EP2808637A1 - Unité de refroidissement et procédé de refroidissement - Google Patents

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EP2808637A1
EP2808637A1 EP14166296.5A EP14166296A EP2808637A1 EP 2808637 A1 EP2808637 A1 EP 2808637A1 EP 14166296 A EP14166296 A EP 14166296A EP 2808637 A1 EP2808637 A1 EP 2808637A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
misting
fluid
cooling
bacteriological
disinfection
Prior art date
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Granted
Application number
EP14166296.5A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP2808637B1 (fr
Inventor
Olivier Dewulf
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kelvion SAS
Original Assignee
GEA Erge Spirale and Soramat SAS
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Filing date
Publication date
Application filed by GEA Erge Spirale and Soramat SAS filed Critical GEA Erge Spirale and Soramat SAS
Publication of EP2808637A1 publication Critical patent/EP2808637A1/fr
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28BSTEAM OR VAPOUR CONDENSERS
    • F28B1/00Condensers in which the steam or vapour is separate from the cooling medium by walls, e.g. surface condenser
    • F28B1/06Condensers in which the steam or vapour is separate from the cooling medium by walls, e.g. surface condenser using air or other gas as the cooling medium
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D5/00Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, using the cooling effect of natural or forced evaporation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D5/00Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, using the cooling effect of natural or forced evaporation
    • F28D5/02Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, using the cooling effect of natural or forced evaporation in which the evaporating medium flows in a continuous film or trickles freely over the conduits
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2265/00Safety or protection arrangements; Arrangements for preventing malfunction
    • F28F2265/20Safety or protection arrangements; Arrangements for preventing malfunction for preventing development of microorganisms

Definitions

  • the invention generally relates to a cooling unit comprising an air-cooling device using air as exchange fluid, and a cooling method using such a cooling unit.
  • the aero-refrigerant devices comprise a heat exchanger formed of bundles of tubes in which the fluid to be cooled circulates.
  • the bundles of tubes can be parallel to each other and superimposed to form a heat exchanger V (or flat).
  • the tubes are advantageously provided with fins promoting heat exchange with the ambient air flowing between the tubes.
  • the bundles of tubes are also associated with fans provided above the opening of the V-shaped to achieve an induced draft promoting the circulation of ambient air between the tubes and the fins.
  • one solution consists in pre-cooling the ambient air by using a humidification device consisting of wetted corrugated cellulose sheets intended to be traversed by the ambient air.
  • the passage of air through these wet cellulose sheets causes the evaporation of the water they contain and the cooling of the ambient air.
  • the patent US 5,143,658 describes an arrangement of cellulose sheets, to reduce the pressure losses generated in the passage of air, while ensuring a high efficiency of cooling.
  • the patent US 5,971,370 describes a water distribution system incorporated in the cellulose sheets, allowing simple cleaning of the water distribution system and in particular the injection nozzles.
  • the reference patent US 2008/041 086 describes a heat exchanger provided with a water spray system ensuring a good homogeneity of the water film on the tubes.
  • the reference patent US 2008/041 087 describes a heat exchanger whose fins are arranged in louvers favoring the flow of water.
  • the object of the invention is to overcome these disadvantages by providing a cooling unit to eliminate the risk of bacteriological proliferation while optimizing heat exchange.
  • the subject of the invention is a unit for cooling a fluid, comprising an air-cooling device provided with at least one fan able to circulate ambient air between tubes in which circulates a fluid with cool, a misting device at a pressure greater than 100 bars of a liquid in the ambient air provided upstream of the tubes, characterized in that it comprises a device for bacteriological disinfection of the liquid to be misted upstream of the misting device , and a control unit arranged to condition the operation of the misting device with the operation of the fan and the bacteriological disinfection device, and in that the bacteriological disinfection device combines cavitation hydrodynamic and ultraviolet treatment by intermittent flow.
  • the idea underlying the invention is not to allow misting until ventilation and bacteriological disinfection are not operational. For functional reasons, it is thus ensured that the misting is carried out only with a disinfected liquid and that the air in which this liquid is misted will not be stationary, as this will cause the condensation of this liquid after misting. . Thus, any risk of bacteriological proliferation due to the non-disinfected and / or stagnant liquid is avoided.
  • the invention extends to a method for cooling a fluid during which, ambient air is ventilated between tubes containing a fluid to be cooled, a liquid is misted at high pressure into the ambient air upstream of the tubes, characterized in that before the misting, a bacteriological disinfection of the liquid to be misted is carried out, and that the misting is subjected to ventilation and bacteriological disinfection.
  • the cooling unit 1 comprises an air cooler 2.
  • This air cooler 2 known per se, comprises a heat exchanger formed of bundles of tubes 3. These tubes 3 are arranged parallel to each other, and for example superimposed so as to form two walls of a V-shape (or flat). Thus, each wall forms a circulation beam of the fluid to be cooled provided with an inlet 4 of the fluid to be cooled and an outlet 5 of the cooled fluid.
  • the refrigerant 2 comprises a pump (not shown) ensuring the circulation of the fluid between the intakes 4 and the outlets 5.
  • the refrigerant 2 further comprises a temperature sensor 50 able to measure the temperature of the output fluid. 5.
  • This temperature sensor 50 is connected to a control / command unit 8 (CPU) able to control the cooling unit 1 as a function of the measured temperature.
