Moteur de tour de refroidissement

La tour de refroidissement fait ruisseler sur un corps d'échange l'eau qui revient chaude d'un procédé industriel ou du groupe froid d'un bâtiment, au contact de l'air qui la traverse ; une partie de l'eau s'évapore et le reste se refroidit et tombe dans le bassin. Ateliers d'injection plastique, fonderies et laminoirs, usines agroalimentaires et groupes froids à eau des grands bâtiments utilisent ce principe. Cet article traite des moteurs électriques qui entraînent le ventilateur de la tour et le circuit d'eau ; pour le cadre général du secteur, voir notre page Moteurs électriques pour le secteur CVC.

L'emplacement du moteur selon le type de tour

La disposition la plus courante est la tour à tirage induit, dont le ventilateur placé au sommet aspire l'air vers le haut. Dans ces tours, une hélice axiale de grand diamètre tourne dans un plan horizontal. Dans les petites tours compactes, l'hélice est montée directement sur l'arbre du moteur, qui se trouve en position verticale, souvent dans le flux d'air ou juste en dessous. Dans les grandes tours montées sur site, le moteur est installé sur une plateforme hors de la cheminée du ventilateur, transmet la puissance par un long arbre à un renvoi d'angle, et ce renvoi fait tourner l'hélice à basse vitesse.

Le second groupe est celui des tours à tirage forcé, dont le ventilateur placé à côté ou sous la tour souffle l'air vers l'intérieur. Ces conceptions emploient souvent des ventilateurs centrifuges, et le moteur se trouve côté sec, côté air entrant. Garder le moteur loin de la cheminée humide est ici un avantage naturel, même si la puissance du ventilateur est généralement plus élevée pour un même débit d'air.

Air humide, brouillard et protection du moteur

L'air qui sort de la tour est presque saturé et entraîne des gouttelettes. Dans les tours compactes à entraînement direct, le moteur travaille dans cet air ou à proximité, la protection est donc au cœur de la conception. Nos moteurs ont une protection IP55 et une isolation classe F ; l'IP55 protège contre les jets d'eau et les quantités nuisibles de poussière, mais ce n'est pas un moteur conçu spécialement pour tourner dans un flux d'air saturé et constamment humide. Si le moteur doit rester dans ce flux, précisez-le clairement à la commande ; les mesures de protection préconisées par le fabricant de la machine sont alors examinées à part.

Quand la tour s'arrête, le moteur refroidit et de la condensation peut se former dans la carcasse. Sur les tours à fonctionnement saisonnier ou arrêtées la nuit, une résistance anti-condensation peut être ajoutée en option de commande. Orienter la boîte à bornes avec l'entrée de câble vers le bas et garder les presse-étoupes étanches sont des mesures simples mais efficaces. Sur les sites en bord de mer, le brouillard salin use plus vite la peinture et la visserie ; un contrôle visuel régulier est utile.

Montage vertical, arbre de transmission et renvoi d'angle

Dans une tour compacte à entraînement direct, le moteur fonctionne verticalement, arbre vers le haut ou vers le bas. Dans cette position, les roulements supportent le poids de l'hélice et sa poussée comme charge axiale. La forme de montage doit être indiquée correctement à la commande : selon la hauteur d'axe, notre gamme triphasée peut être livrée en B3, B5, B14, B34, B35 ainsi que dans les dispositions verticales V1, V3, V5, V6 et V15 ; les cotes de bride et d'arbre sont confirmées ensemble lors de la commande. Voir la page moteurs électriques à bride pour le détail.

Dans les grandes tours à renvoi d'angle, le moteur repose généralement à l'horizontale sur un socle, avec une carcasse à pattes (B3). L'arbre de transmission est long et relié par des accouplements élastiques ; un défaut d'alignement entre moteur et renvoi fatigue l'accouplement comme le roulement du moteur. Les moteurs quatre ou six pôles, c'est-à-dire de la classe 1 500 ou 1 000 tr/min, sont courants dans ces tours ; le bon choix dépend du rapport du renvoi et de la vitesse limite indiquée par le fabricant de l'hélice.

