La majorité des entreprises intervenant dans le secteur industriel se servent de l’eau pour refroidir par contact indirect ou direct leurs infrastructures de production. Les tours de refroidissement jouent un rôle essentiel dans ce processus. En plus de contribuer au maintien de la sécurité et de la stabilité des procédés industriels, ces équipements contribuent également à leur efficacité.

Qu’est-ce qu’une tour de refroidissement et quels sont ses principaux composants ?

La tour de refroidissement est un dispositif qui permet de refroidir un liquide (il s’agit souvent de l’eau) avec l’air ambiant ou un autre gaz. De manière simple, c’est un système de refroidissement d’eau utilisé dans un circuit fermé ou ouvert. Adaptée aux hautes puissances calorifiques, la tour de refroidissement permet, contrairement aux autres appareils semblables (condenseur à air, drycoolers, aéroréfrigérants secs, etc.), d’avoir une excellente efficacité énergétique.

Il faut le dire, les avantages des tours de refroidissement sont nombreux. C’est pourquoi elles sont très utilisées dans le secteur industriel. Elles offrent en effet une solution sûre et très rentable pour réduire le rejet de la chaleur issue de l’eau utilisée par les condenseurs des processus industriels. De plus, l’efficacité énergétique de l’appareil est traduite par le rapport entre ses performances et sa consommation en énergie.

Avant d’investir dans ce système, il est important de savoir qu’il existe deux types de tour de refroidissement : la tour de refroidissement direct et la tour de refroidissement indirect. Quel que soit le type pour lequel on optera, l’appareil sera composé :

• d’une structure principale,
• d’un ventilateur de type centrifuge ou axial,
• d’un corps d’échange.

À cela s’ajoutent un séparateur de gouttes et un système de distribution d’eau. Par ailleurs, il est recommandé de tenir compte de la nature de l’eau à refroidir pour choisir les matériaux de fabrication de la tour. Il faut par exemple privilégier une tour de refroidissement conçu en fibre de verre ou en acier inoxydable si l’eau est agressive ou contient de l’acide.

Comment fonctionne une tour de refroidissement ?

Pour commencer, la tour aéroréfrigérante est généralement utilisée en complément d’un groupe froid pour les dispositifs de climatisation du secteur tertiaire tel que les hôpitaux, université ou seule. Son principe de fonctionnement est relativement simple même s’il varie en fonction du type d’appareil. L’échangeur ouvert permet de prélever la chaleur de l’eau. Cette eau est par la suite mise en contact avec l’air. La propagation de la chaleur se fait via une permutation de chaleur entre l’eau et l’air ainsi que par la volatilisation d’une partie du liquide à refroidir. Grâce à ce mode de fonctionnement, la tour de refroidissement à la capacité de faire descendre la température de l’eau à une température plus basse que celle ambiante.

Ainsi, contrairement à ce que l’on pourrait penser, cet appareil n’est pas une cheminée par laquelle la fumée s’évapore. La huppe visible au-dessus de la tour n’est rien d’autre que la vapeur de l’eau qui a la même constitution qu’un nuage. En ce qui concerne la tour de refroidissement fermée, l’eau refroidie reste emprisonnée dans les nappes des canalisations. L’air de réfrigération est par la suite renouvelé par des ventilateurs ou via convection naturelle même si cette dernière est rare.

À travers son mode de fonctionnement, ce type de tour de refroidissement réduit la pollution de l’eau à refroidir par la poussière qui se trouve dans l’air de refroidissement. Il permet aussi d’éviter la souillure de l’air quand l’eau chaude présente des risques bactériologiques ou chimiques. Ceci contribue à améliorer le bien-être des travailleurs industriels qui respire alors un air moins vicié.

Les avantages de l’utilisation des tours de refroidissement dans le secteur industriel

Comme mentionné plus haut, les avantages liés à l’utilisation des tours de refroidissement dans le secteur industriel sont nombreux. Il faut dire que leur grande efficacité énergétique favorise le refroidissement des processus de production tout en utilisant le moins de ressources possible. L’usage de la tour de refroidissement permet aussi de maîtriser la consommation électrique et de réduire la quantité d’eau utilisée. C’est un système qui donne la possibilité de limiter les durées d’arrêt de maintenance afin que les équipements soient toujours disponibles. La tour favorise aussi la maîtrise des coûts de fonctionnement.

Quelques problèmes courants pouvant survenir avec les tours de refroidissement

Comme avec tous les appareils, il arrivera de rencontrer un certain nombre de problèmes. Voici ci-dessous un top 3 des pannes les plus courantes et les astuces pour les résoudre.

Le dysfonctionnement des ventilateurs de la tour aéroréfrigérante

Lorsque la chaleur de l’eau de condensation est rejetée dans l’atmosphère par les ventilateurs de la tour de refroidissement, il y a un problème. Il s’agit généralement d’une panne liée aux pales du ventilateur ou au système d’entraînement si ce dernier est d’origine mécanique. Pour régler le problème, il faut effectuer des tests de vibration pour détecter où se trouve la panne. Ensuite, il est conseillé de faire une inspection complète et de nettoyer les ventilateurs ou de changer la pièce défectueuse.

Les problèmes liés aux pompes du système

Après plusieurs utilisations, les pompes de la tour de refroidissement peuvent rencontrer des pannes mécaniques. Elles sont souvent dues aux joints défectueux, à l’alignement et à la vibration. C’est une panne qu’il est possible de détecter avec un testeur de vibrations. Pour la réparation, on aura, en fonction de la situation, besoin de changer la pompe.

Le dysfonctionnement des compresseurs

Presque tous les compresseurs sont dotés de circuits électriques qui les font tourner. Ces derniers, en fonction de la charge, ont aussi pour mission de contrôler la capacité du compresseur. Les pannes surviennent lorsque l’un des composants des circuits est défectueux. Pour résoudre ce problème, il faut vérifier la résistance d’isolement des auxiliaires et des moteurs. Il faut aussi s’assurer que le courant passe correctement dans chaque circuit. Il faut ensuite recourir aux services d’un spécialiste pour régler le problème.

L’avenir des tours de refroidissement

Avec la modernisation, le nombre d’industries ne fait qu’augmenter. Étant donné que cette industrialisation continuera dans les années à venir, il est facile de déduire que les tours de refroidissement ont encore de beaux jours devant elles. Cependant, au regard des enjeux écologiques qui profilent à l’horizon, les fabricants de ces dispositifs devront s’arranger pour rendre le système encore moins nocif pour l’environnement. Pour cela, ils devront faire le choix de matériaux écologiques et privilégier les constituants qui peuvent être recyclés. Ils doivent aussi veiller à ce qu’il soit plus économique et efficace qu’il ne l’est déjà.