L’humidification par atomisation un choix logique,économique et ecologique

1. Système d’humidifcation

2.  Fondée en 1973 à Padoue en Italie, CAREL a réalisé en 2015 un chiffre
d'affaires consolidé de 203,5 millions d'euros (+ 12,8% de plus qu'en
2014). Environ 80% des ventes proviennent des exportations, grâce à
un large réseau de ventes et de soutien à la clientèle. Plus précisément,
nous avons des activités dans les Amériques (Nord, Centre et Sud),
Asie Pacifique, Afrique et Europe; Nous avons 18 filiales à part entière
et 7 sites de production, en plus des partenaires et des distributeurs
dans 87 autres pays sur 5 continents.
Nous desservons plus de 4 000 clients, avec 6 200 produits actifs et une
production annuelle de plus de 7 millions d'unités.
Carel Italie
Carel
Réseau de
distribution: 75
pays.
ISO9001
depuis 1994

3. Usines Carel Italie, Bresil, Chine, USA
CAREL Sud America
Valinhos, Sao Paulo
CAREL USA
Manheim (PA)
CAREL Chine,
Suzhou
CAREL Industries HQ
Brugine,Italie (CAREL 1)
CAREL 2 Power
Solutions, Brugine,Italie
CAREL 3, Brugine,Italie

4. 23,3
HVAC/OEM
Systèmes de télémaintenance
et de surveillance
RÉFRIGÉRATION
Domaine D’expertise
HUMIDIFICATION
 CAREL est un leader mondial des solutions de contrôle
pour la climatisation, la réfrigération et le chauffage, ainsi
que des systèmes d'humidification et de refroidissement par
évaporation.

5.  La recherche et le développement sont au cœur de notre
engagement. Un total de 7% du chiffre d'affaires
consolidé est réinvesti dans la Recherche &
Développement, afin d'anticiper les besoins des clients et
de proposer des solutions de pointe.
 Un autre 3% des ventes est régulièrement investi dans
la technologie des processus de production, afin
d'assurer une amélioration continue et la croissance.
 CAREL exploite également deux laboratoires de recherche,
l'un axé sur la thermodynamique et l'autre sur
l'humidification, véritables points d'excellence dans leurs
domaines respectifs.
 CAREL a toujours développée et développe des systèmes
de contrôle évolués, proposant des solutions innovantes
dans le secteur HVAC / R. Il s'agit de nos «solutions à haut
rendement», une réponse claire à la protection de
l'environnement grâce à des systèmes de contrôle
optimisés et intégrés, capables d'apporter des économies
d'énergie importantes et de réduire par conséquent
l'impact environnemental dans les applications
commerciales, industrielles et résidentielles.
Développement future
Développement future

6. Clients OEM de
MCQUAY
SEVESO / YORK
INTERNATIONAL
BLUE BOX / AIR BLUE
CLIVET / CLIMEC
RHOSS
CLIMAVENETA
KLIMATECHNIK KTK
ARCTICHILL
TRANE
LENNOX
HUSSMAN
DAIKEN
DECTRON
APC NETWORK AIR DIVISION
AIR TECHNOLOGY SYSTEMS
COMPU-AIRE
UNITED COOLAIR
UNIFLAIR
MONTAIR
CLIMASYSTEM
EMICON
EUROCLIMA
GOLDEN STAR
ELECTRAWEISS
STULZ
DUMONT
POOLPAK
SKYMARK…..

7. Système d’humidification

8. Systèmes d’humidification
Humidificateur
électrique à électrodes
Humidicateur au
Gaz
Humidificateur
électrique à éléments
Humidificateur à injection
de vapeur

9. Systèmes d’humidification
Atomisation Air/Eau
Atomisation haute
pression(200 to 5000 lbs/hr)
Adiabatiques
Centrifuge
Optimist

10. Pourquoi utiliser les systèmes
d’humidication adiabatique?
Développement durable

11. Économie d’énergie
GES
Refroidissement évaporatif
Développement Durable

12. A
D
E
B
•Transformation thermodynamique
AED: Humidificateur à vapeur ISOTHERME
ABD: Humidificateur à atomisation (Liquide–gazeux)
Transfert de la chaleur sensible en chaleur latente.
Processus Isenthalpique
Système d’humidification
adiabatique (ABD): La
température du bulbe sec
diminue parce que l’eau
atomisée requiert de
l’énergie pour s’évaporer

13. Titolo del meeting - Roma, 2010
DEC
Direct Evaporative Cooling
IEC
Indirect Evaporative Cooling
DEC & IEC in air ducts
DEC et IEC
DEC = Humidification dans l’alimentation
IEC = Humidification dans l’évacuation

