Refroidisseur à air avec condenseur à distance. Que sont les refroidisseurs à condenseur d’air ?

Les grands espaces tels que les divertissements ou centres commerciaux, les hôpitaux, les hôtels, les ateliers de production et les entrepôts nécessitent un système de climatisation spécial. Il doit être étroitement lié au fonctionnement des systèmes de chauffage et de ventilation, et il est souhaitable qu'il non seulement refroidisse l'air, mais également l'humidifie ou le déshumidifie, en fonction des caractéristiques du bâtiment. Et aujourd'hui, ce sont les systèmes de climatisation construits sur la base de refroidisseurs qui s'acquittent le mieux de ces tâches.

Qu’apporte un tel système ?

Refroidisseur- ou station frigorifique spéciale - considéré comme l'un des types d'équipement de climatisation les plus efficaces, ce qui vous permet de créer des conditions optimales de température et d'humidité dans n'importe quelle pièce. Son fonction principale- refroidissement par eau, après quoi unités de pompage transport eau froide par des canalisations jusqu'au bâtiment. Dans le même temps, les refroidisseurs peuvent être très divers, mais un système construit sur cette base présente toujours de nombreux avantages :

elle donne refroidissement efficace maximum(ou chauffage si besoin)
c'est économique- les refroidisseurs ne consomment pas trop d'électricité par rapport aux autres types d'équipements de climatisation,
elle pas trop cher o - l'utilisateur dépensera le plus uniquement lorsqu'il développera le système de climatisation - c'est la partie la plus énergivore de l'ensemble du projet, mais elle sera rapidement rentable,
elle multivarié- en fonction des besoins du bâtiment et de ses habitants, vous pouvez choisir le plus différents typeséquipement équipé de toute une gamme d'éléments spéciaux.

Quels types de refroidisseurs existe-t-il ?

Disponible à la vente différentes options de ces unités, mais seules 6 variétés sont considérées comme les principales.

1. Refroidisseur équipé d'une fonction condenseur à air.

En règle générale, ces équipements fonctionnent à l’eau, qui joue le rôle de liquide de refroidissement. Cette option est considérée comme très économique et en même temps facile en termes de conception et d'installation ultérieure. Cependant, les refroidisseurs avec refroidi par air Ils présentent également un certain nombre d'inconvénients. Parmi eux :

la capacité de travailler uniquement à des températures positives,
manque d'ajustement haut niveau pression acoustique(ses indicateurs dépassent souvent 62 dBA),
la possibilité de dégivrer complètement le refroidisseur si l'eau n'a pas été complètement vidangée ou au mauvais moment.

2. Refroidisseur équipé d'une fonction condenseur à air en installation extérieure et fonctionnant avec des liquides non gelants.

En règle générale, le glycol agit dans cette situation comme échangeur de chaleur et liquide de refroidissement, mais il peut aussi s'agir d'eau. Une telle station de réfrigération fonctionne selon un horaire de 5/10 degrés et l'eau réfrigérée après l'échangeur de chaleur a des paramètres de 7/12 degrés.

Les avantages de ce système sont :

l'utilisateur n'a pas besoin de vider le système hydraulique à chaque saison puis de le remplir à nouveau,
L'évaporateur du refroidisseur ne dégivre jamais,
le système est capable de fonctionner même à des températures extérieures négatives,
En hiver, un tel système peut être intégré à une tour de refroidissement sèche pour un refroidissement par air gratuit.

D’un autre côté, ces refroidisseurs présentent également des inconvénients. Parmi eux :

prix assez élevé (par rapport au modèle précédent, ils coûtent environ 30% de plus),
consommation d'énergie plus élevée (due au glycol),
plus basse température liquide de refroidissement,
présence d'un deuxième circuit hydraulique,
la nécessité d'utiliser une automatisation supplémentaire pour éviter le dégivrage de l'échangeur de chaleur lors du premier démarrage du système en hiver après une longue période d'inactivité.

3. Refroidisseur équipé d'une tour de refroidissement intégrée.

Cet équipement permet de mettre en œuvre le freecooling pendant les saisons froides, et l'automatisation sélectionne indépendamment le mode de fonctionnement optimal - fonctionnement de la tour de refroidissement uniquement, fonctionnement du compresseur uniquement ou mode mixte. Cela permet des économies d'énergie maximales, ce qui rend un tel système très économique et permet à l'utilisateur d'en récupérer rapidement les coûts.

