Efficacité énergétique des systèmes de réfrigération
Comme de nombreuses entreprises du secteur, INTARCON a dû s’adapter aux différentes exigences législatives, en cherchant à s’adapter aux réglementations en matière de protection de l’environnement, avec l’objectif clair d’améliorer l’efficacité énergétique. C’est pourquoi elle s’est engagée à utiliser des réfrigérants naturels qui n’ont pas d’effets négatifs sur la chimie de l’environnement.
L’Union européenne, par la publication de propositions législatives, tente de mener la transition énergétique basée sur la réduction drastique des émissions de CO2 dans l’atmosphère. C’est pourquoi des changements majeurs sont en cours dans le secteur de la réfrigération afin d’accroître l’efficacité énergétique et de réduire l’empreinte carbone.
Pour une grande partie du secteur industriel, la consommation d’électricité est l’une des principales dépenses, ce qui influe directement sur la compétitivité de ses produits. Cela a encouragé l’intérêt pour l’efficacité énergétique dans leurs processus afin de faire face à la fluctuation des prix de l’énergie.
Avant de procéder à la conception d’une installation, il est nécessaire d’étudier ses besoins afin d’obtenir la solution la mieux adaptée au projet. Certains des aspects les plus importants sont énumérés ci-dessous :
Optimisation de la charge thermique
L’excès de puissance fait que l’équipement fonctionne à charge partielle, ce qui entraîne une diminution de l’efficacité énergétique. Cela entraîne une augmentation de l’investissement et du coût énergétique du système, et donc une augmentation du prix du produit. Il est donc essentiel d’optimiser la conception de la chambre froide ou du processus (en minimisant les pertes par transmission, infiltration, dégivrage, etc. En outre, il sera essentiel de veiller à la bonne utilisation de l’installation (éviter les ouvertures de portes inutiles, etc.).
- Quelques moyens d’améliorer l’efficacité énergétique :
- Ajouter des équipements de soutien pour amortir les pics thermiques.
- Utiliser la chaleur perdue de l’air évacué.
- Récupérer la chaleur perdue des liquides de traitement.
- Déplacer une partie des charges thermiques vers les heures creuses.
- Réduire la consommation des pompes dans les systèmes indirects.
- Utiliser le free cooling.
- Adopter certaines mesures dans les chambres froides.
Choix du réfrigérant
Tout au long de l’histoire de la réfrigération, différents types de réfrigérants ont été utilisés (CFC, HCFC, HFC, HC, composés inorganiques tels que l’ammoniac, ou même de nouveaux réfrigérants basés sur la nanotechnologie, les nanofluides). Il n’existe donc pas de réfrigérant idéal, mais certains facteurs doivent être pris en compte lors du choix d’un réfrigérant :
- Facteurs de performance (COP et SEPR).
- Facteurs environnementaux (PCA et ODP).
- Facteurs économiques (coût, manipulation, stockage et élimination).
- Facteurs de sécurité (toxicité et inflammabilité).
De plus en plus d’entreprises s’adaptent à l’utilisation de réfrigérants à faible GWP, suite au règlement européen sur l’utilisation des gaz réfrigérants (règlement F-Gas). Parmi les solutions visant à faciliter l’adaptation des clients à la réglementation à moyen terme, INTARCON a développé la ligne d’unités approuvées intarCUBE A2L, conçues pour fonctionner soit avec le réfrigérant R-449A avec un GWP=1398, soit avec le R-454C avec un GWP<150.
INTARCON propose des solutions utilisant des réfrigérants naturels tels que l’ammoniac ou R-717 (NH3), le dioxyde de carbone ou R-744 (CO2), et le propane ou R-290 (C3H8). Ces réfrigérants ont été choisis pour leur haute performance thermodynamique, leur faible coût et leur effet de serre faible ou nul, ce qui en fait les réfrigérants de l’avenir. Ils représentent une économie par rapport aux hydrofluorocarbures (HFC), car ces derniers ont des prix élevés en raison de leur taxe élevée sur le PRP et de la difficulté d’approvisionnement, qui augmentera au fil des ans.
Systèmes avec R-717 (NH3)
L’ammoniac est le réfrigérant le plus utilisé dans la réfrigération industrielle, en raison de son faible coût et de son coefficient de transfert thermique élevé. Il n’altère pas la couche d’ozone et ne contribue pas à l’effet de serre grâce à son intégration aisée dans la chimie de l’environnement par le biais du cycle de l’azote. Il peut être installé dans des intérieurs inoccupés ou à l’extérieur, où il se dissipe rapidement en cas de fuite car il est moins dense que l’air.
