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CO2

Des éjecteurs pour repousser les frontières...

LE MERCIER, Pierre | 13 mai 2016 |

Le CO2 perd de ses avantages avec l?augmentation de la température extérieure et, en Europe, son utilisation se limite souvent aux pays situés au nord des Alpes. La technologie éjecteur change la donne et permet son utilisation dans les climats chauds comme le prouvent les tests sur le terrain de Danfoss.


Avec le retour en force des installations au CO2, On parle beaucoup des éjecteurs aujourd'hui (Lire La Rpf de septembre et novembre 2015). Nouvelle, le principe de cette technologie mérite un bref rappel. 

L?utilisation d?un éjecteur est la meilleure façon d?optimiser l?efficacité énergétique des systèmes au CO2 transcritique. En effet, la technologie, lorsqu'elle est correctement utilisée, permet de récupérer l?énergie de la détente du CO2 entre le refroidisseur de gaz et le réservoir de liquide. Cette énergie récupérée permet d?assister les compresseurs en augmentant la pression du système, les compresseurs ont donc moins de travail, cela permet au système CO2 transcritique de répondre au besoin de froid.

Pour Danfoss, la technologie éjecteur représente l'une des solutions les plus prometteuses pour les systèmes de réfrigération au CO2 dans les climats les plus chauds, car ils évitent aux constructeurs d?avoir à dimensionner les centrales pour les pics de charge, tout en réduisant la puissance des compresseurs, offrant à son tour des économies d?énergie. Cela permet une réduction des coûts initiaux sur la puissance des compresseurs et une réduction des coûts à long terme pour les utilisateurs finaux.

Quatre sites pilotes comprenant des multi-éjecteurs Danfoss, en Europe et en Afrique, montrent que les éjecteurs fonctionnent comme prévu sous différentes conditions et configurations, avec une efficacité allant jusqu?à 30 %.  Les tests révèlent aussi comment la conception des installations doit tenir compte des caractéristiques de performance de l'éjecteur.

Sur tous les sites, seule la performance de l?éjecteur a été mesurée et évaluée.

Les tests sur site nous permettent de déduire que la performance de l?éjecteur est étroitement liée à la configuration du système, aux conditions/températures ambiantes et à l?élévation de la pression de l?éjecteur. Les résultats des quatre tests sur site ont confirmé que les éjecteurs fonctionnent comme escompté?:

- Site 1?: Dans le cas du site 1, lors d?un fonctionnement avec récupération de chaleur, les résultats du test ont montré que l?éjecteur ne fonctionne qu?entre de longs intervalles. Cependant, lorsque la charge augmente et que les compresseurs parallèles se mettent en route, l?éjecteur s?active et fonctionne avec une efficacité jusqu?à 25 %. Le test révèle aussi qu?en mode récupération de chaleur, il est important que le gaz ne soit pas trop refroidi, ce qui permet une meilleure efficacité de l?éjecteur.

- Site 2?:  Sur le site 2, les éjecteurs sont testés sur un système frigorifique relativement puissant mais avec une faible charge. Le test révèle qu?en cas de compresseur surdimensionné, le système devient instable et l?éjecteur a un effet limité. En d?autres termes, la capacité des compresseurs doit être ajustée afin de tirer profit de l?installation d?éjecteurs.

- Site 3?: Le supermarché 3 utilise un système d?air conditionné de grande taille, en été. Le test montre comment les compresseurs AC montés avec éjecteurs, dans certaines périodes, ont la puissance nécessaire pour faire fonctionner le petit système de réfrigération MT. Le test révèle qu?il y a un réel potentiel à utiliser la technologie éjecteur sur les systèmes alliant air conditionné et réfrigération. 

- Site 4?: Dans le cas du supermarché en Afrique, l?efficacité atteinte par l?éjecteur est de 30 %. Lorsque l?éjecteur est en fonctionnement, les compresseurs parallèles prennent en charge le gros du travail alors que lorsque l?éjecteur est à l?arrêt, les compresseurs MT effectuent le travail.

Il est important que le système soit adapté à la technologie éjecteur

Les quatre tests en conditions réelles confirment que la configuration du système doit être adaptée, afin de tenir compte des caractéristiques de l?éjecteur. Il en résulte que?:

La capacité des compresseurs doit être ajustée pour tirer pleinement parti des éjecteurs

L?augmentation de pression de l?éjecteur vers le réservoir doit être optimisée pour maximiser la performance

La conception du retour d?huile doit être étudiée avec soin.

Quelles sont les implications pour la performance énergétique??

Même si la performance énergétique du système lors de l'utilisation de la technologie éjecteur n?était pas le but principal de l'essai, des rendements énergétiques ont été notés. Lors du calcul de la performance énergétique sur la base des résultats d'efficacité de l'éjecteur, le potentiel d'économie d'énergie devient évident. Voici quelques résultats notés?:

- Sur le site 4?: déplacer la charge des compresseurs MT vers les compresseurs parallèles améliore l?efficacité énergétique d?au moins 4 % à 27 °C.

- Sur le site 3?: lorsque l?on associe un système d?air conditionné à un système frigorifique, le potentiel d?économie d?énergie est encore plus important. Le test révèle de 10 à 15 % d?efficacité énergétique supplémentaire sur le système frigorifique à une température ambiante d?environ 30 °C.

En conclusion, les quatre tests effectués par Danfoss ont confirmé que les éjecteurs fonctionnent comme prévu dans des conditions variables à différentes configurations. Les tests montrent également que le système doit être configuré en fonction de l?utilisation des éjecteurs pour un retour sur investissement optimal. Ces tests confirment le potentiel de la technologie éjecteur.  

Quatre sites pilotes

Les tests de performance de l?éjecteur ont été menés par Danfoss au printemps 2016 dans quatre supermarchés, situés à quatre endroits différents et avec différentes configurations?:

- Site 1?: supermarché 1 en Europe du Sud-Est avec récupération de chaleur sur la MT (163 kW) et pas d?air conditionné, fonctionnant à une température ambiante d?environ 12 °C (en hiver).

- Site 2?: supermarché 2 en Europe de l?Ouest, sans air conditionné ni récupération de chaleur, réfrigération MT (225 kW), fonctionnant à une température ambiante d?environ 20 °C.

- Site 3?: supermarché 3 en Europe du Sud, avec air conditionné et réfrigération MT (70 kW), fonctionnant à une température ambiante d?environ 30 °C, pas de récupération de chaleur.

- Site 4?: supermarché 4 en Afrique, sans air conditionné ni récupération de chaleur, uniquement réfrigération MT (120 kW), fonctionnant à une température ambiante d?environ  27 °C.



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Les nouveaux éjecteurs de Danfoss ont été présentés fin avril.

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