Un autre avantage de cette option est qu'une station frigorifique dotée d'un tel équipement peut être utilisée sans échangeurs de chaleur intermédiaires.

4. Refroidisseur équipé d'un condenseur déporté.

Le système peut fonctionner efficacement dans certaines conditions, mais dans la plupart des cas de fonctionnement, il n'aura que des inconvénients :

un tel refroidisseur coûte 30 à 40 % de plus que le premier type,
le système ne peut pas fonctionner toute l'année dans les régions aux climats froids,
le refroidissement gratuit ne peut être obtenu que si le système fonctionne exclusivement pour cette fonction,
il doit y avoir une petite distance entre le refroidisseur et le condenseur, ne dépassant pas 30 m,
le système contient trop de fréon,
Pour installer un tel refroidisseur, seuls des professionnels possédant les plus hautes qualifications seront nécessaires.

5. Refroidisseur équipé d'une fonction de refroidissement liquide pour le condenseur, ainsi que d'une tour de refroidissement à sec.

L'équipement est considéré comme coûteux, mais il a de nombreux avantages :

un tel refroidisseur a un efficacité énergétique,
il n'y a absolument aucune menace de dégivrage de la station,
le système peut fonctionner toute l'année, résistant à des températures allant jusqu'à -40 degrés,
Le refroidisseur fonctionne presque silencieusement,
le système est protégé de manière fiable,
l'équipement peut être installé sur le toit et la charge sur le toit sera minime,
Avec coûts minimes vous pouvez installer une fonction de refroidissement gratuit supplémentaire,
la distance entre le refroidisseur et la tour de refroidissement peut être illimitée,
Le refroidisseur ne nécessite pas d’entretien saisonnier complexe.

Toutefois, cette technique sera environ 60 % plus coûteuse que la première option.

6. Refroidisseur centrifuge ou station refroidie à l'eau avec compresseur centrifuge.

L'équipement est considéré comme très efficace et plus la température du liquide de refroidissement est basse, plus l'efficacité du refroidisseur est élevée. Afin de l'augmenter encore, vous pouvez utiliser une tour de refroidissement par évaporation, qui maintiendra la température de l'eau à 30 degrés. Cette option est parfaite pour les grands bâtiments nécessitant des systèmes haute puissance.

En même temps, il convient de noter encore une chose avantage important un tel système - les coûts en capital sont faibles. Mais, d'un autre côté, il existe également des inconvénients : le circuit d'eau de refroidissement d'un tel refroidisseur doit être constamment rechargé et la performance minimale de l'équipement sera en réalité de 30 % de la valeur nominale.

7. Refroidisseur de gaz à absorption équipé d'une fonction de refroidissement par eau.

Cet équipement peut utiliser du gaz liquéfié comme combustible - importé ou obtenu à partir d'un gazoduc (pour installer un tel refroidisseur, une connexion fiable doit être établie avec le gazoduc). De plus, ce type de système de réfrigération doit être équipé d’une tour de refroidissement par évaporation.

Si l'équipement est correctement connecté, il présentera d'excellents avantages :

consommation d'énergie relative minimale,
un retour sur investissement élevé,
la capacité de générer de la chaleur en hiver pour le chauffage des locaux et l'approvisionnement en eau chaude.

Dans le même temps, les coûts d'investissement pour ce type d'équipement seront assez élevés et la performance minimale du refroidisseur sera d'environ 25 % de la valeur nominale. De tels équipements nécessitent également de recharger les circuits d’eau de refroidissement.

Que choisir ?

Compte tenu de toutes ces options, il suffit simplement de peser le pour et le contre, et vous pouvez imaginer grossièrement quelle option de refroidisseur vous conviendrait. Cependant, le choix final doit être fait en tenant compte des spécificités de l'ensemble de l'objet ainsi que de vos souhaits et exigences personnels. Il faudra notamment prendre en compte :

coût et base frais d'électricité,
le prix du raccordement de capacités électriques supplémentaires,
prix du réseau de gaz naturel,
caractéristiques du climat dans lequel vous vivez,
période de récupération souhaitée pour l'équipement,
possibilité d'utiliser une tour de refroidissement par évaporation,
la possibilité d'installer une station frigorifique et ses éléments aussi bien à l'intérieur qu'à l'extérieur du bâtiment,
particularités caractéristiques de performance des gares à charges partielles tout au long de l'année,
les paramètres du liquide refroidi et vos exigences à leur égard,
prix entretien refroidisseur toute l'année (prix des matériaux et travaux spécialisés toute l'année),
durée de vie des équipements.

