La performance des groupes froids industriels est fortement influencée par les conditions ambiantes. Il est essentiel de prendre en compte ces facteurs pour garantir une conception optimale et une efficacité énergétique maximale du système de refroidissement. Les principaux facteurs de correction sont la température ambiante, l’ensoleillement et l’humidité relative.
1. Température Ambiante
Impact :
- Une température ambiante élevée réduit l’efficacité du groupe froid en augmentant la température de condensation du fluide frigorigène.
- Le compresseur doit travailler plus dur pour rejeter la chaleur, ce qui augmente la consommation d’énergie et réduit la capacité de refroidissement.
Correction :
- Facteur de correction de température (FCT) : Il ajuste la capacité nominale en fonction de la température ambiante réelle.Capaciteˊ corrigeˊe=Capaciteˊ nominale×FCT\text{Capacité corrigée} = \text{Capacité nominale} \times FCTCapaciteˊ corrigeˊe=Capaciteˊ nominale×FCTLes FCT sont généralement fournis par les fabricants et varient selon le type de système. Par exemple :
- À 30°C, FCT = 1.0 (base de référence)
- À 35°C, FCT = 0.95
- À 40°C, FCT = 0.90
2. Ensoleillement
Impact :
- L’exposition directe au soleil augmente les gains de chaleur, surtout pour les installations extérieures.
- Les surfaces exposées au soleil, telles que les toits et les parois des bâtiments, peuvent transférer de la chaleur supplémentaire aux espaces intérieurs.
Correction :
- Facteur de correction solaire (FCS) : Il prend en compte l’augmentation des charges thermiques dues à l’ensoleillement.Charge thermique totale=Charge thermique calculeˊe+(Gains de chaleur solaire×FCS)\text{Charge thermique totale} = \text{Charge thermique calculée} + (\text{Gains de chaleur solaire} \times FCS)Charge thermique totale=Charge thermique calculeˊe+(Gains de chaleur solaire×FCS)Les FCS peuvent être déterminés par des études thermiques ou des simulations, ou encore fournis par des normes industrielles.
3. Humidité Relative
Impact :
- Une humidité relative élevée augmente la charge latente, c’est-à-dire l’énergie nécessaire pour déshumidifier l’air.
- Le groupe froid doit non seulement refroidir l’air mais aussi extraire l’humidité, ce qui peut doubler la demande énergétique.
Correction :
- Facteur de correction d’humidité (FCH) : Il ajuste la capacité frigorifique pour tenir compte de la charge latente.Capaciteˊ corrigeˊe=Capaciteˊ nominale×FCH\text{Capacité corrigée} = \text{Capacité nominale} \times FCHCapaciteˊ corrigeˊe=Capaciteˊ nominale×FCHPar exemple, à une humidité relative de :
- 50%, FCH = 1.0
- 70%, FCH = 1.1
- 90%, FCH = 1.2
Exemple de Calcul
Supposons une capacité nominale de 500 kW pour un groupe froid, avec les conditions suivantes :
- Température ambiante de 35°C
- Ensoleillement direct augmentant les gains de chaleur de 10 kW
- Humidité relative de 70%
Les facteurs de correction applicables sont :
- FCT (35°C) = 0.95
- FCH (70%) = 1.1
Calculons la capacité corrigée :
- Capacité corrigée pour la température ambiante :Capaciteˊ corrigeˊe=500 kW×0.95=475 kW\text{Capacité corrigée} = 500 \, \text{kW} \times 0.95 = 475 \, \text{kW}Capaciteˊ corrigeˊe=500kW×0.95=475kW
- Ajout des gains de chaleur solaires :Charge thermique totale=475 kW+10 kW=485 kW\text{Charge thermique totale} = 475 \, \text{kW} + 10 \, \text{kW} = 485 \, \text{kW}Charge thermique totale=475kW+10kW=485kW
- Capacité corrigée pour l’humidité relative :Capaciteˊ finale corrigeˊe=485 kW×1.1=533.5 kW\text{Capacité finale corrigée} = 485 \, \text{kW} \times 1.1 = 533.5 \, \text{kW}Capaciteˊ finale corrigeˊe=485kW×1.1=533.5kW
Ainsi, en prenant en compte la température ambiante, l’ensoleillement et l’humidité relative, la capacité frigorifique nécessaire pour le groupe froid est de 533.5 kW.
L’application des facteurs de correction pour la température ambiante, l’ensoleillement et l’humidité relative est cruciale pour dimensionner correctement les groupes froids industriels. Ces ajustements permettent de garantir que les systèmes de refroidissement fonctionnent efficacement dans les conditions réelles d’exploitation, optimisant ainsi la performance et la consommation énergétique.
Nota : pourt chaque cas ambiance, type et référence de groupe froid,il est donc impératif de consulter le guide de correction du fabricant, ou mieux, de faire faire une étude spécifique …
En somme, l’ingénierie des fluides industriels est une discipline importante et diversifiée qui joue un rôle clé dans de nombreuses industries. Elle nécessite une expertise technique et une connaissance approfondie des systèmes de circulation des fluides, de la thermodynamique, de la mécanique des fluides, de la régulation et du contrôle des processus, ainsi que de la sécurité.
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