  • the cooled fluid is guided by a pipe (not shown) circulating appropriately to the equipment to be cooled such as for example a cold group, a heat engine, or other hot equipment to cool.
  • the upper part of the V-shape (or flat) comprises a plate 6 in which fans 7 are integrated. These fans 7 are coupled to the CPU 8 which drives them. When they are in operation, the fans 7 perform an induced draft of the ambient air, forcing the circulation and the passage of the ambient air between the tubes 3.
  • the fans 7 all work together, at the same frequency, for example ranging from 0 to 50 Hz.
  • the ventilation is adjusted by adjusting the frequency of all the fans. 7 by UC 8.
  • the fans 7 operate individually in all or nothing mode. They are thus individually, either stopped (not electrically powered), or in function (electrically powered, for example at the frequency 50 Hz). The adjustment of the ventilation is then obtained by adjusting the number of fans 7 in function.
  • the fans 7 are coupled to a fan sensor 70 connected to the CPU 8.
  • the fan sensor 70 is able to indicate the frequency of the fans, for example between 0 and 50 Hz.
  • the fan sensor 70 is able to indicate the number of fans 7 in function.
  • the cooling unit 1 further comprises a high-pressure misting device 9 provided upstream of the coolant 2 in the direction of air flow.
  • This misting device 9 is controlled by the CPU 8 and includes high pressure misting ramps 10 provided with nozzles 11.
  • High pressure means a pressure greater than 100 bar, allowing the formation of very fine drops of water remaining suspended in the air. This prevents water from running on the tubes.
  • the CPU 8 controls the misting device 9 so as not to saturate the air. Thus, all the mist water is used during the heat exchange.
  • Each misting ramp 10 is coupled to a pump 13 controlled by the CPU 8 and feeding the nozzles 11 with the water to be misted.
  • the cooling unit 1 Since all the misting water is used, the cooling unit 1 does not require any means of recovery or recycling of this water.
  • the piping of the misting device 9 is also provided to contain no stagnation zone. These characteristics thus make it possible to avoid any bacteriological proliferation and to limit the consumption of water.
  • the misting ramps 10 are furthermore connected to a compressed air supply (not shown), making it possible to empty the misting ramps 10 and the nozzles 11 after each use. Any bacteriological proliferation in the misting device 9 is thus avoided.
  • the cooling unit 1 finally comprises a bacteriological disinfection device 12 using, for example, the Behring TM technology. To this end, it combines the dissociation of bacterial clusters, hydrodynamic cavitation and a specific ultraviolet treatment by intermittent flow. The flow intermittent allows to limit the power consumption.
  • a bacteriological disinfection device 12 controlled by the CPU 8 can destroy bacterial clusters (bio film).
  • This bacteriological disinfection device 12 further comprises a disinfection sensor 20 connected to the CPU 8 and able to control, continuously, the proper operation of the bacteriological disinfection device 12 to ensure that the disinfection performed is nominal, namely that it guarantees water in accordance with the most stringent international rules in the field (NSF 55 Class A).
  • This disinfection sensor 20 comprises, for example, a pressure sensor and a flow sensor capable of measuring the pressure and the flow of the bacteriological disinfection device 12. Knowing these flow rates and pressure, the UC 8 deduces the correct operation for the disinfection and the level of disinfection obtained. In the case of energy consumed below a predetermined threshold, the CPU 8 deduces that the disinfection is not nominal and prevents misting as described below.
  • the set of misting ramps 10 is advantageously made of stainless steel and seamless.
  • the inner portions of the misting ramps 10 presentent preferably a very low roughness to prevent the attachment of any biological film.
  • the start of the bacteriological disinfection device 12 can only be obtained after verifying the proper operation of the fans 7, either in maximum frequency or in number.
  • step 150 the temperature of the fluid T flowing out of the air cooler 2 is measured by means of the temperature sensor 50.
  • step 160 this temperature of the fluid T fluid measured at a threshold temperature Tseuil is compared. .
  • step 160 If in step 160, the temperature of the fluid Tfluide is lower than the threshold temperature Tseuil ("NO"), that is to say that the fluid does not need to be cooled, it goes to B, in the normal stopping phase of the cooling process, in step 300 described later with reference to the figure 4 .
  • Tseuil threshold temperature
  • step 160 If in step 160, the threshold temperature Tseuil is reached or exceeded by the temperature of the fluid Tfluide ("YES"), that is to say that the fluid still needs to be cooled, in step 170 , one checks the configuration of the fans 7.
  • step 180 When the fans 7 are in "frequency configuration"("YES"), it is checked in step 180 if the frequency fVentilo of the fans 7 has reached a maximum threshold frequency fseuil or if this fVentilo frequency can be further increased. This verification is carried out by means of the fan sensor 70. If the frequency f is not reached ("YES”), in step 190, the frequency fVentilo is increased. Then, it is looped back to the delaying step 140. If the frequency f is reached ("NO"), step 200 is started, during which the bacteriological disinfection device 12 is started, then the trigger is triggered.
  • step 210 a timer, indicated by "Tempo", during which a failure loop is performed as illustrated by the figure 2 , further detailed and during which it ensures the proper operation of the bacteriological disinfection device 12. If so, to further cool the fluid, in step 220, is started a first misting ramp 10.
