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Un abri de terrain innovant offre une solution de refroidissement hors réseau pour une station de base isolée dans le désert

Neustadt/Donau
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Un abri pour équipement de terrain équipé d'un système de refroidissement tolérant aux pannes assure la fiabilité d'une liaison de communication sans fil qui relie les instruments d'un nouveau gazoduc traversant un désert du Moyen-Orient à la salle de contrôle à distance. Fabriqué en polyester renforcé de fibre de verre (GRP), l'abri abrite une station de base TETRA alimentée par des panneaux solaires - afin de fonctionner de manière fiable dans un endroit hors réseau à environ 50 km de la ville la plus proche.

L'abri d'Intertec Instrumentation utilise un système de "refroidissement hybride" pour protéger les équipements électroniques de l'abri de 56 m2, ainsi que le compartiment de stockage de l'énergie des batteries - une zone 1. Le système consiste en un refroidisseur passif à base d'eau assisté par des refroidisseurs d'eau électriques à double redondance. Cette approche combine la fiabilité intrinsèque du refroidissement passif avec la réfrigération active de l'eau afin d'augmenter l'efficacité du refroidissement lors des journées chaudes. Le système peut gérer une charge de refroidissement d'environ 1,9 kW, garantissant que même pendant l'été de ce climat moyen-oriental - où les températures ambiantes peuvent atteindre 55 °C - les températures intérieures des abris resteront toujours inférieures à un pic d'environ 35 °C dans le pire des cas. À d'autres moments de l'année, les températures intérieures des abris sont maintenues bien en dessous de ces niveaux.

L'éloignement signifie que la station de base est loin du réseau électrique et doit être alimentée par l'énergie solaire. Le système de refroidissement passif, basé sur un réservoir d'eau avec des échangeurs de chaleur internes et externes, exploite les variations de température quotidiennes du climat du désert pour stocker la fraîcheur de la nuit et l'utiliser pour modérer les températures internes pendant la journée. L'eau circule dans le système par convection naturelle, sans courant électrique ni pièces mobiles. Ce système gère à lui seul les besoins de refroidissement de l'abri pendant les mois d'hiver, en maintenant généralement les températures autour de 18 à 20 °C. Les deux refroidisseurs d'eau alimentés en électricité augmentent l'efficacité du système de refroidissement pendant les mois les plus chauds. Ils fonctionnent en alternance pour assurer la tolérance aux pannes et maintiennent généralement les températures entre 20 et 30 °C. Même si les deux refroidisseurs d'eau venaient à tomber en panne, le système passif d'Intertec a une capacité d'eau froide suffisante pour maintenir la température de l'abri à un niveau bas pendant de nombreux jours, ce qui donne au personnel de maintenance tout le temps nécessaire pour accéder au site distant et effectuer les réparations.

Les refroidisseurs d'eau sont une nouvelle variante de la nouvelle gamme Hybricool d'Intertec qui fonctionnent directement à partir d'une alimentation en courant continu - ce qui en fait une solution efficace pour les installations solaires. Ces refroidisseurs sont spécialement conçus pour compléter les refroidisseurs passifs fonctionnant dans les usines de traitement, avec un élément échangeur de chaleur qui peut être installé à l'intérieur du réservoir de stockage d'eau d'un système de refroidissement passif pour diminuer la température. Cet élément intérieur est isolé du reste du système de réfrigération monté à l'extérieur, ce qui en fait une solution à la fois efficace et économique pour les applications antidéflagrantes telles que le compartiment des batteries de cet abri.

Les refroidisseurs d'eau Hybricool fonctionnent selon le principe de la réfrigération. Ils ont un système en boucle fermée avec quatre composants principaux : compresseur, condenseur, soupape d'expansion et serpentin. Le serpentin est un élément d'échangeur de chaleur qui peut être installé à l'intérieur du réservoir d'eau d'un système de refroidissement passif pour diminuer la température. Les compartiments intérieur et extérieur sont complètement isolés l'un de l'autre pour empêcher tout élément météorologique de pénétrer dans l'abri.

L'efficacité du refroidissement est favorisée par la construction de l'abri, qui utilise des panneaux muraux composites avec des feuilles de GRP "prenant en sandwich" une couche de 85 mm d'isolation en mousse de polyuréthane. Associée à un pare-soleil, cette couche assure des conditions environnementales intérieures très stables par rapport aux abris métalliques classiques. Le processus de fabrication d'Intertec lui permet de fabriquer des panneaux composites en GRP avec de nombreuses couches de matériaux différents. Dans cette application, les couches extérieures en GRP offrent une résistance exceptionnelle à la corrosion - le GRP ne rouille pas et ne se dégrade pas de manière significative. Une autre couche de gelcoat sur la surface extérieure assure une protection contre les très hauts niveaux de lumière ultraviolette du climat et contre l'abrasion par la poussière ou le sable. Les refroidisseurs d'eau montés à l'extérieur sont en outre dotés d'un séparateur centrifuge de sédiments qui élimine la poussière et le sable, et de volets qui se ferment lorsque le refroidisseur n'est pas opérationnel.

Un système de refroidissement passif peut généralement limiter la température interne maximale des armoires ou des abris de plain-pied à environ 10 degrés centigrades au-dessus des températures minimales nocturnes, ce qui en fait un système idéal pour les applications dans les climats arides et désertiques. L'ajout de la technologie de refroidisseur d'eau Hybricool d'Intertec réduit la dépendance aux basses températures nocturnes, ouvrant ainsi la voie à des applications dans un éventail beaucoup plus large de climats et de lieux géographiques.

"Le refroidissement hybride pour les abris de terrain et les armoires est un outil majeur pour les opérateurs d'usines de traitement qui doivent installer des équipements électroniques dans des endroits isolés hors réseau et dans des conditions environnementales hostiles", explique Simon Marlier, chef de projet CVC chez Intertec. "Le très haut niveau de fiabilité qui peut être atteint par le refroidissement hybride, et son adaptation aux applications dans les zones dangereuses, peut grandement simplifier de nombreuses applications courantes à distance et sans personnel. Parmi les applications potentielles, on peut citer les systèmes de contrôle des têtes de puits, les stations SCADA sur les pipelines, les abris pour batteries - en particulier pour les types plomb-acide et lithium-ion - et les stations de base mobiles hors réseau"

Un abri dans le désert avec un système de refroidissement à l'énergie solaire
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