"Lorsque je commence à concevoir ou à dimensionner une installation haute pression pour une machine-outil, je me demande d'abord comment je vais réussir à répondre aux exigences du client de manière à générer technologiquement le plus faible apport de chaleur possible dans le système, afin d'éviter, si possible, un refroidissement actif. En effet, pourquoi commencer par produire de l'énergie et de la chaleur à grands frais, dont je n'ai pas du tout besoin, pour ensuite les refroidir à nouveau à grands frais !" (Jürgen Müller).

Il existe de nombreux modèles de systèmes d'arrosage dans l'usinage. De nombreux fabricants tentent d'obtenir un système modulaire avec une grande possibilité de combinaison des composants, ce qui est souvent exigé par l'industrie.

Mais si l'on veut aborder la question du refroidissement d'une installation de RL de manière équilibrée, il n'y a que deux voies possibles, si l'on fait les choses correctement :

1. Concevoir l'installation avec une efficacité énergétique optimale afin de ne pas devoir la refroidir activement.

2. Concevoir une installation équilibrée avec un refroidissement actif

Pour éviter un refroidissement actif, il est possible de choisir dès le départ la puissance du moteur et de la pompe de manière à éviter une surdiminution qui doit ensuite être refroidie, ou bien de recourir à des technologies de commande appropriées, comme par exemple des pompes autorégulées ou l'utilisation de convertisseurs de fréquence. Cela permet d'élargir le spectre des concepts d'installation et d'éviter le surdimensionnement.

Si l'on conçoit une installation sans refroidissement actif et que l'on se contente d'économiser de l'énergie, on peut certes obtenir un processus d'usinage stable dans la plupart des cas. Mais on ne peut ni réguler, ni contrôler la température, mais seulement la maintenir relativement stable dans une certaine plage.

S'il est établi dès le départ qu'une machine-outil avec système intégré de haute pression ou de refroidissement doit fonctionner dans des conditions de température bien précises, cela ne peut se faire que par un refroidissement actif.

Un bâtiment est équipé d'une installation centrale d'eau de refroidissement et peut fournir un fluide refroidi en permanence pour un refroidissement en circuit fermé. Les machines peuvent alors être raccordées au réseau d'eau froide soit directement par le biais d'un échangeur de chaleur à plaques ou d'une station d'échangeur de chaleur avec filtration intégrée (par ex. station d'échangeur de chaleur (WTS) de Müller), soit par le biais d'installations périphériques, comme par exemple une installation de refroidissement avec filtration fine, sur laquelle on peut également installer l'échangeur de chaleur à plaques (par ex. CL3/CL4/CL5 de Müller).

Refroidissement central

Les avantages sont nombreux :

• La chaleur dégagée par le système de refroidissement central peut être utilisée pour chauffer le bâtiment et l'eau ou être évacuée vers l'extérieur.
• L'atelier n'est pas chauffé par l'air évacué.

Inconvénients :

• En cas de panne de l'installation centrale, le processus de fabrication complet peut être perturbé.
• Coûts d'investissement élevés en raison d'une protection adéquate contre les pannes

Un hall de production ne dispose pas d'une alimentation centrale en eau de refroidissement et on a recours à des solutions de refroidissement dites individuelles, c'est-à-dire au refroidissement actif d'une seule machine-outil. En l'absence d'installations périphériques avec filtration fine, il existe les possibilités suivantes :

• station d'échange de chaleur + refroidisseur d'eau de refroidissement combinés, montés sur la machine-outil
• Refroidisseur actif avec circuit de filtration monté sur la machine-outil.

Dans le cas d'appareils périphériques existants, comme par exemple une installation de liquide de refroidissement ou une installation haute pression, il est possible de monter un échangeur de chaleur à plaques dans le circuit de filtrage et de l'alimenter ensuite via un refroidisseur d'eau de refroidissement. Ou alors, l'installation de refroidissement est directement équipée d'un refroidissement actif. Cela peut être résolu de différentes manières, par exemple par des refroidisseurs à immersion dans le réservoir supplémentaire (il est également possible d'utiliser des refroidisseurs non filtrés, car ils ne sont pas sensibles à la saleté, ce qui peut toutefois entraîner la formation d'eau de condensation dans le réservoir supplémentaire) ou par des refroidisseurs actifs montés sur l'installation avec un échangeur de chaleur à plaques intégré dans le circuit de filtrage.

