Augmentation de l’efficacité des installations au CO₂ avec le sous-refroidisseur Alchemist
Torraval Cooling démontre, avec des données réelles, l’impact du refroidissement adiabatique sur les systèmes au CO₂
Cette fois, Torraval Cooling présente des résultats concrets montrant les avantages du refroidissement adiabatique grâce à l’utilisation du sous-refroidisseur Alchemist, une solution innovante conçue pour les installations au CO₂ en cycle transcritique.
Développé par MITA (brevet n° 17194148.7) et actuellement commercialisé par notre entreprise, l’Alchemist est conçu pour être intégré juste après le gas cooler et optimiser les performances des systèmes transcritiques au CO₂, notamment dans le domaine exigeant du froid commercial.
Objectif de l’étude sur le sous-refroidisseur adiabatique
Cette étude de cas vise à démontrer les avantages du sous-refroidisseur Alchemist, notamment :
- Réduction de la consommation énergétique.
- Diminution des pressions de fonctionnement du circuit frigorifique.
Caractéristiques de l’installation du système de réfrigération
- Localisation : province de Vicence, Italie.
- Puissance maximale de conception de la ligne MT : 164 kW.
- Configuration du système frigorifique central :
- 4 compresseurs Dorin modèle CD 300 H (un avec variateur de fréquence).
- 1 compresseur Dorin modèle CD 300 H (avec variateur, en compression parallèle).
- 1 sous-refroidisseur adiabatique Alchemist modèle 4000 SR.
Données collectées sur le fonctionnement du sous-refroidisseur
La période la plus chaude de l’année a été utilisée pour collecter des données réelles de fonctionnement pendant six jours consécutifs à l’été 2022, de 01h00 le lundi à minuit le samedi. L’Alchemist a été activé et désactivé automatiquement pour comparer les paramètres suivants :
- Température de sortie du réfrigérant.
- Pression de fonctionnement.
- Température d’évaporation.
- Consommation électrique totale de l’installation (y compris les ventilateurs du gas cooler et de l’Alchemist).
- Consommation d’eau du sous-refroidisseur Alchemist.
À partir de ces données, les éléments suivants ont été calculés :
- Énergie thermique fournie par le système.
- Évolution du COP (Coefficient de Performance), incluant la consommation des ventilateurs du gas cooler et de l’Alchemist.
Durant la semaine d’analyse, des températures extérieures maximales allant jusqu’à 35°C ont été enregistrées.
Résultats remarquables
- Baisse de la température du réfrigérant
L’utilisation de l’Alchemist permet une réduction significative de la température de sortie du réfrigérant. Pendant les six jours de test, une baisse moyenne de 8°C a été observée lorsque le sous-refroidisseur était actif.
- Réduction de la pression de fonctionnement
La pression s’ajuste en fonction de la température de sortie du réfrigérant : plus la température est basse, plus la pression nécessaire est faible. En fonctionnement, l’Alchemist a permis une réduction moyenne de 6,4 bars de la pression du système, améliorant ainsi directement l’efficacité.
Le système a fonctionné presque en continu en régime transcritique (> 73,5 bar), sauf durant une courte période en fin de journée vendredi, quand l’Alchemist était désactivé.
- Économies d’énergie
Le paramètre le plus pertinent est la consommation électrique totale, incluant tous les ventilateurs. En comparant les jours avec et sans fonctionnement de l’Alchemist, les économies suivantes ont été constatées :
- Économie de plus de 1 100 kWh en seulement trois jours (~27 %).
- Consommation d’eau associée : 3,8 m³.
- En conditions plus standards (par ex. humidité relative >75 %, où il est recommandé de désactiver le système), l’économie moyenne corrigée serait de 22 %, avec une consommation d’eau d’environ 3,2 m³.
Performance énergétique (COP)
À partir des données collectées (pressions, températures et formules fournies par Dorin), la performance globale du système a été calculée :
- COP moyen avec Alchemist activé : 2,54 (très élevé, compte tenu d’une température ambiante moyenne de 30,6°C).
- COP moyen avec Alchemist désactivé : 1,90 (avec seulement 0,2°C de plus en moyenne).
Pendant les heures les plus chaudes, le COP est tombé en dessous de 2 sans le sous-refroidisseur.
Conclusions
L’étude menée durant l’été chaud de 2022 démontre que l’utilisation de l’Alchemist permet de réduire significativement la consommation électrique des installations frigorifiques, avec une consommation d’eau très modérée.
De plus, son efficacité reste avérée même en régime subcritique, ce qui rend son installation recommandable sur tout système transcritique au CO₂, quel que soit le lieu d’implantation.
Chez Torraval Cooling, nous misons sur des solutions qui améliorent l’efficacité énergétique et réduisent l’impact environnemental, et l’Alchemist est l’un des outils les plus performants à cet égard.