14. Système d’atomisation
Conditions de pièce
72 0F à 35 % rh
550F
46 % rh
55 000 cfm
360F
52 % rh
25 406 cfm
72 0F
35 % rh
29594 cfm
550F
62 % rh
55 000 cfm
364 lbs/hr (129 kW/hr)
Économie d’énergie
Free cooling (humidificateur électrique
à vapeur)
Humidificateur
isotherme à vapeur
électrique
Ouverture des
volets 46%

15. Économie d’énergie

16. Système d’atomisation
Conditions de pièce
72 0F à 35 % rh
600F
42 % rh
55 000 cfm
Ouverture des volets
d’air ext 32%
360F
52 % rh
17 753 cfm
72 0F
35 % rh
37 247 cfm
241 lbs/hr
Réduction de la charge d’humidification de 34%
Pompe haute pression de Carel UA200 (0.955 kW/hr)
Réduction de l’apport d’air ext de 30%)
Humidificateur électrique: 129 kW/hr
Économie d’énergie
free-cooling (atomisation)
Refroidissement adiabatique
550F
61% rh
55 000 cfm
Abaissement de l’ouverture
des volets d’air ext à 32% =
augmentation de la
température du mélange à
60 0F
Pompe haute
pression Carel
Humidification par
atomisation
DEC
Direct Evaporative Cooling
T-1
T-2
600F
42% RH

17. Économie d’énergie
Humidificateur
(Isotherme)
électrique
Capacité
requise
(lbs/hr)
Modèle Puissance
kW/hr
Carel électrodes 364 1 x UEX-130 97.5
1 x UEX-045 33.7
131
Comparaison
Humidificateur
(Adiabatique)
Capacité
requise
(lbs/hr)
Modèle Puissance
kW/hr
MC-2000 air
comprimé
241 MC-2000 9.59
(compresseur)
Humifog haute
pression
241 UA200 0.955
( pompe)
Note: Différence de puissance avec humidificateur électrique de 121 kW/hr (MC-2000) et de 130 kW/hr (Humifog)

18. Système d’atomisation
Conditions de pièce
72 0F à 35 % rh
580F
48 % rh
55 000 cfm
- 200F
52 % rh
8250 cfm
72 0F
35 % rh
46 750 cfm
Charge d’humidification requise: 170 lbs/hr
Refroidissement requis de 580F à 550F (-178 200 Btu) 15 Tonnes
Pompe haute pression de Carel UA100 (0.955 kW/hr)
Refroidissement direct de l’air par atomisation
Option: humidificateur électrique: 55 kW/hr
Différence: 54 kW/hr+ refroidissement mécanique
Refroidissement avec chiller: 7.5 kW/hr ( set point 550F)
Pompe haute pression de Carel: 0.955 kW/hr
Économie d’énergie
Système sans Free-Cooling
min 15% air ext.
Refroidissement adiabatique
550F
61 % rh
55 000 cfm
MIN air ext 15%
Système
d’humidification par
Atomisation haute
Pression Humifog
DEC
Direct Evaporative Cooling
T-1
T-2

19. Économie d’énergie
MAKE-UP AIR
-20 0F
52% RH
55 000 cfm
370F
100 % rh
55 000 cfm
PRÉ-
CHAUFFAGE À
600F
1% RH
Conditions de pièce
72 0F à 35 % rh
Humidification
Adiabatique ( 1346 lbs/hr)
Système d’humidification par
Atomisation haute
Pression Humifog

20. Économie d’énergie
MAKE-UP AIR (option A)
-20 0F
52% RH
55 000 cfm
Conditions de pièce
72 0F à 35 % rh
Humidification
Adiabatique ( 1346 lbs/hr)
Serpentin de récupération
eau glycolée (efficacité de 45%)
DEC
Direct Evaporative Cooling
Serpentin de récupération
72 0F
35% RH
55 000 cfm
PRÉ-
CHAUFFAGE
À 600F
1% RH
Système d’humidification par atomisation
haute pression Humifog

21. Économie d’énergie
MAKE-UP AIR (Option B)
-20 0F
52% RH
55 000 cfm
680F
39 % rh
55 000 cfm
Conditions de pièce
72 0F à 35 % rh
Humidification
Adiabatique
Chiller
Récupération chaleur du chiller
Serpentin de récupération
930F
0.4 % rh
55 000 cfm

