Les unités de réfrigération industrielle comportent trois systèmes de circulation, et des problèmes d'entartrage sont susceptibles de se produire dans chacun d'eux : le système de circulation du fluide frigorigène, le système de circulation de l'eau et le système de circulation à commande électronique. Un fonctionnement stable de ces différents systèmes nécessite une coopération étroite.
Il est donc nécessaire de maintenir chaque système dans sa plage de fonctionnement normale. Bien que les performances des équipements frigorifiques industriels de fabrication nationale soient relativement stables, un manque d'entretien prolongé entraînera inévitablement d'importants problèmes d'entartrage. Ceci peut non seulement obstruer les équipements, mais aussi perturber la circulation de l'eau.
Le tartre a un impact considérable sur les performances globales des groupes frigorifiques industriels et peut même réduire leur durée de vie. Par conséquent, un détartrage régulier est essentiel pour le bon fonctionnement de ces groupes.
1. Pourquoi y a-t-il une échelle sur le réfrigérateur ?
Les principaux composants de l'entartrage dans le système d'eau de refroidissement sont les sels de calcium et les sels de magnésium, et leur solubilité diminue avec l'augmentation de la température ; lorsque l'eau de refroidissement entre en contact avec la surface de l'échangeur de chaleur, des dépôts de tartre se forment sur la surface de l'échangeur de chaleur.
Il existe quatre situations d'encrassement du réfrigérateur :
(1) Cristallisation des sels dans une solution sursaturée à plusieurs composants.
(2) Dépôt de colloïdes organiques et de colloïdes minéraux.
(3) Liaison de particules solides de certaines substances avec différents degrés de dispersion.
(4) Corrosion électrochimique de certaines substances et production microbienne, etc. La précipitation de ces mélanges est le principal facteur d'entartrage. Les conditions de précipitation en phase solide sont les suivantes : la solubilité de certains sels diminue avec l'augmentation de la température, comme Ca(HCO3)2, CaCO3, Ca(OH)2, CaSO4, MgCO3, Mg(OH)2, etc. Ensuite, lors de l'évaporation de l'eau, la concentration en sels dissous augmente jusqu'à atteindre un niveau de sursaturation. Une réaction chimique se produit alors dans l'eau chauffée, ou certains ions forment d'autres ions de sels insolubles.
Pour certains sels répondant aux conditions ci-dessus, les germes initiaux se déposent d'abord sur la surface métallique, puis se transforment progressivement en particules. Ils présentent une structure amorphe ou cristalline latente et s'agrègent pour former des cristaux ou des amas. Les sels de bicarbonate sont la principale cause d'entartrage dans l'eau de refroidissement. En effet, le carbonate de calcium, plus lourd, se désagrège lors du chauffage en carbonate de calcium, dioxyde de carbone et eau. Le carbonate de calcium, quant à lui, est moins soluble et se dépose donc sur les surfaces des équipements de refroidissement.
Ca(HCO3)2=CaCO3↓+H2O+CO2↑.
La formation de tartre à la surface de l'échangeur de chaleur corrode l'équipement et réduit sa durée de vie ; deuxièmement, elle entrave le transfert de chaleur de l'échangeur et réduit son efficacité.
2. Détartrage du réfrigérateur
1. Classification des méthodes de détartrage
Les méthodes d'élimination du tartre à la surface des échangeurs de chaleur comprennent le détartrage manuel, le détartrage mécanique, le détartrage chimique et le détartrage physique.
Dans diverses méthodes de détartrage, les méthodes physiques de détartrage et d'anticarisation sont idéales. Cependant, en raison du principe de fonctionnement des appareils de détartrage électroniques classiques, il existe des situations où l'effet n'est pas optimal, comme par exemple :
(1). La dureté de l'eau varie d'un endroit à l'autre.
(2). La dureté de l'eau de l'unité change pendant le fonctionnement, et l'instrument de détartrage électronique pour pluie légère peut formuler un plan de détartrage plus approprié en fonction des échantillons d'eau envoyés par le fabricant, de sorte que le détartrage ne sera plus affecté par d'autres influences ;
(3). Si l'opérateur néglige le travail de purge, la surface de l'échangeur de chaleur sera toujours entartrée.
La méthode de détartrage chimique ne peut être envisagée que lorsque l'effet de transfert thermique de l'unité est faible et que l'entartrage est important, mais elle affectera l'équipement ; il est donc nécessaire d'éviter d'endommager la couche galvanisée et de réduire la durée de vie de l'équipement.