Refroidisseur à immersion comme refroidisseur actif dans la zone du réservoir d'impuretés

Avantages :

• Ne nécessite pas de filtration
• Peu d'entretien

Inconvénients :

• Forme de l'eau de condensation dans le liquide de refroidissement, ce qui peut entraîner des problèmes.
• Nécessite beaucoup de place

Refroidisseur actif avec échangeur de chaleur à plaques intégré pour la zone propre (circuit de filtration)

Avantages :

• Faible encombrement
• Peut être facilement mis à niveau
• Rendement élevé par rapport à l'encombrement

Inconvénients :

• Ne peut fonctionner qu'en zone propre
• Nécessite un entretien plus régulier par rapport aux refroidisseurs à immersion

Refroidissement décentralisé

Avantages :

• Grande disponibilité du système (pas de dépendance pure à une solution centrale)

Inconvénients :

• Chaleur résiduelle de la solution individuelle à peine récupérable. La chaleur résiduelle augmente massivement la température ambiante
• Investissement assez élevé, car beaucoup de petites solutions individuelles.

Chez Müller, le credo est de concevoir toutes les installations de manière à éviter le refroidissement actif ou à minimiser l'apport de chaleur dans le système. Le refroidissement actif n'est utilisé que si le client a besoin d'une stabilité de température dans le réfrigérant lubrifiant ou dans le processus sur la machine-outil. Même dans ce cas, l'avantage est que la technologie équilibrée permet de réduire la puissance de refroidissement nécessaire. Tout à fait dans le sens de l'efficacité énergétique - et aussi dans le sens de l'environnement.

Il est indéniable que l'on trouve sur le marché de très nombreuses installations de refroidissement et de haute pression équipées de pseudo-systèmes de refroidissement. Deux constellations se distinguent particulièrement :

• Refroidisseurs huile-air installés sur l'installation
• Petits refroidisseurs actifs installés sur l'installation

D'un point de vue technologique, ces deux variantes de configuration fonctionnent, mais nous les rejetons complètement. L'efficacité de la puissance de refroidissement des refroidisseurs huile-air (cas 1) dépend de manière décisive de la température ambiante. Si le refroidisseur est défini comme suffisamment grand et que la température ambiante est basse, un tel refroidisseur à air peut effectivement abaisser la température du lubrifiant réfrigérant fourni. Mais quand est-ce le cas ? Assez rarement, selon la saison et la nature de l'atelier. Si le hall d'usine est climatisé, une telle installation peut être tout à fait judicieuse. Il ne faut toutefois pas oublier que l'air sortant du refroidisseur huile-air augmente immédiatement la température ambiante.

Si l'on installe de petits refroidisseurs actifs sur une installation haute pression (cas 2), on refroidit en général le petit réservoir propre de l'installation de refroidissement haute pression, mais pas directement le réservoir de la machine, à moins que le concept global ne dispose d'un refroidissement par dérivation. Il en résulte deux conclusions : soit on ne refroidit que le réservoir propre du système d'arrosage, ce qui a pour conséquence que le fluide haute pression refroidi dans le processus d'usinage parvient à l'arête de coupe de l'outil, où il rencontre alors le fluide chaud du refroidissement par débordement, aspiré depuis le réservoir non refroidi de la machine-outil. Dans certaines circonstances, cette constellation peut entraîner de gros problèmes de processus. Elle ne permet pas non plus d'obtenir une stabilité de la température de l'ensemble du système. Il en va de même pour le refroidissement par dérivation. Le refroidisseur trop petit n'est pas en mesure de maintenir à une température stable l'ensemble du système composé du réservoir de la machine-outil et du réservoir supplémentaire du système de refroidissement. Certes, on refroidit ici et on obtient aussi un mélange par le biais du bypass. Mais il en résulte une température aléatoire qui ne peut être contrôlée à aucun moment.