  • step 230 When the fans 7 are in "configuration number"("NO"), it is verified in step 230 whether the number of fans 7 in function corresponds to the total number of fans 7 available. This verification is carried out by means of the fan sensor 70. When there are still unused fans 7 ("YES”), at step 240 another Ventilo fan n + 1 is started and it is looped back to the delay step 140. If all fans 7 are used ("NO”), proceed to step 200 previously described.
  • step 220 a delay step 250 is carried out and then, at step 260, the temperature of the fluid T fluid is measured.
  • this temperature of the fluid Tfluide is compared with a threshold temperature Tseuil.
  • step 270 the fluid temperature Tfluide is lower than the threshold temperature Tseuil ("NO"), that is to say that the fluid does not need to be cooled further, then we go to the normal stopping phase B of the cooling process described later with reference to the figure 4 .
  • step 280 If in step 270, the temperature of the fluid Tfluide is greater than the threshold temperature Tseuil ("YES"), that is to say that the fluid still needs to be cooled, in step 280, one checks to see if there is still a fogging ramp 10 at rest, ready to start. If no misting ramp 10 is available (“NO”), it is looped back to A, at the timeout step 140. If a misting ramp 10 is available (“YES”), in step 290 one starts this misting ramp 10 and is looped back to the timing step 210.
  • Tseuil threshold temperature
  • step 300 it is checked whether a misting ramp 10 is in operation. This verification is carried out for example by means of a misting sensor (not shown) capable of detecting the operational misting ramps.
  • step 310 If in step 300 a fogging ramp 10 is in operation (“YES"), in step 310, this fogging ramp 10 is stopped. After a delay step 320, in step 330, the temperature of the fluid Tfluid is measured. In step 340, this temperature of the fluid Tfluide is compared with a threshold temperature Tseuil.
  • step 340 If in step 340, the temperature of the fluid Tfluide is lower than the threshold temperature Tseuil ("NO"), the fluid no longer needs to be cooled.
  • step 350 it is checked whether there remains a misting ramp 10 still in operation. If yes (“YES”), at step 360, stop this ramp of misting 10 and loop back to the timing step 320. In the negative (“NO”), that is to say that all misting ramps 10 are stopped, go to step 330.
  • step 340 If in step 340, the temperature of the fluid Tfluide is greater than the threshold temperature Tseuil, that is to say that the fluid still needs to be cooled, goes to C in step 170 previously described.
  • step 370 is continued in the course of which it is checked whether a fan 7 is on to possibly stop it. In this way, the fans 7 are not stopped as long as the misting is operational. Thus, it is avoided to mist water which may stagnate and cause bacteriological proliferation.
  • step 370 If in step 370, the fans 7 in "frequency configuration” turn at a positive frequency FVentilo or if a fan 7 in “configuration number” is running ("YES"), in step 380, the frequency is decreased fVentilo or stop one of the (or the) fan (s) 7 running.
  • step 400 the temperature of the fluid Tfluid is measured.
  • step 410 this temperature of the fluid Tfluide is compared with a threshold temperature Tseuil.
  • step 410 If in step 410, the temperature of the fluid Tfluide is lower than the threshold temperature Tseuil ("NO"), the fluid no longer needs to be cooled.
  • step 420 it is checked whether there remains a fan 7 still in operation or if the frequency is positive. If yes (“YES”), at step 430, the fan 7 is stopped or the frequency is decreased and it is looped back to the timer step 390. If it is not ("NO"), it is that is to say that all the fans 7 are stopped, we go to A at the timing step 140 previously described
  • step 410 the threshold temperature Tseuil is reached or exceeded by the temperature of the fluid Tfluide ("YES"), that is to say that the fluid has still need to be cooled, going to C in step 170 previously described.
  • step 370 If in step 370, all the fans 7 are stopped, go to A in step 140 described above.
  • the bacteriological disinfection device 12 can be checked for proper operation by means of the disinfection sensor 20. previously described.
  • the nominal operation of the fans 7 corresponds to their operation at the determined frequency or the number of fans 7 running, depending on the temperature of the fluid Tfluid to cool.
  • the nominal operation of the bacteriological disinfection device 12 corresponds to an operation for performing a disinfection according to the prescribed standards.

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Abstract

Une unité de refroidissement (1) d'un fluide, comporte un dispositif aéro-réfrigérant (2) pourvu d'au moins un ventilateur (7) apte à faire circuler de l'air ambiant entre des tubes (3) dans lesquels circulent un fluide à refroidir, un dispositif de brumisation (9) haute pression d'un liquide dans l'air ambiant prévu en amont des tubes (3), un dispositif de désinfection bactériologique (12) du liquide à brumiser prévu en amont du dispositif de brumisation (9), et une unité de contrôle/commande (8) agencée pour conditionner le fonctionnement du dispositif de brumisation (9) au fonctionnement du ventilateur (7) et du dispositif de désinfection bactériologique (12) et ledit dispositif de désinfection bactériologique combine la cavitation hydrodynamique et un traitment aux ultra-violets par débit intermittent. Un procédé de refroidissement met en oeuvre l'unité de refroidissement (1).

