Le refroidissement évaporatif — utilisé aussi bien dans les tours de refroidissement à circuit ouvert que dans celles à circuit fermé — exploite la chaleur latente d’évaporation : lorsqu’une partie de l’eau se transforme en vapeur, elle absorbe de l’énergie du liquide restant et en abaisse la température. L’eau chaude provenant du procédé est distribuée dans la tour et mise en contact avec l’air ; l’évaporation d’une infime fraction retire de la chaleur, permettant un refroidissement proche de la limite du bulbe humide. Cette méthode est extrêmement efficace et présente une consommation d’énergie nettement inférieure à celle d’autres systèmes.
Les tours de refroidissement ouvertes comme fermées utilisent le principe du refroidissement évaporatif (et peuvent donc être qualifiées de « tours évaporatives »). Elles se différencient principalement par la manière dont l’eau ou le fluide de procédé échange la chaleur avec l’air.
Tour à circuit ouvert : l’eau chaude provenant du procédé est mise en contact direct avec l’air. Une petite partie de l’eau s’évapore, évacuant la chaleur du reste du flux, qui se refroidit avant de retourner dans le circuit.
Tour à circuit fermé : le fluide à refroidir circule à l’intérieur d’une batterie de serpentins et n’entre jamais en contact direct avec l’air. À l’extérieur du serpentin, l’eau de service s’évapore partiellement, retirant la chaleur du fluide interne de manière indirecte. Dans les deux cas, le principe reste identique : l’évaporation d’une fraction d’eau consomme de l’énergie sous forme de chaleur, refroidissant ainsi le système de manière très efficace.
Les condenseurs évaporatifs utilisent eux aussi le principe évaporatif, avec le fluide à refroidir confiné dans un serpentin (comme dans les tours à circuit fermé). Dans ce cas, toutefois, le fluide est un gaz frigorigène (par exemple l’ammoniac) et non un liquide (eau ou eau-glycol) ; il y est condensé.
L’utilisation d’un système avec variateur de fréquence dans les équipements de rejet de chaleur fonctionnant sur le principe évaporatif est optionnelle, mais peut contribuer à optimiser la consommation énergétique tout au long de l’année. Il est toujours recommandé d’utiliser un logiciel de configuration et d’optimisation des ressources : cela permet, dès la phase de conception, de simuler les performances saisonnières et d’identifier le bon équilibre entre énergie, consommation d’eau et dimensionnement du système de refroidissement au sein de l’installation.
