Les systèmes de refroidissement gratuits peuvent générer des économies importantes pour les propriétaires de ces systèmes. Cependant, la quantité d'économies d'énergie potentielles disponibles dépend presque totalement de la conception globale du système et de la sélection de l'équipement à utiliser dans le système. En général, le concepteur doit équilibrer un coût d'équipement plus élevé avec une plus grande opportunité d'économies d'énergie. Heureusement, ces économies - et leurs coûts associés - sont raisonnablement quantifiables afin que les concepteurs puissent faire des choix intelligents guidés par des informations fiables. Cet article décrira les méthodes de contrôle de la capacité dans les schémas de conception de refroidissement gratuits.
Les tours de refroidissement de brouillon induites et forcées nécessitent des directives distinctes pour le contrôle de la capacité lors des applications de refroidissement gratuites, qui sont détaillées ci-dessous. La séquence de contrôle pour une tour de refroidissement fonctionnant dans des conditions ambiantes faibles est à peu près la même chose qu'une tour de refroidissement fonctionnant dans des conditions d'été, à condition que la température ambiante soit au-dessus du gel. Lorsque le temps devient très froid, des précautions supplémentaires doivent être prises pour éviter le potentiel de dommage à la formation de glace.
Il est très important de maintenir un contrôle étroit de la tour de refroidissement pendant les opérations hivernales. Evapco recommande un Minimum en laissant une température de l'eau de 45 ° F Doit être maintenu lors de l'opération de refroidissement libre. Cependant, les tests en laboratoire et l'expérience sur le terrain ont montré que 42 ° F devrait servir de température minimale absolue en laissant l'eau. De toute évidence, plus la température de l'eau qui sortait de la tour est élevée, plus le potentiel de formation de glace est faible. Cela suppose que le flux d'eau approprié sur la tour de refroidissement est maintenu et que les procédures de fonctionnement du ventilateur mentionnées dans le bulletin sont suivies.
Les éléments suivants fournissent un résumé des séquences de contrôle de la capacité pour les unités de brouillon induites et forcées. Une séquence de fonctionnement pour les tours utilisant des commandes de moteur à vitesse unique, à deux vitesses et à vitesse variable est affichée. Les considérations de contrôle de la capacité pour les tours de refroidissement de plusieurs cellules sont également incluses. Dans l'annexe de ce bulletin, les séquences de contrôle de la capacité recommandées sont affichées plus en détail pour les tours de refroidissement fonctionnant pendant les conditions de refroidissement libres.
Contrôle de la capacité (projet induit)
Le contrôle de la capacité des tours de refroidissement des tirs induits fonctionnant pendant les applications de refroidissement gratuites peut être obtenue en utilisant une variété de méthodes. Les méthodes les plus courantes de contrôle de la capacité sont:
- Motors du ventilateur à vitesse unique à vélo
- Utilisation de moteurs de ventilateur à deux vitesses
- Utilisation de lecteurs de fréquences variables (VFD)
La méthode la plus simple de contrôle de la capacité d'une tour de refroidissement pendant le fonctionnement libre de refroidissement est de faire du vélo sur et de désactiver le moteur du ventilateur en réponse à la température de l'eau quittant la tour. Cependant, cette méthode de contrôle entraîne des différentiels de température plus importants et des périodes plus longues avec les ventilateurs. Dans des conditions ambiantes extrêmement faibles, l'air humide peut se condenser et se congeler sur le système d'entraînement du ventilateur. Par conséquent, les ventilateurs doivent être cyclées dans des conditions ambiantes extrêmement faibles pour éviter de longues périodes de fonctionnement de l'intérieur du ralenti, si l'eau s'écoule sur le remplissage ou en contournement. Veuillez noter qu'un cycle de ventilateur excessif peut causer des dommages au moteur du ventilateur: le nombre de démarrages et les arrêts du moteur du ventilateur doivent être limités à six par heure. Si les charges de construction sont petites, la tour verra des périodes prolongées avec les ventilateurs éteints, ce qui provoque un plus grand potentiel de givrage sur les perspectives d'admission de l'unité. En conséquence, les moteurs de ventilateur à vidange à vélo sont la méthode de contrôle de la capacité la moins recommandée.