Par exemple, si vous avez besoin de refroidir une salle de serveurs, veillez à prendre en compte que la capacité de refroidissement de l'équipement doit être d'au moins 1 000 kW, le coût de connexion énergie supplémentaire sera de 1,5 tf. USD/kW, et la température extérieure minimale atteindra - 40. Dans le même temps, l'équipement fonctionnera toute l'année et 24 heures sur 24, et le gaz ne sera pas utilisé.

Compte tenu de ces données, la meilleure option Le refroidisseur de la salle des serveurs sera un système de free-cooling (refroidisseur n°5) ou un refroidisseur avec tour de refroidissement intégrée (n°3). Ce dernier sera 20 % moins cher à l’achat, et le premier sera plus économique plus tard. Cependant, dans toutes les situations, tous les investissements en capital dans un tel système (avec des coûts de maintenance égaux et le même amortissement) dureront 5 à 7 ans, après quoi ils permettront d'excellentes économies. Mais si vous devez connecter une puissance électrique supplémentaire (à un niveau d'environ 100 kW), la première option sera certainement préférable d'un point de vue économique.

Les refroidisseurs doivent être sélectionnés de la même manière pour tout autre local. Et seulement après avoir tout dépensé calculs précis et en comparant termes de référence Avec différents types stations que vous pourriez choisir, vous pourrez sélectionner l’équipement de climatisation optimal.

Basés sur le principe de fonctionnement et de production de froid, les refroidisseurs peuvent être divisés en deux types : à compression de vapeur et à absorption. Le champ d’application des deux types de machines frigorifiques est similaire. Les deux types sont principalement utilisés pour la production de liquide de refroidissement (liquide de refroidissement) pour les besoins de la climatisation, de la réfrigération industrielle, de la ventilation ou de la technologie. De plus, les refroidisseurs peuvent également être utilisés pour chauffer du liquide de refroidissement pour les besoins de chauffage et de ventilation. De plus, les unités à compression de vapeur sont beaucoup moins utilisées pour le chauffage que les unités à absorption en raison de leur faible efficacité à des températures ambiantes négatives. Cet article traite des refroidisseurs à compression de vapeur.

Principe de fonctionnement.

Les principaux éléments d'un refroidisseur à compression de vapeur sont un compresseur, un évaporateur, un condenseur et un dispositif d'étranglement. L'élimination de l'énergie thermique dans une machine frigorifique à compression de vapeur se produit en raison d'un changement dans l'état d'agrégation de la substance (réfrigérant). En règle générale, le réfrigérant est des fréons - des dérivés fluorés et chlorés d'hydrocarbures saturés (principalement). méthane et éthane). Le réfrigérateur fonctionne à au principe suivant: le compresseur force le réfrigérant gazeux dans le condenseur (voir schéma de la Fig. 1), où en conséquence haute pression et l'évacuation de la chaleur, le gaz fréon se condense. De plus, lorsque le réfrigérant liquide traverse le dispositif d'étranglement, sa pression chute et une partie du liquide est convertie en vapeur. Ce processus s'accompagne d'une diminution de sa température. Ensuite, le mélange vapeur-liquide entre dans l’évaporateur, où il bout et se transforme finalement en vapeur. L'évaporateur est un échangeur de chaleur intermédiaire réfrigérant/eau dans lequel la chaleur est transférée du réfrigérant au liquide refroidi. Ensuite, le liquide à la température requise est fourni via un circuit hydraulique aux consommateurs - ventilo-convecteurs, unités de ventilation, etc.

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Classification des refroidisseurs.

