Dans les centres de données (datacenters) et autres installations, les processus adiabatiques ont permis de mettre en place des méthodes de rafraichissement libre, qui utilisent des phénomènes naturels librement disponibles pour réguler la température. Le principe du refroidissement adiabatique a été exploité pour développer des unités de refroidissement qui peuvent permettre à l’industrie d’économiser des millions de litres d’eau. Aux États-Unis, les anciennes tours de refroidissement utilisent actuellement 1,5 quadrillion de litres d’eau, qu’elles ont tendance à polluer.
Les unités de refroidissement adiabatique peuvent également permettre d’économiser plus de 40 % d’électricité.
rafraichissement adiabatique, comment ça marche ?
Le refroidissement adiabatique est utilisé dans les refroidisseurs par évaporation. Un refroidisseur par évaporation est en fait un grand ventilateur qui aspire l’air chaud par des tampons humidifiés à l’eau. Lorsque l’eau des coussinets s’évapore, l’air est refroidi et poussé vers la pièce. La température peut être contrôlée en ajustant le débit d’air du refroidisseur.
Dans la nature, le refroidissement adiabatique est souvent associé à l’altitude. Comme on le voit avec les formations nuageuses, une masse d’air chauffée se dilate et devient moins dense. Étant moins dense, elle est plus légère et s’élève au-dessus d’une masse d’air à plus haute pression. Ayant atteint des zones où l’air est moins dense, elle se dilate encore, perd l’énergie qu’elle a gagnée et se refroidit en même temps. Lorsque l’air de refroidissement franchit le point de rosée, l’humidité contenue dans l’air s’accumule sous forme de nuages. Lorsque l’humidité et le refroidissement sont suffisants, il y a des précipitations. Les principes du rafraichissement adiabatique sont également appliqués pour augmenter l’humidité dans les installations.
À l’inverse, le chauffage adiabatique se produit lorsqu’une masse d’air plus froide et moins dense s’enfonce et que sa température augmente en raison de l’agitation, des vibrations et de l’augmentation de la chaleur des molécules sous pression.
Le refroidissement adiabatique refroidit l’air frais par évaporation d’eau. Cette méthode naturelle permet un refroidissement efficace et respectueux de l’environnement.
Économies d’énergie grâce au refroidissement indirect par évaporation dans un système de climatisation
Le besoin en énergie de refroidissement d’un bâtiment est essentiellement déterminé par le rayonnement solaire incident ainsi que par les charges thermiques internes causées par les personnes, les équipements et les luminaires. En fonction des conditions de l’air extérieur et des sources d’humidité internes existantes, une énergie de refroidissement latente est également nécessaire pour maintenir les niveaux d’humidité autorisés.
Le refroidissement par évaporation indirecte convient au refroidissement sensible de l’air d’entrée. En outre, le refroidissement latent nécessaire à la déshumidification ou le refroidissement sensible allant au-delà du potentiel de refroidissement par évaporation doit ensuite avoir lieu au moyen d’un refroidisseur mécanique mais de taille adéquatement plus petite. Dans un système bien conçu, le refroidissement évaporatif indirect permet d’économiser beaucoup plus d’énergie électrique que la perte de pression supplémentaire côté air due au ventilateur d’extraction. Si vous souhaitez en savoir plus, découvrez le procédé expliqué sur le site du spécialiste Exeltec.
Au stade de la planification, il est possible de déterminer la quantité d’énergie pouvant être fournie de manière régénérative et réellement économisée par le refroidissement évaporatif indirect au moyen d’un calcul de simulation impliquant le fonctionnement du système de climatisation sur le site du bâtiment concerné. Toutes les conditions d’air extérieur présentes au cours de l’année ainsi que les paramètres de conception pertinents du système de climatisation doivent être inclus dans cette simulation.
Comment cela fonctionne-t-il ?
L’eau a besoin de chaleur pour s’évaporer. Cette chaleur est extraite de l’air. L’air se refroidit car l’évaporation extrait la chaleur de l’air.
Le refroidissement adiabatique permet de refroidir durablement et efficacement, même pendant les jours les plus chauds. Le refroidissement par évaporation peut permettre d’importantes économies d’énergie allant jusqu’à 90 %. Le système utilise l’eau comme réfrigérant naturel. Avec le refroidissement adiabatique, il est possible de refroidir avec 100% d’air frais. Cela permet de créer des conditions confortables et saines.