22. Économie d’énergie
MAKE-UP AIR Refroidissement (mi-
saison-été (IEC)
55 000 cfm
T-1
Conditions de pièce
72 0F à 50 % rh
T-2
DEC+IEC
Direct and indirect
Evaporative Cooling
Hiver
Serpentin de récupération
72 0F
50% RH
55 000 cfm
61 0F
95% RH
55 000 cfm
Ajout d’un
panneau et
réseau de
buses
IEC
Serpentin de récupération
( efficacité de 45%)

23. A air de retour
A = 720F @ 50 % rh
B = 95% rh ( ƞ= 95% eff.de saturation)
C = 610 F
Q = (T2 – T1) x CFM x 1.08
Q = ( 61-72) x 55 000 x 1.08
Q = - 653 400 Btu/hr
54 tonnes
660 lbs/hr
Récupération: 24 tonnes
Pompe haute pression:
UA320
705 lbs/hr
1.15 kW
2 hp
B après humidification adiabatique
C
55 000 CFM air de retour à 720 F/50%rh

24. Évacuation
Air ext.
IEC Refroidissement
(Indirect évaporatif) Été et
mi-saison
Air de retour
Alimentation
Échangeur à plaques croisées
( Efficacité de 46%)
Récupération sensible seulement
DEC
Refroidissement
direct (adiabatique+
Humidification hiver)
55 000 cfm
720F @ 50% rh
mi-saison été
55 000 cfm
770F @ 70% rh
55 000 cfm
690F @ 70% rh 55 000 cfm
620F 89% rh
55 000 cfm
700F 88% rh
Note: sans IEC
55 000 cfm
740F 78% rh
Donc: Q = (T2 – T1) x CFM x 1.08
= (70-74) x 55 000 x 1.08
=-237 600 Btu (20 tonnes)
Enthalpie air alimentation
Avec IEC : 32.09 Btu/lb
Sans IEC: 33 Btu/lb

25. Refroidissement évaporatif
Refroidissement Évaporatif kW/tonne
Type de système
Système haute pression 0.05
Système à air comprimé MC-
2000
0.40
Chiller 0.50
Système haute pression Système à air comprimé Chiller

26. MC 2000
Système d’atomisation

27. MC-2000
Compresseur
Réservoir
Drain
Entree d'eau
Entree d'air
Panne de drain
Buses Carel
ERTWA
Média évaporatif
L N EI
IA R I ENL
Panneau de
contrôle
Buses d’atomisation
Éliminateur de gouttelettes
Compresseur
MC: Composantes principales

28. Principe de fonctionnement buse
d’atomisation…

29. Avantages buses MC-2000
• Construction tout en acier
inoxydable
• Auto-nettoyante
• Fonctionne par vacuum donc
nécessite seulement 5 psi de
pression d’eau
• Consommation de .12
SCFM/lbs/hr d’air -
• Fermeture complète de la buse
en cas de fuite d’air

30. MC 2000 Contrôle ...
Pièce tout ou rien
Conduit modulant
Modbus,Bacnet,LON
Compatible avec
système de contrôle
existant
Ajustement du point
de consigne en
fonction de la temp
ext.
Panneau de contrôle
Régulateur
d’air
Actuateur
modulant
Contrôleur
Carel

31. ADIABATIC HUMIDIFIERS 31
• Instruction : «ASHRAE 12-2000»
• Les buses ne doivent pas mouiller le conduit de
ventilation
• Assurer une vidange continuelle du surplus d’eau
• Les parois de la gaine doivent être lisses
• Éviter l’eau stagnante ( PAS DE RE-CIRCUALTION D’EAU)
Étude sur l’utilisation de système d’humidification à l’eau froide par le
Dr.Sebastian Lemmen,M.D.,Ph.D.’s microbiologiste épidemiologiste
Conclusion: aucun aérosol contenant la Légionella n’a été généré
MC: Instruction pour installation de gaine
Les systèmes à l’eau froide utilisent l’eau de la ville à 40°F
(conditions optimales pour la prolifération de la Legionella – 98°F à 105°F)

32. Média d’évaporation
Maintenance
Traitement anti-bactériens
Non Hygroscopique
Perte de pression 0.05¨ @ 500 ppm
Peu dispendieux

33. Economie d’énergie....
PROJET: OXFORD MTL
(Réalisation 2001)
Remplacement d’humidificateurs
Électrique: 302 lbs/hr
45 kW/hr
Systèmes:
1- 14 607 cfm
2- 13 759 cfm
3- 14 828 cfm
4- 12 028 cfm
Total: 55 522 cfm
Température de mélange: 550F
Système MC-2000 de Carel
24 buses de 15 lbs/hr
(360 lbs/hr)
Compresseur 15 Hp (11 kW/hr)
Économie: 34kW/hr