Les refroidisseurs à compression de vapeur peuvent être classés :

par type de refroidissement du condenseur ;

avec condenseur à air ;
avec condenseur refroidi à l'eau ;

par exécution :

pour installation à l'extérieur des bâtiments ;
pour installation à l’intérieur des bâtiments ;

selon d'autres caractéristiques de conception, Par exemple:

avec un système de refroidissement gratuit (freecooling) ;
avec un ventilateur de refroidissement du condenseur centrifuge ;
par type de compresseur, etc.

Selon le mode de refroidissement du condenseur :

refroidisseurs à air;
refroidisseurs refroidis à l'eau (refroidis par eau).

Les refroidisseurs extérieurs comprennent les refroidisseurs monoblocs avec condenseur à air, qui sont généralement installés sur le toit des bâtiments ou sur des sites spéciaux à proximité des bâtiments qu'ils desservent. Les refroidisseurs équipés d'un évaporateur à distance peuvent également être classés comme refroidisseurs extérieurs.

Aux refroidisseurs installation intérieure inclure:

refroidisseurs avec condenseur à distance (sans condenseur) ;
refroidisseurs à eau (refroidisseurs eau-eau);
refroidisseurs à air avec ventilateur centrifuge.

Les refroidisseurs intérieurs sont situés dans des salles spéciales - salles des machines. En raison de leur facilité d'installation, de leur facilité d'utilisation et de leur prix, les refroidisseurs monoblocs avec condenseur à air sont les plus largement utilisés.

Refroidisseurs monoblocs avec condenseur à air

Les refroidisseurs monoblocs sont largement utilisés dans les systèmes de climatisation centrale avec unités d'alimentation en air et dans les systèmes de refroidisseurs et de ventilo-convecteurs. Les monoblocs ont deux modifications :

avec ventilateurs axiaux ;
avec ventilateurs centrifuges (pour installation à l'intérieur des bâtiments).

Refroidisseurs avec ventilateurs axiaux(Fig. 2) sont des unités montées sur châssis dans un seul boîtier et installées sur le toit des bâtiments ou à proximité sur un terrain préparé. La chaleur est libérée dans l'environnement.

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De l'eau ou des solutions aqueuses de glycol sont utilisées comme liquide de refroidissement pour le fonctionnement. machine frigorifique pendant la saison froide. Si les exigences du projet ne permettent pas l'utilisation de glycols, un échangeur de chaleur intermédiaire est intégré au système (Fig. 3). Avec ce schéma, les paramètres de température de la solution de glycol dans le refroidisseur doivent être inférieurs de 2 °C à la température de conception dans le circuit consommateur. Par exemple, pour garantir les paramètres de température de l'eau dans la sortie/entrée de l'échangeur de chaleur intermédiaire : 7/12ºC, il est nécessaire d'obtenir une solution de glycol à la sortie du refroidisseur avec une température de 5ºC.

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De plus, lors de l'utilisation d'un échangeur de chaleur intermédiaire, il est possible de faire fonctionner la machine frigorifique à des températures ambiantes négatives. Les principaux avantages des refroidisseurs monoblocs refroidis par air sont la facilité d'installation, la facilité de maintenance, la disponibilité totale des unités au fonctionnement (remplies de réfrigérant et d'huile), relativement prix bas. Les avantages supplémentaires des monoblocs incluent de larges possibilités de placement en raison de la longueur illimitée des itinéraires de liquide de refroidissement et de la différence de hauteur entre le refroidisseur et les consommateurs. Les refroidisseurs de conception modulaire présentent également des avantages indéniables :

délai de livraison minimum en raison de la disponibilité en entrepôt ;
économies de coûts - le système est mis en service en plusieurs parties selon les besoins ;
variabilité - en combinant des modules de différentes capacités, nous obtenons une machine frigorifique de la puissance requise (schéma Fig. 4) ;
économies d'énergie - le système fonctionne au niveau de puissance qui est à l'heure actuelle nécessaire pour les consommateurs en activant/désactivant des modules individuels.

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Refroidisseurs avec ventilateurs centrifuges(Fig. 5) sont destinés à être installés dans des locaux : caves, greniers, locaux de services particuliers. La principale différence avec les refroidisseurs à ventilateurs axiaux est la présence d'un ou plusieurs ventilateurs centrifuges haute pression. Grâce à un réseau de conduits d'air, le ventilateur force l'air, qui refroidit le condenseur puis est évacué à l'extérieur, et la chaleur est évacuée dans l'environnement.

