Energie
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La puissance consommée est utilisée pour modéliser les émissions indirectes et le coût de fonctionnement annuel. Le tableau ci-dessous résume les conditions utilisées pour déterminer le COP (Coefficient de performance) et la puissance absorbée du compresseur. Elle montre également les puissances supplémentaires prises par les ventilateurs, pompes auxiliaires et éclairages. Ceux-ci sont intégrés pour la modélisation du Coût Electrique Annuel et le TEWI. Si les charges frigorifiques sont changées, les puissances absorbées le sont proportionnellement.

  Basse température

La température d’évaporation BT est de -35°C excepté pour le R744 en cascade et les systèmes secondaires où il est admis que grâce au meillleur transfert de chaleur elle remonte à -32°C pour une surface d’échange similaire.

Pour l’étage BT, la tempéraure de condensation est de 25°C pour le Nord de l’Europe et 30°C pour le Sud de l’Europe. Pour les systèmes Secondaires le glycol circule à -3°C et le CO2 liquide à -1°C. La température de condensation de 0°C dans chacun de deux cas est le reflet du meilleur transfert de chaleur du CO2.

  Moyenne température

La température d’évaporation MT des systèmes à détente directe est -6°C. Elle est donnée par une température d’air de 5°C et un delta T de 11K pour permettre la surchauffe dans l’évaporateur. Le circuit BT au R744 condense à +2°C, l’évaporation du circuit MT est de -9°C. Pour les systèmes secondaires, le glycol est à -3°C pour un delta T évaporateur de 8K (pas de surchauffe dans l’évaporateur nécessaire), résultant d’une évaporation à -9°C. Pour le CO2 frigoporteur à -1°C, la température d’évaporation est de -7°C. La température de condensation est de +25°C pour l’Europe du Nord et +30°C pour l’Europe du Sud.

Les données des compresseurs sont tirées du logiciel Select 7 et des données logiciels/catalogue d’autres compressoristes. Nous avons choisi des compresseurs semi-hermétiques et scroll utilisant les dernières technologies disponibles. Le COP est défini comme le COP compresseur, c’est le ratio de la puissance frigorifique publiée divisée par la puissance absorbée aux conditions d’évaporation et de condensation spécifiées dans le tableau ci-dessus.

La technologie R744 transcritique est encore dans ces premiers stades de développement et même si les performances sont disponibles, la méthode de régulation aura une influence importante sur l’efficacité du système. Le fonctionnement en mode subcritique offre une performance meilleure que dans les systèmes conventionnels d’aujourd’hui. Cette hausse de performance est nécessaire pour compenser la performance plus basse du mode transcritique qui varie en fonction des conditions extérieures. La localisation joue donc un rôle important. Plus chaud est le climat, plus longtemps le système fonctionnera en mode transcritique. Dans ce modèle, nous avons sélectionné le meilleur scénario pour le système transcritique.

Des études montrent que des systèmes R744 transcritique qui desservent à la fois les charges MT et BT peuvent opérer à des rendements similaires à des systèmes utilisant des semi-hermétiques au R404A dans le Nord de l’Europe. Cela se produit grâce aux pertes de charges basses et aux transferts de chaleur élevés du R744 qui compense l’effort d’élévation de pression du compresseur. Le sous refroidissement apportera un bénéfice nécessaire pour que le système optimisé au R744 atteigne la parité de COP montrée ci-dessous.

 

Changement de COP en fonction de la température extérieure

 

Pour le système au R404A, nous assumons l’hypothèse que la pression HP est limitée à 20°C pour toute température extérieure inférieure à 10°C alors que la pression de refoulement au R744 est autorisée à flotter beaucoup plus bas.

Le graphique illustre le changement de COP en fonction de la température extérieure. Le cas de base avec technologie scroll montre un avantage de performance en moyenne de 10% sur le circuit MT par rapport au cas de base en compresseur piston. Nous constatons le fait qu’une solution R744 peut atteindre un COP moyen comparable à un système à piston classique dans le Nord de l’Europe. Pour le Sud de l’Europe, nous constatons que le COP du système R744 transcritique est en moyenne inférieur de 10% au système HFC sur le circuit MT et ceci est à mettre à l’actif du nombre d’heures passées en mode transcritique.