Une autre méthode de contrôle de la capacité consiste à utiliser des moteurs de ventilateur à deux vitesses, qui incluent une étape supplémentaire de contrôle de la capacité. Cette étape réduit le différentiel de la température de l'eau, et donc la durée des ventilateurs est éteint. De plus, les moteurs à deux vitesses offrent une économie importante des coûts énergétiques, car la tour a le potentiel de fonctionner à faible vitesse pour la majorité de la saison de refroidissement libre.
La méthode la plus précise de contrôle de la capacité pour une tour de tirage induite consiste à utiliser des entraînements de fréquence variables. Cela permet un contrôle beaucoup plus étroit de la température de l'eau quittant en permettant au ou aux ventilateurs de fonctionner à la vitesse appropriée pour correspondre étroitement à la charge du bâtiment. Cependant, l'application d'un VFD avec une tour de refroidissement de tirage induite pourrait contribuer à la formation de la glace pendant les conditions de congélation sous-congelé. À mesure que la charge de construction diminue, le système de contrôle des fréquences variable peut fonctionner pendant de longues périodes à des vitesses de ventilateur inférieures à 50%. Le fonctionnement à basse température de l'eau qui laisse à bas prix et une faible vitesse de l'air à travers l'unité peut entraîner la formation de glace à divers endroits de l'unité.
Par conséquent, il est recommandé que la vitesse minimale du lecteur de fréquence variable soit réglée à 50% de la vitesse complète pour minimiser le potentiel de forage de la glace dans l'unité pendant le fonctionnement de la tour de refroidissement ambiante faible. Voir la section de gestion des glaces pour plus d'informations.
Contrôle de la capacité (projet forcé)
Le contrôle de la capacité des tours de refroidissement à draft forcé fonctionnant pendant les applications de refroidissement gratuites peut être obtenue par plusieurs méthodes différentes. Semblable aux unités de brouillon induites, les méthodes de contrôle des capacités les plus courantes sont les moteurs de ventilateur à vitesse unique, en utilisant des moteurs de ventilateur à deux vitesses ou des moteurs à poney, ou en utilisant des entraînements de fréquence variables pour contrôler le ou les ventilateurs de tour de refroidissement. Bien que les méthodes de contrôle de la capacité pour les unités de brouillon forcé soient similaires à celles utilisées pour les unités de brouillon induites, plusieurs différences importantes sont détaillées ci-dessous.
La méthode la plus simple de contrôle de la capacité pour une brouillon forcée est de faire un cycle du ou des ventilateurs activés ou désactivés. Cependant, cette méthode de contrôle entraîne des différentiels de température plus importants et des périodes de temps avec les ventilateurs éteints. Lorsque les ventilateurs sont à vélo, l'eau tombant à travers l'unité peut induire un flux d'air à travers la section des ventilateurs.
Dans des conditions ambiantes extrêmement faibles, cet air humide peut se condenser et se congeler sur les composants froids du système d'entraînement du ventilateur. Si les conditions changent et refroidissent, les quantités excessives de glace qui peuvent s'être formées sur le système d'entraînement peuvent détruire les ventilateurs et les arbres de ventilateur qui sont soudainement nécessaires pour fonctionner. Par conséquent, les ventilateurs doivent être cyclées pendant une faible opération ambiante pour éviter de longues périodes de fonctionnement du ventilateur inactif. Veuillez noter qu'un cyclisme excessif peut endommager les moteurs du ventilateur. Limitez le nombre de départs à six par heure.
Deux moteurs de vitesse ou de poney offrent une meilleure méthode de contrôle que les moteurs à vitesse unique. Le contrôle du moteur à deux vitesses permettra une étape supplémentaire de contrôle de la capacité, réduira les différentiels de température de l'eau et le temps où les ventilateurs sont éteints et offriront des économies en matière de coûts énergétiques. Cette méthode de contrôle de la capacité s'est avérée efficace pour les applications où les variations de charge sont excessives et les conditions hivernales sont modérées.
Les disques de fréquence variables fournissent la méthode de contrôle de la capacité la plus flexible pour les tours de refroidissement des tirs forcées. Le système de contrôle du lecteur de fréquence variable permet aux ventilateurs de fonctionner à une gamme presque infinie de vitesses pour correspondre à la capacité unitaire à la charge du système. Pendant les périodes de charge réduite et de faibles températures ambiantes, les ventilateurs peuvent être maintenus à une vitesse minimale (25% de la vitesse complète), ce qui assure une pression positive à l'intérieur de l'unité. Cette pression positive dans l'unité empêche l'air humide de migrer vers les composants de l'entraînement du ventilateur froid réduisant le potentiel de condensation pour se former puis congeler dessus.