Description

    Domaine technique
  • L'invention concerne de façon générale une unité de refroidissement comportant un dispositif aéro-réfrigérant utilisant l'air comme fluide d'échange, ainsi qu'un procédé de refroidissement mettant en oeuvre une telle unité de refroidissement.
  • Technique antérieure
  • De manière générale, les dispositifs aéro-réfrigérants comprennent un échangeur de chaleur formé de faisceaux de tubes dans lesquels circule le fluide à refroidir. Selon une configuration connue, les faisceaux de tubes peuvent être parallèles entre eux et superposés pour former un échangeur de chaleur en V (ou à plat). Les tubes sont avantageusement pourvus d'ailettes favorisant les échanges thermiques avec l'air ambiant circulant entre les tubes. Les faisceaux de tubes sont en outre associés à des ventilateurs prévus au-dessus de l'ouverture de la forme en V pour réaliser un tirage induit favorisant la circulation de l'air ambiant entre les tubes et les ailettes.
  • Pour améliorer les performances des aéro-réfrigérants, une solution consiste à pré-refroidir l'air ambiant en utilisant un dispositif d'humidification constitué de feuilles de cellulose ondulées humidifiées destinées à être traversées par l'air ambiant. Le passage de l'air au travers de ces feuilles de cellulose humides provoque l'évaporation de l'eau qu'elles contiennent et le refroidissement de l'air ambiant. Le brevet US 5,143,658 décrit un arrangement de feuilles de cellulose, permettant de réduire les pertes de charges engendrées au passage de l'air, tout en assurant une efficacité importante du refroidissement. Le brevet US 5,971,370 décrit un système de distribution d'eau intégré aux feuilles de cellulose, permettant un nettoyage simple du système de distribution d'eau et notamment des buses d'injection.
  • Cette solution présente toutefois une efficacité thermique modérée, elle nécessite une consommation d'eau importante et présentent un risque important de prolifération bactériologique dans les feuilles de cellulose.
  • Une autre solution consiste à projeter de l'eau sur la surface des tubes contenant le fluide à refroidir pour augmenter l'échange thermique. Une partie de cette eau pulvérisée s'évapore lors de l'échange thermique. La partie non évaporée est collectée dans un bassin puis recyclée. Le brevet référence US 2008/041 086 décrit un échangeur de chaleur pourvu d'un système de pulvérisation d'eau assurant une bonne homogénéité du film d'eau sur les tubes. Le brevet référence US 2008/041 087 décrit un échangeur de chaleur dont les ailettes sont agencées en persiennes favorisant l'écoulement de l'eau.
  • Cette solution ne permet néanmoins pas de résoudre les problèmes de prolifération bactériologique précédemment cités.
  • Les documents WO 00/16022 et US 2010/012291 introduisent la notion de traitement aux ultra-violets pour limiter la prolifération de bactéries dans des unités de refroidissement.
  • Exposé de l'invention
  • Le but de l'invention est de remédier à ces inconvénients en proposant une unité de refroidissement permettant de supprimer les risques de prolifération bactériologique tout en optimisant les échanges thermiques.
  • A cet effet, l'invention a pour objet une unité de refroidissement d'un fluide, comportant un dispositif aéro-réfrigérant pourvu d'au moins un ventilateur apte à faire circuler de l'air ambiant entre des tubes dans lesquels circule un fluide à refroidir, un dispositif de brumisation à pression supérieure à 100 bars d'un liquide dans l'air ambiant prévu en amont des tubes, caractérisée en ce qu'elle comporte un dispositif de désinfection bactériologique du liquide à brumiser prévu en amont du dispositif de brumisation, et une unité de contrôle/commande agencée pour conditionner le fonctionnement du dispositif de brumisation au fonctionnement du ventilateur et du dispositif de désinfection bactériologique, et en ce que le dispositif de désinfection bactériologique combine la cavitation hydrodynamique et un traitement aux ultra-violets par débit intermittent.
  • Dans la présente, les notions amont et aval font référence au sens de circulation de l'air ambiant.
  • L'idée à la base de l'invention consiste à ne pas permettre la brumisation tant que la ventilation et la désinfection bactériologique ne sont pas opérationnelles. Pour des raisons fonctionnelles, on s'assure ainsi que la brumisation n'est réalisée qu'avec un liquide désinfecté et que l'air dans laquelle ce liquide est brumisé ne va pas être stationnaire au risque de provoquer la condensation de ce liquide après brumisation. Ainsi, on évite tout risque de prolifération bactériologique due au liquide non désinfecté et/ou stagnant.
  • L'unité de refroidissement selon l'invention peut avantageusement présenter les particularités suivantes :
    • elle comporte au moins un capteur de ventilateur apte détecter le fonctionnement nominal du ventilateur, l'unité de contrôle/commande est agencée pour arrêter le fonctionnement du dispositif de brumisation lorsque le capteur de ventilateur ne détecte pas le fonctionnement nominal du ventilateur. Ce capteur de ventilateur est par exemple un capteur de température positionné à la sortie de l'aéro-réfrigérant pour mesurer la température du fluide à refroidir.
