Utiliser l'eau comme fluide réfrigérant, pourquoi pas ?
L'entreprise allemande Efficient Energy a trouvé une réponse radicale, son groupe de production d'eau glacée eChiller45 utilise l'eau comme fluide réfrigérant.
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Les fluides réfrigérants dont le GWP (global warming power, contribution à l'effet de serre) est supérieur à 150 voient leur emploi restreint par le règlement européen F-Gaz.
L'eau bénéficie de longue date de sa propre codification en tant que fluide réfrigérant ou frigorigène (c'est synonyme) : le R718. Le R718 possède un GWP et un ODP (Ozone Depletion Potential, contribution à la destruction de la couche d'ozone) nuls.
Il est largement disponible, non-toxique, non-inflammable et vraiment pas cher. Naturellement, le R718 possède une limite d'emploi : l'eau gèle à 0°C. On ne peut donc pas l'utiliser pour du refroidissement négatif (congélation, etc.). Mais tant qu'il s'agit de refroidissement à des températures positives (>0°C), tout est possible avec du R718.
Le R718 affiche un GWP nul
Notons qu’il présente deux inconvénients mineurs, une faible densité de vapeur (9,4 g/m3) et une température d'ébullition élevée (100°C) qui impose qu'une partie du circuit frigorifique fonctionne à des pressions très faibles (5 à 200 mbar), inférieure à la pression atmosphérique (1 bar).
En cas de défaut d'étanchéité du circuit frigorifique au R718, la machine s'arrête, personne ne court aucun risque et les locaux où se trouve la machine non-plus.
Dans le cas du CO2, autre fluide naturel, la pression de fonctionnement dépasse largement 100 bar. Un défaut ou une mauvaise manipulation peut provoquer une fuite assez puissante pour couper un membre ou blesser sévèrement.
Ne parlons pas de l'ammoniaque fortement toxique, ni du propane ou du butane inflammables et explosifs dans certaines conditions. A tout prendre, le défaut éventuel sur un circuit R718 est un risque bien confortable.
Un groupe de production d'eau glacée au R718
En 2006, Holger Sedlak et Oliver Kniffler ont l'idée de développer un chiller (groupe de production d'eau glacée) utilisant l'eau comme fluide. Les prototypes sont apparus en 2012 et le premier procédé commercial a été dévoilé en mars 2013 durant le CeBIT à Hanovre.
Il s'agit de l'armoire de climatisation "Stulz CyberBlue" qui contient un eChiller45 de efficient energy. CyberBlue est une gamme d'armoires destinées à la climatisation des Data Centers.
Le eChiller45, commercialisé en Allemagne seulement pour l'instant, est un groupe froid eau/eau de 45 kW de puissance nominale. Efficient energy envisage d'introduire deux autres modèles en 2015 : 20 et 90 kW. Les trois produiront de l'eau glacée à 16°C avec une température de retour idéale de 22°C.
Trois étages de compression
Etant données les caractéristiques thermodynamiques de l'eau, le eChiller est conçu avec trois étages de compression : le fluide réfrigérant, l'eau, circule dans trois compresseurs en série.
Comme ce sont des compresseurs centrifuges, le eChiller est capable de moduler sa puissance en continu de 10 à 100% de sa puissance nominale, pratiquement sans modification de rendement, quelle que soit la charge.
Selon Efficient Energy, un eChiller45 installé à Paris et fonctionnant avec une loi d'eau de 16°C (température de départ d'eau) / 22°C (température de retour d'eau) atteindrait un Eseer (European seasonal energy efficiency ratio, la mesure de rendement annuel à différents taux de charge) Eurovent de 7,8, un Acop (Annual coefficient of performance, le nouveau calcul du Cop annuel selon la directive ecoConception) de 24 et un Aeer (Annual Eer) de 15,9.
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Bonjour à tous. Je suis en classe prépa et je voudrais faire un TIPE sur les fluides réfrigérants. avez vous des idées de comment je pourrais aborder le sujet? Et si possible, quelle expérience je pourrais réaliser?