La méthode de contrôle du lecteur de vitesse variable doit être mise en œuvre pour les applications qui connaissent des charges fluctuantes et des températures hivernales sévères.
Contrôle de la capacité (unités cellulaires multiples)
Les tours de refroidissement des tirages induites et forcées à cellules nécessitent des séquences de contrôle différentes des tours de refroidissement d'une seule cellule. Il est important que les ventilateurs et l'eau sur chaque cellule soient correctement contrôlés sur plusieurs tours de refroidissement des cellules.
Un bon contrôle des ventilateurs est essentiel pour éviter le potentiel de construire de la glace dans l'une des cellules d'une tour de refroidissement à plusieurs cellules. Tous les ventilateurs des cellules de fonctionnement doivent être contrôlés simultanément pour éviter les conditions de congélation dans une seule cellule. La méthode correcte pour le contrôle des ventilateurs d'une tour de refroidissement à plusieurs cellules pendant le fonctionnement de refroidissement libre est illustrée à la figure ci-dessous.
Au lieu de faire du vélo un ventilateur et un ventilateur; Les deux ventilateurs doivent être utilisés ensemble à basse vitesse afin d'atteindre un 45 degrés en laissant la température de l'eau. Cette méthode de fonctionnement a la même eau à 65 degrés entrant dans les deux cellules; Cependant, les deux ventilateurs fonctionnant à basse vitesse, cela permet à 45 degrés d'eau d'entrer dans le bassin de chaque cellule. La dernière température de l'eau qui laisse l'eau de la tour de refroidissement est de 45 degrés, et le potentiel de congélation dans une seule cellule est éliminé.
La INCORRECT La méthode de contrôle du ventilateur de cellules multiples est illustrée ci-dessous dans la figure ci-dessous. Dans cet exemple, l'eau du système à 65 degrés est pompée à travers le système de distribution d'eau de chaque cellule. Cependant, le ventilateur de la cellule 1 est éteint et le ventilateur de la cellule 2 est allumé. Étant donné que le ventilateur est éteint dans la cellule 1 que l'eau entrant dans le bassin est de 55 degrés et que le ventilateur de la cellule 2 est sur l'eau entrant dans le bassin est de 35 degrés, la température de l'eau nette résultante entre les bassins est de 45 degrés. Cela répond à la température minimale requise de 45 degrés; Cependant, la température de la cellule 2 est trop basse, ce qui peut entraîner une congélation localisée.
En plus de fournir le bon contrôle des ventilateurs, il est également fortement recommandé de surveiller la température de l'eau quittant dans toutes les cellules. Les capteurs de température du bassin peuvent être placés dans la tuyauterie d'aspiration ou le bassin d'eau froide. Cela peut aider à déterminer les conditions de givrage possibles dans chaque cellule. Cependant, si deux cellules fonctionnant ensemble ont trop de capacité, provoquant un cycle de ventilateur excessif, la réalisation de toute la charge vers une cellule et la fermeture de l'autre cellule doivent être complètement prises en compte.
En règle générale, les charges de refroidissement hivernales sont bien inférieures à ce qui est observé pendant la saison de refroidissement de l'été. Par conséquent, le débit d'eau à travers la tour peut être réduit, ce qui peut créer le potentiel de l'accumulation de glace sur ou à l'intérieur de l'unité.
Il est recommandé que le débit d'eau soit dirigé vers le moins de cellules que possible, car la tour de refroidissement fonctionne mieux avec le flux de flux du système aussi près du flux de conception par cellule que possible. Cela garantit que le système de distribution de l'eau maintient un motif de pulvérisation approprié sur le remplissage et évite une condition à faible débit qui peut conduire à la formation de glace à l'intérieur de la tour de refroidissement.
Dans certains cas, les débits d'hiver de conception sont réduits au-delà des limites inférieures de la plage de performances de la buse de pulvérisation. Dans ce cas, un système spécial de distribution d'eau peut être incorporé pour s'adapter au débit de conception hivernal. Cette conception peut utiliser un système de distribution d'eau supplémentaire avec des buses de pulvérisation capables de fonctionner dans des conditions d'écoulement très faibles. En règle générale, le système de distribution d'eau supplémentaire est limité à une cellule de la tour de refroidissement du tirage induit.
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