Avantages des refroidisseurs avec ventilateurs centrifuges :

longue durée de vie grâce à l'emplacement dans une pièce chauffée.

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L'air est extrait de la pièce ; le soufflage peut être organisé à travers des conduits d'air dans l'une des trois directions (Fig. 6)

Hydromodule. La circulation du liquide de refroidissement (eau, solution glycolée) entre le refroidisseur et les consommateurs (ventilo-convecteurs) est assurée par un module hydraulique ( station de pompage) (Fig. 7,a), Le module hydraulique comprend pompe de circulation, vase d'expansion, vannes d'arrêt, réservoir de stockage (réservoir tampon), système de contrôle et de protection.

Le réservoir de stockage (Fig. 4, b) est nécessaire pour augmenter la capacité du liquide de refroidissement dans le système. Le réservoir tampon permet de réduire le nombre de démarrages des compresseurs et des équipements de pompage, augmentant ainsi la durée de vie des machines frigorifiques. Le réservoir tampon peut ne pas être inclus dans le module hydraulique et peut être fourni séparément.

Refroidisseurs avec condenseur à distance (sans condenseur) (Fig. 8)

Un refroidisseur avec condenseur déporté est une unité dans laquelle tous les éléments principaux : compresseur, évaporateur, dispositif d'étranglement sont installés sur un seul châssis dans un seul boîtier. Dans le même temps, le refroidisseur lui-même est destiné à une installation à l'intérieur et le condenseur à air est destiné à une utilisation à l'extérieur et est installé à l'extérieur.

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Les principaux avantages des refroidisseurs avec condenseur déporté :

possibilité de fonctionnement toute l'année avec de l'eau ;
facilité de service à tout moment de l'année;
rendement élevé grâce à l'absence de circuit glycol et d'échangeurs de chaleur intermédiaires ;
longue durée de vie grâce à l'emplacement dans une pièce chauffée;
possibilité d'utiliser un condensateur dans une conception à faible bruit ou antidéflagrante.

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Refroidisseurs avec condenseur à distance

Équipement "avec condenseur à distance" utilisé lorsqu'il est impossible de placer des équipements avec une génération de chaleur importante à l'intérieur d'un atelier ou d'une salle des machines (pour une estimation approximative, le dégagement de chaleur dans le condenseur (en kW) est 30 % supérieur à la capacité de refroidissement du refroidisseur (en kW)) . Le refroidisseur lui-même est installé dans la pièce chauffée et le condenseur à air est monté sur le toit, à côté du bâtiment ou sur le mur du bâtiment. Pour certaines régions de l'est de la Russie, où la température hivernale reste pendant une longue période entre -30 et -35 °C, c'est la seule option pour compléter des unités de refroidissement par eau d'une capacité de refroidissement supérieure à 50-100 kW. Lors de la commande d'un refroidisseur avec condenseur à distance, le client reçoit deux modules : une unité de réfrigération (le refroidisseur lui-même) et un condenseur à air. En fonction des performances, les installations sont équipées de condensateurs à distance de notre propre production, fabriqués par l'entreprise Searle(Angleterre) ou HTS(République tchèque).

Si un refroidisseur avec condenseur à distance fonctionne en hiver (à des températures ambiantes inférieures à 0 C), il est alors équipé d'un système de démarrage hivernal, qui est un système de vannes de dérivation dans le circuit fréon, qui permet au refroidisseur de tourner allumé après un long séjour à basse température environnement. Toutes les vannes du système de démarrage hivernal sont intégrées au groupe frigorifique lors de sa fabrication.

Fabriqué en Russie par la société TsentrProm-Kholod, différentes capacités sont fabriquées de 1 à 1000 kW. Le montage des refroidisseurs d'eau avec condenseur à distance prend de 7 à 15 jours sur commande, selon la capacité et la configuration du refroidisseur, après paiement anticipé. Vous pouvez acheter un refroidisseur avec condenseur à distance via une application en ligne.

