La méthode d'élimination de la chaleur résiduelle dans la salle des machines du groupe électrogène diesel et de refroidissement de cette salle est déterminée en fonction de la source d'eau et des conditions météorologiques du projet de centrale électrique, et est généralement conçue selon les principes suivants :
(1) Lorsque la source d'eau est abondante et que sa température est basse, la centrale électrique doit utiliser un système de refroidissement par eau, c'est-à-dire que l'eau sert de fluide frigorigène pour refroidir l'air dans la salle des générateurs diesel. Pour concevoir une centrale à refroidissement par eau, il est impératif de disposer d'une source d'eau naturelle suffisante, telle que l'eau de puits, de source, de rivière, de lac, etc., ou toute autre source utilisable. L'eau doit être de bonne qualité : non toxique, sans goût, exempte de bactéries pathogènes et non corrosive pour les métaux. La teneur en matières inorganiques et organiques, comme les sédiments, doit être conforme aux normes. Le refroidissement doit être effectué à basse température : l'écart de température entre la salle des générateurs diesel et l'eau de refroidissement doit être supérieur à 15 °C et inférieur à 10 °C. Un écart de température trop élevé dans l'eau entraîne une faible différence de température de l'air de retour, un système d'alimentation en air plus volumineux et une augmentation des coûts de construction et d'exploitation.
Comparée à d'autres méthodes de refroidissement, la centrale à refroidissement par eau présente l'avantage d'un volume d'air d'admission et d'échappement réduit, ce qui permet de diminuer la taille des conduits. Moins sensible aux variations de température extérieure, elle garantit le refroidissement de la salle des machines en toute saison. Son principal inconvénient réside dans sa forte consommation d'eau, tributaire des ressources en eau disponibles. En l'absence d'une source d'eau à basse température suffisante, cette méthode de refroidissement est inapplicable.
Le refroidissement des centrales électriques à eau peut être réalisé par aspersion d'eau, c'est-à-dire par lavage de l'air. L'air chaud de la salle des machines étant en contact direct avec les gouttelettes d'eau, le refroidissement et l'échange thermique sont efficaces. De plus, les poussières nocives présentes dans l'air sont partiellement éliminées par l'eau, contribuant ainsi à sa purification. Les centrales à eau peuvent également utiliser le refroidissement de surface : l'air chaud de la salle est alors mis en contact avec l'eau de refroidissement circulant à la surface d'un refroidisseur métallique. L'avantage de cette méthode réside dans la flexibilité du système de refroidissement, qui peut être configuré selon les besoins et n'empiète pas sur la surface de la salle des groupes électrogènes diesel. Par exemple, certains groupes électrogènes diesel à refroidissement en circuit fermé sont équipés de radiateurs frontaux, généralement inutilisés dans les salles des machines fermées des centrales. Dans ce cas, le circuit de refroidissement du moteur diesel peut être modifié et l'eau de refroidissement peut être acheminée vers le radiateur frontal afin de réduire la température de la salle des machines et d'éliminer la chaleur résiduelle de la centrale.
(2) Lorsque l'approvisionnement en eau est difficile ou que la température de l'air provenant de la salle des machines du groupe électrogène diesel en été ne permet pas d'atteindre les besoins de refroidissement de cette salle, il convient d'utiliser un refroidissement par air ou une combinaison de refroidissement par air et par évaporation. La centrale à refroidissement par air utilise l'air froid extérieur à la salle des machines (généralement environ 5 degrés Celsius en dessous de la température de conception de la salle des machines) pour augmenter le volume d'air admis, et utilise cet air admis et l'air extrait pour évacuer la chaleur résiduelle de la salle des machines.
La centrale électrique à refroidissement par air ne nécessite pas une grande quantité d'eau à basse température, ni de système d'alimentation en air de refroidissement. Son système de ventilation dans la salle des machines est simple, son fonctionnement est aisé, et son volume d'admission et d'extraction d'air important assure un renouvellement d'air élevé, garantissant un air frais et confortable. Cependant, la capacité des ventilateurs des conduits d'admission et d'extraction est importante.
Une centrale à refroidissement par évaporation nécessite une faible quantité d'eau, généralement inférieure à 1,5 × 1,36 kg/h par kilowatt, selon les calculs de puissance du moteur diesel. Elle ne présente pas d'exigences strictes en matière de température de l'eau et permet de réduire de plus de moitié la consommation d'air par rapport à une centrale à refroidissement par air, ce qui la rend particulièrement adaptée aux régions où l'eau est rare ou à température élevée. Grâce à l'approfondissement de la recherche et de l'expérimentation sur le refroidissement par évaporation, les équipements associés ne cessent de s'améliorer.
(3) En l'absence de source d'eau suffisante et lorsque la température de l'air entrant ne répond pas aux exigences de la centrale à refroidissement par air, un système de réfrigération artificielle peut être mis en œuvre. Un refroidisseur autonome peut alors être utilisé pour évacuer la chaleur résiduelle de la salle des machines du groupe électrogène diesel. Les coûts de construction et d'exploitation d'un tel système étant élevés, et en hiver ou en période de fortes chaleurs, la centrale doit privilégier l'utilisation de l'air froid extérieur pour la ventilation et le refroidissement. Le refroidissement par air est donc généralement la méthode principale d'évacuation de la chaleur résiduelle. Les centrales diesel étant automatisées, et après compartimentage, le personnel de service n'a généralement pas accès à la salle des machines. La température maximale admissible pour le refroidissement de cette dernière peut être fixée à 40 °C.
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Date de publication : 17 janvier 2025