34. 1440 Ste-Catherine Ouest MTL
Economie d’énergie....
Remplacement d’humidificateurs
Électrique: 1000 lbs/hr
345 kW/hr
Systèmes: intérieur Nord
Débit d’air total: 66 700 cfm
Systèmes: intérieur Sud
Débit d’air total: 105 000 cfm
Température de mélange: 580F
Système MC-2000 de Carel
82 buses de 12 lbs/hr
(984 lbs/hr)
Compresseur 40 Hp (30 kW/hr)
Économie: 315 kW/hr
(Réalisation 2014)

35. IBM Viger Montréal
( Réalisation 2017)
Economie d’énergie....
Remplacement
d’humidificateurs électrique:
3x136 lbs/hr (141 kW/hr)
408 lbs/hr
Débit d’air: 87 192 cfm
Température de mélange: 600F
Système MC-2000 de Carel
34 buses de 12 lbs/hr (408 lbs/hr)
Compresseur 20 Hp (15 kW/hr)
Économie: 126 kW/hr

36. Clients MC-2000

38. Projet Polyvalente Bélanger
30-A, chemin de la Polyvalente
Saint-Martin (Québec)

39. Système d’humidification haute pression

40. Titolo del meeting - Roma, 2010
Station de pompage haute pression
Avec varaiteur de fréquence
Spraying)
Réseau d’atomisation pré-monté
en usine
High-pressure water atomizer
certified according to VDI6022Composantes
Buse haute pression

41. Titolo del meeting - Roma, 2010
•220 lbs/hr d’eau atomisée permet d’obtenir un effet de
refroidissement de 68 kW avec une consommation <1 kW
simplement en changeant l’eau de l’état liquide à l’état
gazeux
SPECIFICHUMIDITY[g/kg]
B
17°C
A
30°C
5% de l’énergie d’un refroidisseur (chiller) pour produire la même
quantité de refroidissement
Adiabatic cooling with high pressure sprayerSystème d’humidification haute pression et
économies d’énergies

42. Titolo del meeting - Roma, 2010
•220 lbs/hr d’eau atomisée permet d’obtenir un effet de
refroidissement de 68 kW avec une consommation <1 kW
simplement en changeant l’eau de l’état liquide à l’état
gazeux
SPECIFICHUMIDITY[g/kg]
B
17°C
A
30°C
5% de l’énergie d’un refroidisseur (chiller) pour produire la même
quantité de refroidissement
Adiabatic cooling with high pressure sprayerSystème d’humidification haute pression et
économies d’énergies

43. Exemple: 4 circuits d’atomisation
• Chaque stage(réseau) appartient à un circuit
• Arrêt/départ de chaque circuit en même temps
• Controllé par des valves
PUMP
CAP
NOZZLE
Réseau
1ST
1ST
2ND
3RD
3RD
4TH
4TH
Modulation précise du débit d’eau

44. Réseau de distribution
Buses: 2.8 kg/h @ 70bar
4.0 kg/h @ 70bar
Collecteur principal
Eau préssurisée
Valve
Système Humifog

45. Système Humifog
Système Multizones (6)

46. Système Humifog
Maintenance Annuel (Station de pompage)
• Remplacer l’huile de la pompe
(1000 heures)
• Remplacer filtre 1µ et 5µ si
nécessaire
Système d’osmose inverse
Mensuel
• Remplacer le pré-filtre
Hebdomadaire
• Remplir le réservoir de saumure
Note: Membrane à remplacer
après 4 ans

47. NEW DESIGN
Alimentation
25°C
45% RH
Pièce
33°C
28% RH
Fresh airExhaust air
Air mix
Adiabatic
humidification
: AHU FOR DIRECT FREE COOLING
Système Humifog
Application pour centre
de données
Refroidissement évaporatif

48. NEW DESIGN: AHU FOR DIRECT FREE COOLING
Système Humifog
De la théorie à la réalité,
projet TATA communication
combinaison d’un système
par atomisation Humifog
avec du free cooling
Refroidissement évaporatif

49. Projet UQTR
SYSTÈME BS1 (498 LBS/HR)
Système d’Osmose inverse
Station de pompage Système de distribution pour conduit

50. Clients Humifog

51. Les systèmes d’humidification
adiabatique maintenant
approuvés pour les Hôpitaux
au USA

52. • AUTEURS
Renato Lazzarin, ing., PhD
Luigi Nalini, ing.
LIVRE SUR L’HUMIDIFICATION
DE L’AIR DE CAREL

53. MERCI
Enersol inc