Prix des refroidisseurs avec condenseur déporté

Protection électronique - un relais temporisé, prévoit un retard dans le fonctionnement de la basse pression lorsque la pression dans le condenseur diminue, ce qui est causé par la basse température extérieure, et non par un manque de fréon. Dans ce cas, le système d'automatisation n'identifie pas une diminution temporaire de pression comme un accident. Une fois le temps écoulé, l'urgence disparaîtra, le compresseur, par injection, augmentera la pression dans le système de refroidissement à l'aide d'un condenseur à distance, et si le relais se déclenche en raison d'un manque de fréon dans le système, le signal d'urgence sera être enregistré et le refroidisseur cessera automatiquement de fonctionner.

avec un condenseur déporté d'un refroidisseur avec condenseur intégré (monobloc), c'est l'absence d'échangeur de chaleur final - un condenseur - dans son corps. Pour cette raison, on l’appelle également refroidisseur « sans condenseur ». Le condenseur lui-même est présent dans la conception, mais se présente sous la forme d'une unité montée séparément de la machine frigorifique.

Fondamentalement, le fonctionnement des refroidisseurs sans condenseur ne diffère pas de celui des conceptions monoblocs, mais schématiquement, il semble différent (voir figure) : le liquide de refroidissement intermédiaire (généralement de l'eau) se déplace le long d'un circuit en boucle, en passant par un échangeur de chaleur (évaporateur). unité de réfrigération. Là, le transfert de chaleur se produit du liquide de refroidissement au réfrigérant (fréon). L'évaporation du fréon est assurée par un système de vannes, de capteurs de température et de pression, et sa circulation est assurée par un compresseur. Cette partie du circuit est commune à tous les types de refroidisseurs.

Dans les refroidisseurs sans condenseur, le circuit interne (fréon) n'est que partiellement situé dans le corps du groupe frigorifique et dispose de câbles pour connecter sa partie externe, dans laquelle se trouve le condenseur.

Le principe consistant à localiser l'échangeur de chaleur final séparément de l'équipement de réfrigération principal permet d'augmenter considérablement la capacité de refroidissement de l'ensemble du système, sans augmenter significativement les coûts énergétiques. Un effet similaire est obtenu en installant des condensateurs dans des endroits où ils interagissent librement avec l'air extérieur - sur les toits des bâtiments ou dans des zones ouvertes à proximité. Les condenseurs refroidis par air sont montés de cette manière. Les condenseurs refroidis par liquide peuvent (et sont préférables) être installés à l'intérieur, en amenant l'échangeur thermique du circuit d'eau supplémentaire à l'extérieur.

Avantages et inconvénients d'un refroidisseur avec condenseur déporté

Comparé à un refroidisseur avec condenseur intégré, un refroidisseur « sans condenseur » a beaucoup qualités positives, à savoir :

— un rapport plus favorable entre les performances de refroidissement et la consommation d'énergie ;
— il n'est pas nécessaire d'évacuer davantage de chaleur de la pièce dans laquelle se trouve le refroidisseur ;
— possibilité de configuration initiale du refroidisseur avec condenseurs divers modèles, dimensions et puissance ou modification de manière similaire a déjà système installé. Dans ce dernier cas, il n’est pas nécessaire de remplacer la machine frigorifique ;
— faible niveau sonore dû à l'emplacement des ventilateurs de refroidissement à l'extérieur de la pièce. Cette fonctionnalité vous permet également d'utiliser l'option la plus économique consistant à équiper le condenseur de ventilateurs axiaux ;
— un refroidissement efficace grâce au « freecooling » (refroidissement gratuit sans utilisation d'air pulsé) pendant la saison froide ;
— utilisation toutes saisons avec condenseurs à refroidissement liquide (avec éthylène glycol comme liquide de refroidissement dans le circuit supplémentaire). En cas de refroidissement eau courante réception permanente possible eau chaude(s'il y a un consommateur).

Les inconvénients d'un refroidisseur avec condenseur déporté se manifestent le plus souvent par les éléments suivants :

- une installation plus complexe, et donc plus coûteuse, par rapport aux unités monoblocs ;
— l'utilisation de condensateurs de refroidissement liquide augmente considérablement le coût de l'ensemble du système ;
— longueur limitée des voies de connexion entre le refroidisseur et le condenseur distant.

Cependant, ce dernier inconvénient est très douteux, car les techniciens de service expérimentés connaissent de nombreuses façons de l'éliminer.