Économies d'énergie dans les systèmes de refroidissement sans pompe

Dès le début des années 1990, la société danoise Birton A/S a compris le potentiel du dioxyde de carbone comme élément essentiel des systèmes de refroidissement à réfrigérant naturel. Ces systèmes sont non seulement plus respectueux de l'environnement, mais ils augmentent également de manière significative l'efficacité des processus dans lesquels ils sont utilisés.

Développement d'un système « sans pompe »

Aujourd'hui, les systèmes de réfrigération durables de Birton utilisant des réfrigérants naturels sont produits et commercialisés sous la marque CO2OL Solutions. « Notre première installation au CO₂ était un système en cascade à basse température, en 2001 », explique Bent Johansen, PDG de Birton.

En 2004, Birton a développé des systèmes à moyenne et haute température avec une pression nominale de CO₂ pouvant atteindre 50 bars. M. Johansen explique : « Comme il n'existait pas de pompes à CO₂ adaptées, nous avons dû trouver d'autres solutions pour générer une pression de pompage. Cela a conduit au développement de notre système de pompe thermique, qui fait circuler le CO₂ en utilisant uniquement de l'« énergie gratuite ».

Il est intéressant de noter que ce système « sans pompe » n'utilise ni pompe, ni compresseur, ni aucun autre dispositif mécanique. Il se compose plutôt de deux réservoirs, d'échangeurs de chaleur et de tuyaux, sans aucune pièce mobile. Le système peut être utilisé comme alternative (ou remplacement) aux systèmes centraux de réfrigération et de climatisation utilisant l'expansion directe de réfrigérants synthétiques, ou dans des refroidisseurs avec des systèmes à eau ou à saumure. Les applications typiques se trouvent à la fois dans la réfrigération commerciale et industrielle.

Économies importantes

Dans le système au CO₂ de Birton, un condenseur est refroidi par le système de réfrigération primaire [voir les organigrammes dans le PDF]. La gravité conduit le CO₂ liquide vers l'un des deux réservoirs de pompage, où la pression est égalisée avec la pression du condenseur. La pression de pompage est générée par le liquide provenant du système primaire, qui chauffe le CO₂ piégé dans l'autre réservoir. Cette pression envoie le CO₂ liquide vers l'évaporateur. Lorsque le réservoir de pompage est vide, le système alterne. « Sans pompes ni compresseurs, explique M. Johansen, la consommation d'énergie est réduite et le risque de cavitation des pompes est éliminé. De plus, le nombre réduit de composants minimise les besoins d'entretien. »

Tout réfrigérant primaire peut être utilisé avec le système (y compris les HFC), mais il peut être confiné à la salle des compresseurs ou à une unité extérieure refroidie par air, ce qui réduit considérablement le risque de fuite. De plus, la quantité de réfrigérant primaire est moindre, ce qui est bénéfique pour l'environnement. Pour les clients de Birton, tout cela se traduit par des économies importantes. En installant un système Birton CO₂, l'un des clients de l'entreprise a économisé environ 40 % d'énergie, ce qui représente une somme considérable.

Le choix naturel

Birton accorde une grande importance aux composants qu'elle utilise. « Nous sommes un constructeur de systèmes, explique M. Johansen, et la qualité de tous les composants est donc essentielle. Les échangeurs de chaleur à plaques étant indispensables au bon fonctionnement de nos systèmes thermiques, nous avons choisi Alfa Laval. En tant que leader mondial dans son domaine, cette entreprise nous fournit des produits de qualité supérieure, des délais de livraison satisfaisants et l'expertise technique dont nous avons besoin pour être rassurés. »