La consommation d’eau des tours de refroidissement

Les tours de refroidissement sont des composants importants des systèmes de réfrigération. Elles sont communes dans des industries comme l’industrie pétrolière, chimique, les centrales électriques et les datacenters. L’eau est le media de refroidissement le plus utilisé dans les procédés de refroidissement, étant donné sa disponibilité et sa grande capacité thermique. Ces usages requièrent de larges volumes d’eau et présentent souvent un potentiel d’économie d’eau. Ces économies entrainent une baisse des couts en eau et en rejet d’effluents, et réduisent les couts de traitements.

Sur le marché industriel, on peut trouver 3 types de tours de refroidissement : à circuit ouvert, à circuit fermé et système de refroidissement à passage unique. Les tours de refroidissement peuvent être refroidies à l’air ou à l’eau. Les tours de refroidissement à l’eau sont les plus communes, étant donné que le pouvoir refroidissant de l’eau est plus grand que celui de l’air. Les tours de refroidissement hybrides sont devenues de plus en plus communes pour le refroidissement des datacenters en Europe centrale. Durant les mois à faible température, l’air est utilisé pour le refroidissement, alors que lors des mois à haute température, c’est l’eau qui est utilisée.

Figure 1 - Schéma d’une tour de refroidissement à circuit ouvert




La consommation d’eau est liée au contrôle de l’eau d’appoint, de l’eau de purge et des quantités d’eau évaporées. Ces trois eaux déterminent les cycles de concentrations pouvant être atteints dans la tour de refroidissement. Le bilan matière d’un système de tour de refroidissement peut être écrit de la manière suivante :

Appoint = Purge + Perte par évaporation

Cette équation ne prend pas en compte les fuites du procédé ainsi que le primage qui sont des formes de purges non contrôlées. De plus, le nombre de cycles de concentration est égal au ratio de la concentration en matière en suspension entre l’eau de purge et l’eau d’appoint.

Nb cycles = Concentration de la purge/ Concentration de l’eau d’appoint

Ce ratio peut être optimisé en contrôlant la qualité de l’eau d’appoint la qualité de l’eau de purge réutilisée 

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