• La consommation d’énergie électrique des installations frigorifiques industrielles représente une part importante des frais de fonctionnement, la recherche de fluides frigorigènes à effet frigorifique maximal est donc évidente.
Il importe donc que 1 kWh d’énergie électrique consommée permette d’évacuer le maximum d’énergie thermique (en kWh) du médium à refroidir.
Le COP peut varier de 0,6 à 3 dans les applications classiques en froid industriel, voire au-delà ou en de ça dans les applications particulières.
• Le coût des installations frigorifiques industrielles est important, les compresseurs en représentent une part significative.
La recherche de fluides frigorigènes permettant de faibles cylindrées est donc évidente.
Cette faible cylindrée est possible à partir de fluide présentant une forte production frigorifique volumétrique (en kilojoules par mètre cube aspiré).
La production frigorifique volumétrique dépend des deux facteurs suivants :
– forte chaleur latente d’ébullition (kJ/kg) ;
– faible volume massique des vapeurs à l’aspiration (m3/kg).
Production frigorifique volumétrique =
Les deux caractéristiques ci-dessus sont prioritairement prises en compte lors du choix d’un fluide frigorigène.
Remarque
Il est à noter qu’un fluide frigorigène peut être doté d’une forte production frigorifique
volumétrique et développer un faible effet frigorifique (COP).
Le choix d’un fluide doit prioritairement tenir compte du COP.
Le COP est le reflet de la consommation énergétique de l’installation sur la durée
de sa vie.
Le TEWI est le reflet de la consommation énergétique et de l’impact sur l’effet de
serre de l’installation sur la durée de sa vie.
Autres qualités demandées à un fluide frigorigène
– Faible taux de compression.
– Basse pression supérieure à la pression atmosphérique en fonctionnement normal.
– Faible température de fin de compression (une température élevée n’est pas favorable à la stabilité chimique de l’huile et du fluide frigorigène).
– Miscibilité à l’huile. La miscibilité huile fluide frigorigène est indispensable pour assurer le retour de l’huile au compresseur. La sélection de l’huile est donc importante. Cette remarque vaut surtout pour les installations à alimentation sèche des évaporateurs.
– Prix compétitif.
– Bonne disponibilité.
– Faible toxicité.
– Recherche des fuites faciles.
– Faible volume massique du liquide (influence sur le prix des canalisations liquides).
– Faible influence sur le réchauffement climatique (GWP).
De très nombreuses autres qualités sont à prendre en compte, telles que l’influence sur l’ozone et l’effet de serre, l’influence sur les composants de l’installation, la non-inflammabilité, la non-explosibilité, l’absence d’action sur les denrées entreposées, etc.
Le choix d’un fluide n’est donc pas toujours très évident, c’est un compromis entre de multiples critères : lors du choix, que privilégie-t-on ?
– Le coût à l’installation.
– Le COP (consommation d’énergie) et le TEWI.
– L’environnement.
– La sécurité du personnel.
– La maintenance.
– Le temps de retour sur investissement, etc.
Notons enfin que quelquefois, le client et les bureaux d’études imposent un fluide.
Remarque
Certains fluides étant intéressants dans la plupart des domaines mais présentant un potentiel d’effet de serre global élevé sont actuellement évités.
À court terme, les fluides ayant un GWP supérieur à 2 500 seraient déconseillés voire interdits.
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