    • elle comporte au moins un capteur de désinfection apte à détecter le fonctionnement nominal du dispositif de désinfection bactériologique, l'unité de contrôle/commande est agencée pour arrêter le fonctionnement du dispositif de brumisation lorsque le capteur de désinfection ne détecte pas le fonctionnement nominal du dispositif de désinfection bactériologique ;
    • elle comporte un capteur de température apte à mesurer la température du fluide à refroidir, l'unité de contrôle/commande est agencée pour moduler, en temps réel, le fonctionnement de l'aéro-réfrigérant et du dispositif brumisation en fonction de la température mesurée.
  • L'invention s'étend à un procédé de refroidissement d'un fluide au cours duquel, on ventile de l'air ambiant entre des tubes contenant un fluide à refroidir, on brumise à haute pression un liquide dans l'air ambiant en amont des tubes, caractérisé en ce qu'avant la brumisation, on réalise une désinfection bactériologique du liquide à brumiser, et que l'on conditionne la brumisation à la ventilation et à la désinfection bactériologique.
  • Le procédé de refroidissement selon l'invention peut avantageusement présenter les particularités suivantes :
    • on arrête la brumisation lorsque l'on détecte une défaillance au niveau de l'une au moins des ventilation et désinfection bactériologique ;
    • on mesure la température du fluide à refroidir, et on module, en temps réel, la ventilation et la brumisation en fonction de la température du fluide mesurée ;
    • on utilise le dispositif de brumisation et, lors de l'arrêt du procédé de refroidissement, on vidange le dispositif de brumisation.
    Présentation sommaire des dessins
  • La présente invention sera mieux comprise et d'autres avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée d'un mode de réalisation pris à titre d'exemple nullement limitatif et illustré par les dessins annexés, dans lesquels :
    • la figure 1 est une vue en perspective de l'unité de refroidissement selon l'invention ;
    • la figure 2 est un logigramme illustrant la boucle de défaillance du procédé de refroidissement selon l'invention :
    • la figure 3 est un logigramme illustrant les étapes de démarrage et les étapes suivantes du procédé de refroidissement selon l'invention ;
    • la figure 4 est un logigramme illustrant les étapes d'arrêt du procédé de refroidissement selon l'invention.
    Description des modes de réalisation
  • En référence à la figure 1, l'unité de refroidissement 1 selon l'invention comporte un aéro-réfrigérant 2. Cet aéro-réfrigérant 2, connu en soi, comporte un échangeur de chaleur formé de faisceaux de tubes 3. Ces tubes 3 sont disposés parallèles entre eux, et par exemple superposés de sorte à former deux parois d'une forme en V (ou à plat). Ainsi, chaque paroi forme un faisceau de circulation du fluide à refroidir pourvu d'une admission 4 du fluide à refroidir et d'une sortie 5 du fluide refroidi. L'aéro-réfrigérant 2 comporte une pompe (non représentée) assurant la circulation du fluide entre les admissions 4 et les sorties 5. L'aéro-réfrigérant 2 comporte en outre un capteur de température 50 apte à mesurer la température du fluide en sortie 5. Ce capteur de température 50 est relié à une unité de contrôle/commande 8 (UC) apte à piloter l'unité de refroidissement 1 en fonction de la température mesurée. Le fluide refroidi est guidé par une tuyauterie (non représentée) le faisant circuler de manière adaptée vers l'équipement à refroidir tel que par exemple un groupe de froid, un moteur thermique , ou tout autre équipement chaud à refroidir.
  • La partie supérieure de la forme en V (ou à plat) comporte une platine 6 dans laquelle des ventilateurs 7 sont intégrés. Ces ventilateurs 7 sont couplés à l'UC 8 qui les pilote. Lorsqu'ils sont en fonction, les ventilateurs 7 réalisent un tirage induit de l'air ambiant, forçant la circulation et le passage de l'air ambiant entre les tubes 3.
  • Selon une première configuration dite « configuration fréquence », les ventilateurs 7 fonctionnent tous ensemble, à une même fréquence pouvant varier par exemple de 0 à 50 Hz. Ainsi le réglage de la ventilation est obtenu par ajustement de la fréquence de l'ensemble des ventilateurs 7 par l'UC 8.
  • Selon une seconde configuration dite « configuration nombre », les ventilateurs 7 fonctionnent individuellement en mode tout ou rien. Ils sont ainsi individuellement, soit à l'arrêt (non alimentés électriquement), soit en fonction (alimentés électriquement, par exemple à la fréquence 50 Hz). Le réglage de la ventilation est alors obtenu par ajustement du nombre de ventilateurs 7 en fonction.
  • Les ventilateurs 7 sont couplés à un capteur de ventilateur 70 relié à l'UC 8. Dans la première configuration, le capteur de ventilateur 70 est apte à indiquer la fréquence des ventilateurs, par exemple entre 0 et 50 Hz. Dans la seconde configuration, le capteur de ventilateur 70 est apte à indiquer le nombre de ventilateurs 7 en fonction.
  • L'unité de refroidissement 1 comporte en outre un dispositif de brumisation 9 haute pression, prévu en amont de l'aéro-réfrigérant 2 dans le sens de circulation de l'air. Ce dispositif de brumisation 9 est piloté par l'UC 8 et comporte des rampes de brumisation 10 haute pression pourvues de buses 11. Par haute pression, on entend une pression supérieure à 100 bars, permettant la formation de gouttes d'eau très fines restant en suspension dans l'air. On évite ainsi que de l'eau ne ruissèle sur les tubes. L'UC 8 pilote le dispositif de brumisation 9 de sorte à ne pas saturer l'air. Ainsi, toute l'eau brumisée est utilisée lors de l'échange thermique. Chaque rampe de brumisation 10 est couplée à une pompe 13 pilotée par l'UC 8 et alimentant les buses 11 avec l'eau à brumiser.