Réglage de vitesse et fonctionnement en hiver

Une tour de refroidissement ne fonctionne pas à pleine capacité la plus grande partie de l'année. La nuit, en saison fraîche ou à faible charge de procédé, la température de l'eau de sortie passe sous la consigne. Autrefois, on y répondait en marche-arrêt du ventilateur ou avec un moteur à deux vitesses ; aujourd'hui, la méthode courante consiste à régler la vitesse du ventilateur sur la température de l'eau au moyen d'un variateur de fréquence. Comme la puissance du ventilateur baisse à peu près avec le cube de la vitesse, le moteur travaille nettement plus légèrement à charge partielle ; l'écart exact dépend du système lui-même.

Avec un variateur, quelques points demandent attention : sur les dispositions à long arbre, les vitesses qui créent une résonance mécanique sont sautées dans le variateur ; si le câble entre moteur et variateur est long, un filtre de sortie est envisagé, et ces informations sont transmises à la commande. Sur certaines tours, le ventilateur tourne brièvement en sens inverse l'hiver pour dégivrer le corps d'échange et les entrées d'air ; c'est le fabricant de la tour qui décide si cela convient au renvoi d'angle et à l'hélice. Les conditions générales d'emploi avec variateur figurent sur la page moteurs compatibles variateur.

Les pompes qui accompagnent la tour

La tour a aussi un côté eau. La pompe de circulation envoie l'eau refroidie du bassin vers le procédé ou le condenseur et ramène l'eau chaude vers la rampe de distribution de la tour. Certains sites disposent en plus d'une pompe de filtration en dérivation et d'une pompe doseuse de produits chimiques. Ces pompes tournent généralement en continu et sont centrifuges ; le moteur se choisit selon la courbe de pompe et le point de fonctionnement. Pour le côté pompe, la page moteurs électriques pour pompes donne des repères.

Moteurs d'exemple pour une tour de refroidissement

Ces modèles sont indicatifs ; le bon moteur est déterminé conjointement par les données de ventilateur du fabricant de la tour, la transmission, la position de montage et le régime de service.

Ce qu'il nous faut pour remplacer le moteur

Photographiez la plaque du moteur en place et, s'il existe, l'étiquette du renvoi d'angle ; l'article envoyez la plaque de votre moteur explique comment faire. Indiquez-nous le type de tour ou de machine, la puissance et la vitesse du moteur, la tension du réseau, la forme de montage (verticale ou à pattes), l'usage éventuel d'un variateur et la quantité. Les prix actuels des modèles sont sur la page acheter des moteurs électriques ; vous pouvez nous joindre par WhatsApp ou téléphone via les numéros de la page contact.

Questions fréquentes

Le moteur de ma tour compacte tombe souvent en panne ; quelle peut en être la raison ?

Les causes les plus fréquentes sont l'humidité absorbée par le moteur placé dans le flux d'air saturé, le balourd de l'hélice et un angle de pale déréglé. Vérifiez la position du moteur, la propreté des pales et le bruit des roulements ; si le moteur reste dans le flux humide, précisez-le dans la nouvelle commande.

Un moteur à une vitesse avec variateur peut-il remplacer un ancien moteur à deux vitesses ?

Oui, c'est une conversion courante. Au lieu de deux paliers fixes, le variateur règle en continu la vitesse du ventilateur selon la température de l'eau. Les cotes de montage et la liaison d'arbre du nouveau moteur doivent correspondre à l'ancien.

Pourquoi la vitesse du moteur compte-t-elle sur une tour à renvoi d'angle ?

La vitesse de l'hélice s'obtient en divisant celle du moteur par le rapport du renvoi. Si l'on monte un moteur d'un autre nombre de pôles, la vitesse de l'hélice et donc la puissance absorbée par le ventilateur changent ; cela peut solliciter à la fois le moteur et l'hélice.

Arrêter complètement le ventilateur en hiver pose-t-il problème ?

Pas pour le moteur, mais de la condensation peut se former dans la carcasse lors des longs arrêts. Une résistance anti-condensation réduit ce risque. La maîtrise du givre sur la tour se fait selon le mode d'exploitation préconisé par son fabricant.