2. Méthode d'élimination des boues
Les boues sont principalement composées de micro-organismes tels que des bactéries et des algues qui se dissolvent et se reproduisent dans l'eau, mélangés à de la boue, du sable, de la poussière, etc., pour former des boues molles. Elles provoquent la corrosion des canalisations, réduisent l'efficacité et augmentent la résistance à l'écoulement, diminuant ainsi le débit d'eau. Il existe plusieurs solutions pour les traiter. On peut ajouter un coagulant pour que les matières en suspension dans l'eau en circulation se condensent en flocons d'alun et se déposent au fond du bassin, lesquels peuvent être évacués par les eaux usées. On peut également ajouter un dispersant pour empêcher les particules en suspension de se déposer. La formation de boues peut être limitée par la mise en place d'une filtration latérale ou par l'ajout de produits chimiques pour inhiber ou détruire les micro-organismes.
3. Méthode de détartrage par corrosion
La corrosion est principalement due à l'accumulation de boues et de produits de corrosion sur la surface du tube de transfert de chaleur. Ces dépôts forment une barrière d'oxygène, amorçant ainsi la corrosion. Avec la progression de cette corrosion, l'endommagement du tube de transfert de chaleur peut entraîner une panne grave de l'unité et une chute de sa capacité de refroidissement. L'unité peut alors devenir inutilisable, engendrant d'importantes pertes économiques pour l'utilisateur. En réalité, un contrôle rigoureux de la qualité de l'eau, un renforcement de sa gestion et la prévention de la formation d'impuretés permettent de limiter efficacement l'impact de la corrosion sur le circuit d'eau de l'unité.
Lorsque l'accumulation de tartre rend impossible l'utilisation de méthodes ordinaires pour y remédier, des équipements de détartrage physiques peuvent être installés pour les opérations antitartre et de détartrage, tels que des équipements de détartrage électroniques, des équipements de détartrage par ultrasons à vibration magnétique, etc.
Une fois que le tartre, la poussière et les algues se sont déposés, les performances de transfert de chaleur du tube de transfert de chaleur chutent brutalement, ce qui réduit les performances globales de l'unité.
Pour éviter l'entartrage et le gel de l'eau réfrigérante dans l'évaporateur pendant le fonctionnement, il existe deux types de systèmes d'eau réfrigérante : à circuit ouvert et à circuit fermé. On utilise généralement un circuit fermé. Du fait de son étanchéité, l'évaporation et la concentration sont évitées. De plus, les sédiments, poussières et autres particules présentes dans l'eau ne se mélangent pas à celle-ci, et l'entartrage de l'eau réfrigérante est relativement faible. Le principal risque est le gel de l'eau réfrigérante. L'eau dans l'évaporateur gèle car la chaleur absorbée par le réfrigérant lors de son évaporation est supérieure à la chaleur que l'eau réfrigérante circulant dans l'évaporateur peut fournir. La température de l'eau réfrigérante chute alors en dessous de son point de congélation, provoquant son gel. Les opérateurs doivent prêter attention aux points suivants pendant le fonctionnement :
1. Il convient de vérifier si le débit entrant dans l'évaporateur correspond au débit nominal du moteur principal, notamment en cas d'utilisation de plusieurs groupes frigorifiques en parallèle. Il faut également s'assurer que le volume d'eau entrant dans chaque groupe est équilibré et qu'il n'y a pas de court-circuit entre le débit de chaque groupe et celui de la pompe. Ce phénomène de court-circuit au sein du groupe est à surveiller. Actuellement, les fabricants de refroidisseurs à brome utilisent principalement des détecteurs de débit pour contrôler l'arrivée d'eau. Le choix de ces détecteurs doit être adapté au débit nominal. Les groupes frigorifiques peuvent être équipés de vannes d'équilibrage dynamique du débit.
2. Le refroidisseur à brome est équipé d'un dispositif de protection contre la basse température de l'eau réfrigérante. Lorsque la température de l'eau réfrigérante descend en dessous de +4 °C, le refroidisseur s'arrête. Lors de la première mise en service estivale de chaque année, l'opérateur doit vérifier le bon fonctionnement de la protection contre la basse température de l'eau réfrigérante et s'assurer de la précision du réglage de la température.
3. Pendant le fonctionnement du système de climatisation à refroidisseur au brome, si la pompe à eau s'arrête brusquement, le moteur principal doit être immédiatement arrêté. Si la température de l'eau dans l'évaporateur continue de chuter rapidement, des mesures doivent être prises, telles que la fermeture de la vanne de sortie d'eau réfrigérante de l'évaporateur et l'ouverture correcte de la vanne de purge de l'évaporateur, afin de permettre la circulation de l'eau et d'éviter son gel.
4. En cas d'arrêt du groupe frigorifique au brome, la procédure doit être respectée. Il convient d'abord d'arrêter le moteur principal, d'attendre au moins dix minutes, puis d'arrêter la pompe à eau frigorifique.
5. Le pressostat de débit d'eau dans l'unité de réfrigération et la protection contre la basse température de l'eau réfrigérante ne peuvent pas être retirés à volonté.
Date de publication : 9 mars 2023
