Caldwell Energy se fie aux transmetteurs d'humidité et de température Vaisala HMT333 lors de la réalisation de mesures sur les systèmes de refroidissement de l'air d'entrée des turbines

« Les instruments de mesure de Vaisala sont conçus pour l’environnement industriel. Nous n’avons eu aucune défaillance en six ans. » précise Mark Ammons, ingénieur de projet chez Caldwell Energy

Les turbines des centrales électriques aspirent de grandes quantités d’air devant ensuite être refroidies et filtrées pour assurer le niveau de fonctionnement maximal des turbines. Pour obtenir un refroidissement par circulation d'air adéquat, les centrales électriques du monde entier se fient au savoir-faire de Caldwell Energy, fournisseur global en matière de technologies de refroidissement pour entrées de turbines, celles-ci incluent notamment la compression humide avec refroidissement par évaporation, la réfrigération et le stockage de l’énergie thermique.

La thermodynamique de l'air d'admission

Un air davantage froid et dense aboutit à une masse supérieure d'air circulant à travers l'éolienne, provoquant une augmentation de la production d'énergie. A l'inverse, un air plus chaud et moins dense entraîne une diminution de la masse d'air circulant à travers la turbine, ce qui diminue considérablement la puissance de sortie et accroît les coûts de fonctionnement de la turbine. La technologie de refroidissement de l'air d'admission par évaporation PowerFog® de Caldwell Energy est souvent utilisée sous des climats chauds et secs, où le refroidissement par évaporation constitue la solution la plus efficace.

Refroidissement par évaporation obtenu à l'aide de la brumisation

La TECHNOLOGIE POWERFOG de Caldwell refroidit l’entrée d’air en créant un fin brouillard d’évaporation. Pour déterminer la quantité d'eau nécessaire en vue d'obtenir l'effet de refroidissement sous des conditions atmosphériques, la technologie de brumisation repose sur une surveillance précise et fiable de la température et de l'humidité. Le fait de trop ajouter d'eau peut créer de plus grosses gouttelettes d'eau, celles-ci sont susceptibles d'éroder ou d'endommager les aubes des turbines. Ajouter trop peu d'eau ne refroidira pas suffisamment l'air, ce qui empêche les turbines de fonctionner à un niveau de rendement maximal.

Conçu pour l'environnement industriel

Dans les applications industrielles, les conditions environnementales, notamment la condensation et les contaminants, peuvent affecter la fiabilité des mesures d'humidité et de température. Caldwell avait besoin d'un instrument conçu pour assurer une fiabilité et une précision supérieures, ainsi qu'un faible besoin en maintenance adapté aux environnements de production d'énergie.

Une température humide précise

Une mesure précise de la température humide est particulièrement importante pour garantir une brumisation efficace. Le refroidissement par évaporation n'est efficace que si de l'eau peut se vaporiser dans l'air. Les avantages du refroidissement par évaporation cessent lorsqu'une combinaison de paramètres (humidité relative, pression de saturation de la vapeur d'eau et température) finit par empêcher l'eau liquide de s'évaporer dans l'air. Ce phénomène, c'est la température humide. Vu que les brumisateurs ne peuvent refroidir que jusqu'à ce niveau, une mesure précise de la température humide en plein air est essentielle pour assurer un fonctionnement optimal et ne pas faire fonctionner le brumisateur lorsqu'aucun refroidissement n'est possible. Les excès de fonctionnement de l'équipement de refroidissement par évaporation augmente l'utilisation d'énergie, l'utilisation de l'eau ainsi que les coûts de maintenance de l'équipement sans aucun avantage supplémentaire en matière de performances pour la turbine.

Une surveillance automatisée et continue

Pour obtenir le mélange optimal d’air et d’eau et créer une brume de refroidissement, Caldwell emploie un transmetteur d’humidité et de température Vaisala HMT333 HUMICAP® positionné près de l’admission, celui-ci permet de surveiller la température sèche et la température humide extérieures. La technologie de détection HUMICAP de Vaisala fournit des mesures précises et stables, même dans les environnements très humides et contenant des contaminants chimiques. Caldwell emploie également le modèle HMT337, celui-ci est équipé d'une sonde chauffée visant à empêcher la formation de condensation sur le capteur et garantir des performances supérieures dans des environnements condensants. Une fonction de purge chimique minimise également les effets des contaminants sur la précision de la mesure.

L'installation dépend de la conception du système. Pourtant, Caldwell installe habituellement les unités sur l'armoire de contrôle SCADA ou à proximité du conduit d'entrée. Le transmetteur est relié au contrôleur du système de manière à automatiser les opérations.

Parallèlement au modèle HMT333, Caldwell emploie les abris météorologiques de la série DTR500 de Vaisala pour protéger les sondes de température et d’humidité du HMT333 contre les rayonnements solaires et des précipitations. Vu que ces phénomènes peuvent entraîner des erreurs de mesure de la température sèche et humide, ces abris assurent une précision de mesure maximale.