INTARCON a développé une gamme d’équipements ammolites au R-717 avec les meilleures caractéristiques de sécurité, condensation à microcanaux et très faible charge de réfrigérant (≃ 70 g/kW), aussi bien dans l’option d’expansion directe qu’indirecte, résolvant les difficultés présentées par ce type de système, grâce à l’utilisation de vannes d’expansion électroniques et d’huiles miscibles à l’ammoniaque.
Systèmes avec R-744 (CO2)
Systèmes avec R-290 (C3H8)
L’utilisation d’hydrocarbures peut susciter des réticences en raison de leur inflammabilité élevée (catégorie A3), mais les limites établies pour les réfrigérants signifient que les équipements utilisant ces réfrigérants ne présentent pas de risque pour les personnes. En outre, la vaste expérience de l’industrie avec les réfrigérants inflammables tels que l’isobutane (R-600a) dans la réfrigération domestique donne confiance aux clients, ce qui facilite l’acceptation et les ventes.
INTARCON s’est engagé à utiliser le propane comme réfrigérant en raison de son effet de serre presque nul (ODP) et de ses excellentes performances thermodynamiques, en développant des installations de refroidissement, des évaporateurs avec compresseur à boucle d’eau intégré, et des équipements industriels compacts de type Superblock ou Commercial Intarblock.
Systèmes d'expansion directe ou indirecte
- Direct : il se distingue par sa grande efficacité car l’évaporateur est en contact direct avec le fluide à refroidir. L’inconvénient est la charge élevée de réfrigérant et les problèmes éventuels de retour d’huile. Il souligne également la nécessité d’une mise en service correcte par un professionnel spécialisé, ainsi que le risque de fuite pouvant contaminer l’environnement intérieur et le produit stocké.
- Indirect : dans ce cas, l’évaporateur refroidit un fluide caloporteur (généralement de l’eau glycolée ou de la saumure) qui est en contact avec le fluide à refroidir. Le principal avantage est la réduction drastique de la charge grâce au confinement du réfrigérant dans l’installation, ce qui augmente la sécurité en cas d’utilisation de réfrigérants toxiques ou inflammables. L’inconvénient est qu’ils nécessitent une conception correcte du système de distribution d’eau et l’utilisation de variateurs de fréquence pour compenser la consommation des pompes.
Compresseurs
C’est le composant du système qui consomme le plus d’énergie (40 à 60 %). Son efficacité dépend des conditions de fonctionnement et nécessite un fonctionnement aussi stable que possible, car sa régulation interne sacrifie l’efficacité, en particulier lorsque les charges partielles sont faibles. Il est recommandé de répartir la charge de refroidissement entre plusieurs compresseurs ou d’utiliser des convertisseurs de fréquence pour améliorer l’efficacité.
Dans ce domaine, INTARCON propose une gamme de centrales intarCUBE INVERTER et une gamme de centrales frigorifiques Full-INVERTER avec lesquelles il s’agit de fournir une solution aux demandes de refroidissement variables du système en modulant le fonctionnement de l’étage de compression, en réduisant les démarrages et les arrêts des compresseurs et en réalisant d’importantes économies d’énergie ainsi qu’une augmentation de la durée de vie utile du compresseur.
Récupération de la chaleur de condensation
Dans le secteur de la climatisation et de la réfrigération, la technologie aérothermique se présente comme une source d’énergie renouvelable et propre, qui utilise l’énergie thermique générée lors de la production de froid, permettant de couvrir la demande d’eau chaude sanitaire (ECS) et/ou de soutenir la boucle d’eau chaude. L’utilisation de l’énergie récupérée, en plus d’augmenter l’efficacité du système, réduit le temps d’amortissement de l’investissement dans l’équipement.
Cette technologie est actuellement utilisée pour renforcer la politique de décarbonisation au cours de la phase actuelle de transition énergétique afin de remplacer l’utilisation des combustibles fossiles, grâce à sa capacité à être couplée à d’autres systèmes tels que :
- Le chauffage (chauffage par le sol, radiateurs à basse température, etc.)
- Eau chaude sanitaire (assainissement, nettoyage, échaudage, etc.).
- Production de vapeur.
- Processus de séchage et de déshumidification.
- Processus d’évaporation, de pasteurisation, de distillation et de concentration.
L’efficacité énergétique des équipements de réfrigération INTARCON, qui incluent la récupération de chaleur, est accrue grâce à l’utilisation de la chaleur de condensation pour son accumulation et son utilisation ultérieure pour le dégivrage au glycol chaud, en évitant l’utilisation de résistances électriques ou l’interruption de la production de froid.
INTARCON, en plus d’inclure la politique de décarbonisation dans tous ses produits, la promeut également dans la ligne de production et la gestion de l’entreprise, à travers la construction d’installations en vue d’une production propre ou d’une “fabrication verte”.
