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Refroidisseur au CO2

Un refroidisseur au CO2 (Chiller) est un système de refroidissement par eau qui représente une alternative écologique très attrayante. Aujourd’hui, il peut être utilisé pratiquement partout dans le monde.

Comment fonctionne un refroidisseur au CO2 ?

Refroidisseur au CO2 en mode subcritique

Le cycle au CO2 est utilisé dans une installation en cascade comprenant deux systèmes. Le circuit au CO2 fonctionne à basse température pour refroidir le liquide, tandis qu’un autre cycle est utilisé pour condenser le CO2. Dans cette configuration, le CO2 du refroidisseur reste en dessous de son point critique.

Refroidisseur au CO2 en mode transcritique

L’objectif principal de ce système est d’utiliser exclusivement le CO2 dans toute l’installation afin d’éviter les problèmes liés aux réglementations environnementales.


Caractéristiques principales des refroidisseurs au CO2

  1. Fonctionnement sous haute pression : Les refroidisseurs au CO2 fonctionnent à des pressions très élevées tout en maintenant des températures comparables à celles d’autres réfrigérants.
  2. Avantages environnementaux : Ces refroidisseurs offrent un avenir prometteur en contribuant de manière significative à la durabilité environnementale.
  3. Efficacité énergétique :
    • Les refroidisseurs transcritiques au CO2 pour le glycol offrent une grande efficacité et une fiabilité pour le refroidissement à basse température.
    • La récupération de chaleur est disponible, permettant d’atteindre des températures allant jusqu’à 75°C pour des processus parallèles.
  4. Large plage d’applications : Ils prennent en charge des températures de glycol allant de -30°C à +12°C et sont couramment utilisés avec des évaporateurs inondés pour refroidir des saumures industrielles comme CaCl2 et des solutions ammoniac-eau.
  5. Systèmes en cascade :
    • Les configurations en cascade combinent deux systèmes de réfrigération indépendants partageant un échangeur de chaleur.
    • L’utilisation du CO2 en combinaison réduit jusqu’à 90 % la charge d’ammoniac par rapport aux systèmes uniquement à ammoniac.
  6. Conception spécialisée :
    • Les refroidisseurs au CO2 utilisent des tuyaux en acier ou en acier inoxydable conçus pour supporter des pressions élevées.
    • L’épaisseur des parois des tubes et des échangeurs est augmentée pour gérer ces pressions efficacement.
  7. Composants avancés :
    • Les compresseurs sont spécialement conçus pour gérer la plus grande capacité de refroidissement du CO2.
    • Les soupapes d’expansion électroniques et les ventilateurs à vitesse variable améliorent l’efficacité en charge partielle.
  8. Avantages du réfrigérant :
    • Le CO2 (R744) offre une plus grande capacité de refroidissement et des pertes de charge plus faibles dans les tuyaux et échangeurs de chaleur, améliorant ainsi le COP.
    • Non corrosif, faible toxicité, non inflammable et rentable.
    • Haute efficacité de transfert thermique grâce à la densité et aux propriétés de pression du réfrigérant.
  9. Compact et silencieux :
    • Ces systèmes modernes occupent moins d’espace dans les salles des machines et produisent un minimum de bruit.
    • Beaucoup fonctionnent sans huile, maximisant l’efficacité opérationnelle.
  10. Classification ASHRAE :
  • Le CO2 est classé comme réfrigérant A1, ce qui signifie qu’il est non toxique et non inflammable.
  • Cependant, dans des espaces confinés, de grandes fuites peuvent déplacer l’oxygène respirable.

Considérations supplémentaires

  • Les refroidisseurs au CO2 nécessitent une pureté du réfrigérant d’environ 99,99 %.
  • Les systèmes avec des températures de décharge élevées nécessitent un refroidissement intermédiaire, en particulier pour les applications à très basse température.
  • Des mesures de sécurité appropriées sont cruciales, car le CO2 peut se solidifier dans certaines conditions, comme lors de la libération d’une soupape de surpression.

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