  • Toute l'eau de brumisation étant utilisée, l'unité de refroidissement 1 ne nécessite aucun moyen de récupération, ni de recyclage de cette eau. La tuyauterie du dispositif de brumisation 9 est par ailleurs prévue pour ne contenir aucune zone de stagnation. Ces caractéristiques permettent ainsi d'éviter toute prolifération bactériologique et de limiter la consommation d'eau.
  • Les rampes de brumisation 10 sont par ailleurs reliées à une alimentation en air comprimé (non représentée), permettant de vidanger les rampes de brumisation 10 et les buses 11 après chaque utilisation. Toute prolifération bactériologique dans le dispositif de brumisation 9 est ainsi évitée.
  • L'unité de refroidissement 1 comporte enfin un dispositif de désinfection bactériologique 12 utilisant par exemple la technologie Behring™. Il combine à cet effet la dissociation des amas bactériens, la cavitation hydrodynamique et un traitement spécifique aux ultra-violets par débit intermittent. Le débit intermittent permet de limiter la consommation électrique. Un tel dispositif de désinfection bactériologique 12 piloté par l'UC 8 permet de détruire les amas bactériens (bio film).
  • Ce dispositif de désinfection bactériologique 12 comporte en outre un capteur de désinfection 20 relié à l'UC 8 et apte à contrôler, en continu, le bon fonctionnement du dispositif de désinfection bactériologique 12 pour s'assurer que la désinfection réalisée est nominale, à savoir qu'elle garantit une eau conforme aux règles internationales les plus strictes en la matière (NSF 55 Class A). Ce capteur de désinfection 20 comporte par exemple un capteur de pression et un capteur de débit aptes à mesurer la pression et le débit du dispositif de désinfection bactériologique 12. Connaissant ces débits et pression, l'UC 8 en déduit le bon fonctionnement pour la désinfection et le niveau de désinfection obtenu. En cas d'énergie consommée inférieure à un seuil prédéterminé, l'UC 8 en déduit que la désinfection n'est pas nominale et empêche la brumisation tel que décrit plus loin.
  • L'ensemble des rampes de brumisation 10 est avantageusement réalisée en acier inoxydable et sans joint. De plus, les parties intérieures des rampes de brumisation 10présentent de préférence une rugosité très faible permettant d'éviter l'accroche de tout film biologique.
  • Les phases de démarrage et d'arrêt normal du procédé de refroidissement sont décrites ci-après en référence aux figures 3 et 4 en sur la base d'une unité de refroidissement 1 ne comportant qu'un seul dispositif de désinfection bactériologique 12.
  • Telle qu'il ressort de la description ci-après, le démarrage du dispositif de désinfection bactériologique 12 ne peut être obtenu qu'après vérification du bon fonctionnement des ventilateurs 7, soit en fréquence maxi, soit en nombre.
  • A l'étape 100 de la figure 3, on démarre les ventilateurs 7. Après une temporisation 140, à l'étape 150, on mesure au moyen du capteur de température 50, la température du fluide Tfluide sortant de l'aéroréfrigérant 2. A l'étape 160, on compare cette température du fluide Tfluide mesurée à une température seuil Tseuil.
  • Si à l'étape 160, la température du fluide Tfluide est inférieure à la température seuil Tseuil (« NON »), c'est-à-dire que le fluide n'a pas besoin d'être refroidi, on passe en B, en phase d'arrêt normal du procédé de refroidissement, à l'étape 300 décrite plus loin en référence à la figure 4.
  • Si à l'étape 160, la température seuil Tseuil est atteinte ou dépassée par la température du fluide Tfluide (« OUI »), c'est-à-dire que le fluide a encore besoin d'être refroidi, à l'étape 170, on vérifie la configuration des ventilateurs 7.
  • Lorsque les ventilateurs 7 sont en « configuration fréquence » (« OUI »), on vérifie à l'étape 180 si la fréquence fVentilo des ventilateurs 7 a atteint un seuil maximal de fréquence fseuil ou si cette fréquence fVentilo peut encore être augmentée. Cette vérification est réalisée au moyen du capteur de ventilateur 70. Si la fréquence fseuil n'est pas atteinte (« OUI »), à l'étape 190, on augmente la fréquence fVentilo. Ensuite, on reboucle à l'étape de temporisation 140. Si la fréquence fseuil est atteinte (« NON »), on passe à l'étape 200 au cours de laquelle on démarre le dispositif de désinfection bactériologique 12, puis on déclenche à l'étape 210 une temporisation, indiquée par «Tempo», au cours de laquelle on réalise une boucle de défaillance telle qu'illustrée par la figure 2, détaillée plus loin et au cours de laquelle on s'assure du bon fonctionnement du dispositif de désinfection bactériologique 12. Dans l'affirmative, pour refroidir davantage le fluide, à l'étape 220, on démarre une première rampe de brumisation 10.
