REFRIGÉRATION
Cool and Comfort 103 – novembre 2024
Possibilités d’application du CO2
Étant donné l’avenir incertain des gaz fluorés et des réfrigérants synthétiques en général, on se penche de plus en plus sur les possibilités des réfrigérants naturels. Lors de la 10e conférence de l’International Institute of Refrigeration (IIR) à Ohrid, Armin Hafner, un expert norvégien en la matière, a donné un aperçu du potentiel du CO2 pour la réfrigération et les pompes à chaleur. Nous vous en résumons les conclusions.
Réfrigération commerciale
Les premières installations modernes au CO2 destinées à la réfrigération commerciale datent du début des années 2000. La configuration du booster qui fut développée à l’époque, est encore aujourd’hui la plus utilisée. C’est en effet celle qui convient le mieux aux climats plus froids ou aux situations nécessitant peu ou pas de climatisation. Dans ce système, le gaz comprimé du compresseur à basse température est dirigé vers un compresseur à moyenne température qui fonctionne comme un booster. Les installations de la génération suivante utilisent un compresseur supplémentaire en parallèle, qui porte directement le flash gaz à haute pression pour le refroidisseur de gaz. Ceci se révèle essentiellement pertinent en cas de températures extérieures élevées, lorsque la quantité de flash gaz augmente. En mode hivernal, le système peut fonctionner comme un booster traditionnel, sans compression parallèle.
La dernière génération de systèmes au CO2 pour climats chauds recourt à des éjecteurs. Ceux-ci utilisent l’énergie cinétique du gaz en expansion pour augmenter la pression dans l’alimentation du compresseur à moyenne température et pour allonger la durée de fonctionnement du compresseur parallèle.
Stockage de froid
Il est également possible de coupler un système booster traditionnel avec du stockage de glace. Le tampon de glace peut alors fournir du froid à une centrale de traitement de l’air destinée au refroidissement de confort. Une application plus ambitieuse consiste à stocker du froid dans de la carboglace. Ce qui permet de la réfrigération industrielle à -40°C (et même à des températures inférieures). Il importe toutefois que la plage de fonctionnement soit limitée à la transition de phase entre le CO2 liquide et solide. La formation de gaz doit être évitée, ce qui signifie que la température doit être maintenue en dessous de -40°C.
Des pompes à chaleur/refroidisseurs pour les collectivités
Les systèmes au CO2 performent particulièrement bien lorsqu’il y a un besoin simultané de chauffage et de refroidissement. Une pompe à chaleur/refroidisseur capable de fournir aussi bien de la chaleur que du froid est intéressante pour des appartements ou des hôtels, nécessitant à la fois un refroidissement de confort et une production d’ECS. En ce qui concerne cette dernière, on utilise de préférence des vases tampon branchés en série, afin de garantir une durée de fonctionnement suffisamment longue de la pompe à chaleur. Les appartements individuels ou les chambres peuvent dès lors être raccordés via des modules thermiques pour le chauffage et le refroidissement.
En résumé, depuis que l’intérêt pour le CO2 a regagné en importance à la fin des années ’80, de nombreux concepts efficaces ont été développés, surtout pour la production d’eau chaude et l’équipement des supermarchés. Et depuis, ceci est devenu un marché en forte croissance. Les pompes à chaleur/refroidisseurs affichent également un grand potentiel. Le stockage de froid sur base de la transition de phase (du liquide vers le solide) à l’aide d’eau ou de CO2 peut également contribuer à une plus grande stabilité des réseaux énergétiques. Étant donné la grande diversité de réfrigérants naturels, l’abandon définitif des gaz fluorés approche, ajoute Armin Hafner.
L’étude complète a été publiée par l’IIR et peut être consultée sur le site internet suivant :
Par Alex Baumans
Schéma: IIR