'écoulant sur l'extérieur de ces serpentins, ce qui refroidit l'eau en recirculation du second circuit — un processus comparable à celui d'une tour de refroidissement directe.
Source : https://jardin.98905.com/building-remodeling/energy-efficient-homes/1007118790.html