  • Lorsque les ventilateurs 7 sont en « configuration nombre » (« NON »), on vérifie à l'étape 230 si le nombre de ventilateurs 7 en fonction correspond au nombre total de ventilateurs 7 disponibles. Cette vérification est réalisée au moyen du capteur de ventilateur 70. Lorsqu'il reste des ventilateurs 7 non utilisés (« OUI »), à l'étape 240 on démarre un autre ventilateur Ventilo n+1 et on reboucle à l'étape de temporisation 140. Si tous les ventilateurs 7 sont utilisés (« NON »), on passe à l'étape 200 précédemment décrite.
  • Après l'étape 220, on réalise une étape de temporisation 250 puis, à l'étape 260, on mesure la température du fluide Tfluide. A l'étape 260, on compare cette température du fluide Tfluide à une température seuil Tseuil.
  • Si à l'étape 270, la température du fluide Tfluide est inférieure à la température seuil Tseuil (« NON »), c'est-à-dire que le fluide n'a pas besoin d'être refroidi davantage, alors on passe à la phase d'arrêt normal B du procédé de refroidissement décrite plus loin en référence à la figure 4.
  • Si à l'étape 270, la température du fluide Tfluide est supérieure à la température seuil Tseuil (« OUI »), c'est-à-dire que le fluide a encore besoin d'être refroidi, à l'étape 280, on vérifie s'il reste une rampe de brumisation 10 à l'arrêt, disponible pour être mise en marche. Si aucune rampe de brumisation 10 n'est disponible (« NON »), on reboucle en A, à l'étape de temporisation 140. Si une rampe de brumisation 10 est disponible (« OUI »), à l'étape 290 on démarre cette rampe de brumisation 10 et on reboucle à l'étape 210 de temporisation.
  • La phase d'arrêt normal B est décrite ci-après en référence à la figure 4. A l'étape 300, on vérifie si une rampe de brumisation 10 est en fonction. Cette vérification est réalisée par exemple au moyen d'un capteur de brumisation (non représenté) apte à détecter les rampes de brumisation 10 opérationnelles.
  • Si à l'étape 300 une rampe de brumisation 10 est en fonction (« OUI »), à l'étape 310, cette rampe de brumisation 10 est arrêtée. Après une étape de temporisation 320, à l'étape 330, on mesure la température du fluide Tfluide. A l'étape 340, on compare cette température du fluide Tfluide à une température seuil Tseuil.
  • Si à l'étape 340, la température du fluide Tfluide est inférieure à la température seuil Tseuil (« NON »), le fluide n'a plus besoin d'être refroidi. A l'étape 350, on vérifie s'il reste une rampe de brumisation 10 encore en fonction. Dans l'affirmative (« OUI »), à l'étape 360, on arrête cette rampe de brumisation 10 et on reboucle à l'étape de temporisation 320. Dans la négative (« NON »), c'est-à-dire que toutes les rampes de brumisation 10 sont arrêtées, on passe à l'étape 330.
  • Si à l'étape 340, la température du fluide Tfluide est supérieure à la température seuil Tseuil, c'est-à-dire que le fluide a encore besoin d'être refroidi, on passe en C à l'étape 170 précédemment décrite.
  • Si à l'étape 300 toutes les rampes de brumisation 10 sont éteintes (« NON »), on poursuit par l'étape 370 au cours de laquelle on vérifie si un ventilateur 7 est en fonction pour éventuellement l'arrêter. De cette manière, les ventilateurs 7 ne sont pas arrêtés tant que la brumisation est opérationnelle. Ainsi, on évite de brumiser de l'eau qui risque de stagner et d'entrainer une prolifération bactériologique.
  • Si à l'étape 370, les ventilateurs 7 en « configuration fréquence » tournent à une fréquence fVentilo positive ou si un ventilateur 7 en « configuration nombre » est en marche (« OUI »), à l'étape 380, on diminue la fréquence fVentilo ou on arrête un des (ou le) ventilateur(s) 7 en marche.
  • Après une étape de temporisation 390, à l'étape 400, on mesure la température du fluide Tfluide. A l'étape 410, on compare cette température du fluide Tfluide à une température seuil Tseuil.
  • Si à l'étape 410, la température du fluide Tfluide est inférieure à la température seuil Tseuil (« NON »), le fluide n'a plus besoin d'être refroidi. A l'étape 420, on vérifie s'il reste un ventilateur 7 encore en fonction ou si la fréquence est positive. Dans l'affirmative (« OUI »), à l'étape 430, on arrête ce ventilateur 7 ou on diminue la fréquence et on reboucle à l'étape de temporisation 390. Dans la négative (« NON »), c'est-à-dire que tous les ventilateurs 7 sont arrêtés, on passe en A à l'étape de temporisation 140 précédemment décrite
  • Si à l'étape 410, la température seuil Tseuil est atteinte ou dépassée par la température du fluide Tfluide (« OUI »), c'est-à-dire que le fluide a encore besoin d'être refroidi, on passe en C à l'étape 170 précédemment décrite.
  • Si à l'étape 370, tous les ventilateurs 7 sont arrêtés, on passe en A à l'étape 140 décrite précédemment.
  • En parallèle aux phases de démarrage et d'arrêt normal précédemment décrites, on répète en continue la boucle de défaillance illustrée par la figure 2 et au cours de laquelle, on vérifie respectivement à l'étape 440, 450 le bon fonctionnement du dispositif de désinfection bactériologique 12 et celui des ventilateurs 7. Le bon fonctionnement du dispositif de désinfection bactériologique 12 peut être vérifié au moyen du capteur de désinfection 20 précédemment décrit.
  • En cas de défaillance de l'un ou l'autre du dispositif de désinfection bactériologique 12 et ventilateurs 7, ce fonctionnement est dit non nominal et, on passe à une phase d'arrêt en mode défaillance de l'unité de refroidissement 1 au cours de laquelle on arrête toutes les rampes de brumisation 10. Ainsi, le fonctionnement du dispositif de brumisation 9 est conditionné, en temps réel, au bon fonctionnement des ventilateurs 7 et du dispositif de désinfection bactériologique 12, garantissant l'unité de refroidissement 1 contre tout risque d'infection bactériologique.
  • En cas de bon fonctionnement du dispositif de désinfection bactériologique 12 et des ventilateurs 7, ce fonctionnement est dit nominal et la boucle de défaillance est répétée jusqu'à l'arrêt de l'unité de refroidissement 1. On s'assure ainsi qu'aucune brumisation n'est réalisée lorsque le fonctionnement des dispositifs de désinfection bactériologique 12 et/ou les ventilateurs 7 n'est pas nominal, à savoir que l'un et/ou l'autre ne sont pas pleinement opérationnels. L'invention permet ainsi d'atteindre les objectifs précédemment mentionnés.
  • Le fonctionnement nominal des ventilateurs 7 correspond à leur fonctionnement à la fréquence déterminée ou au nombre de ventilateurs 7 en marche, en fonction de la température du fluide Tfluide à refroidir. Le fonctionnement nominal du dispositif de désinfection bactériologique 12 correspond à un fonctionnement permettant de réaliser une désinfection selon les normes prescrites.
  • Il va de soi que la présente invention ne saurait être limitée à la description qui précède d'un de ses modes de réalisation, susceptibles de subir quelques modifications sans pour autant sortir du cadre de l'invention.

Claims (8)

  1. Unité de refroidissement (1) d'un fluide, comportant un dispositif aéro-réfrigérant (2) pourvu d'au moins un ventilateur (7) apte à faire circuler de l'air ambiant entre des tubes (3) dans lesquels circule un fluide à refroidir, un dispositif de brumisation (9) à pression supérieure à 100 bars d'un liquide dans l'air ambiant prévu en amont desdits tubes (3), caractérisée en ce qu'elle comporte un dispositif de désinfection bactériologique (12) dudit liquide à brumiser prévu en amont dudit dispositif de brumisation (9), et une unité de contrôle/commande (8) agencée pour conditionner le fonctionnement dudit dispositif de brumisation (9) au fonctionnement dudit ventilateur (7) et dudit dispositif de désinfection bactériologique (12), et en ce que ledit dispositif de désinfection bactériologique combine la cavitation hydrodynamique et un traitement aux ultra-violets par débit intermittent.
  2. Unité de refroidissement (1) selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte un capteur de ventilateur (70) apte à détecter le fonctionnement nominal dudit ventilateur (7), ladite unité de contrôle/commande (8) étant agencée pour arrêter le fonctionnement dudit dispositif de brumisation (9) lorsque ledit capteur de ventilateur (70) ne détecte pas le fonctionnement nominal dudit ventilateur (7).
  3. Unité de refroidissement (1) selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un capteur de désinfection (20) apte à détecter le fonctionnement nominal dudit dispositif de désinfection bactériologique (12), ladite unité de contrôle/commande (8) étant agencée pour arrêter le fonctionnement dudit dispositif de brumisation (9) lorsque ledit capteur de désinfection (20) ne détecte pas le fonctionnement nominal dudit dispositif de désinfection bactériologique (12).
  4. Unité de refroidissement (1) selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte un capteur de température (50) apte à mesurer la température (Tfluide) dudit fluide à refroidir, et en ce que ladite unité de contrôle/commande (8) est agencée pour moduler, en temps réel, le fonctionnement dudit aéro-réfrigérant (2) et dudit dispositif brumisation (9) en fonction de ladite température (Tfluide) mesurée.
  5. Procédé de refroidissement (1) d'un fluide au cours duquel, on ventile de l'air ambiant entre des tubes (3) contenant un fluide à refroidir, on brumise à haute pression un liquide dans l'air ambiant en amont desdits tubes (3, caractérisé en ce qu'avant la brumisation, on réalise une désinfection bactériologique dudit liquide à brumiser, et en ce que l'on conditionne la brumisation à ladite ventilation et à ladite désinfection bactériologique.
  6. Procédé de refroidissement (1) selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'on arrête ladite brumisation lorsque l'on détecte une défaillance au niveau de l'une au moins desdites ventilation et désinfection bactériologique.
  7. Procédé de refroidissement (1) selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'on mesure la température dudit fluide (Tfluide) à refroidir, et en ce que l'on module, en temps réel, ladite ventilation et ladite brumisation en fonction de ladite température dudit fluide (Tfluide) mesurée.
  8. Procédé de refroidissement (1) selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'on utilise un dispositif de brumisation (9) et que, lors de l'arrêt dudit procédé de refroidissement, on vidange ledit dispositif de brumisation (9).
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