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Refroidissement des aliments avec du CO₂ transcritique

La majorité des scientifiques s'accordent à dire que le climat de la Terre est en train de changer et que l'activité humaine est la cause première de ce changement.

Les BPHE Ultra-pressure de SWEP en pleine action

Bien que le plus grand impact découle de la consommation de combustibles fossiles, l’utilisation de fluides réfrigérants dans des applications telles que les véhicules, la climatisation et les refroidisseurs de supermarché est en augmentation. Les fuites provenant de ces applications injectent dans l’atmosphère des substances qui ont un impact particulièrement élevé sur le réchauffement climatique. Prenons l’exemple du R404A, un produit communément utilisé et dont l’effet sur le réchauffement climatique est 3 900 fois supérieur à celui du dioxyde de carbone. En remplaçant ces produits réfrigérants synthétiques par du dioxyde de carbone, nous pouvons donc réduire leur impact sur le réchauffement climatique.

Toutefois, le dioxyde de carbone constitue un défi majeur en tant que produit réfrigérant : il exige des pressions très élevées. La robustesse de la nouvelle gamme Ultra-pressure de SWEP permet de surmonter ce défi et de lutter contre le réchauffement climatique découlant de la réfrigération de manière sûre et économique. Site Web du client : www.scmfrigo.com

Le problème

L’utilisation de saumure dans les rayonnages alimentaires à moyenne température, en conjonction avec un cycle frigorifique mono-étagé à base de dioxyde de carbone, impose des exigences de conception supplémentaires en raison de la pression élevée du dioxyde de carbone (environ 100 bar) à température ambiante. Ces systèmes sont également très gourmands en énergie. Le défi est donc double : produire des composants approuvés pour les très hautes pressions qui permettent également aux systèmes de fonctionner plus efficacement.

La solution

La clé du succès est la nouvelle gamme de BPHE Ultra-pressure de SWEP. Ceux-ci sont renforcés par des châssis en acier permettant d'accroître les pressions de service afin de supporter les pressions d’exploitation très élevées requises par le dioxyde de carbone. Une étape supplémentaire de récupération de chaleur réduit les coûts en fournissant de l’eau chaude pour le chauffage des locaux.

Un échangeur thermique à aspiration de gaz (SGHX) accroît la capacité de l’unité tout en protégeant les compresseurs de gouttelettes liquides.

Le résultat ? Une unité bien conçue et efficace pour le refroidissement des aliments. Le réfrigérant est du dioxyde de carbone, qui endommage beaucoup moins l’environnement que d'anciens mélanges de HFC tels que R404A. En outre, la charge de réfrigérant est réduite par l’utilisation d’une saumure.

Description du système

Le but de cette unité est d'acheminer du glycol refroidi à -8° C jusqu'aux rayonnages alimentaires contenant des produits laitiers, par exemple. La saumure est refroidie par l’évaporation de CO dans des BPHE SWEP approuvés pour un fonctionnement à 45 bar [1]. Le glycol est pompé dans les rayonnages où il refroidit les produits. Il retourne ensuite vers l’évaporateur à -4 °C pour être refroidi à nouveau. Le CO évaporé est surchauffé dans le SGHX [2] tandis que le CO liquide entrant dans l'évaporateur est sous-refroidi. Le SGHX est un B12H-U SWEP, renforcé avec une armature en acier et homologué pour un fonctionnement à 65 bar. Les trois compresseurs en parallèle [3] augmentent la pression du CO surchauffé jusqu’à env. 90 bar avant qu’il n’entre dans l’échangeur de récupération de chaleur.

Dans la phase de récupération de chaleur [4], prise en charge par un B16DW-U SWEP homologué pour un fonctionnement à 140 bar, le CO gazeux est refroidi, tandis que l’eau est chauffée à environ 60 °C. Cette eau chaude permet alors de chauffer le magasin ou des locaux adjacents. Le CO est encore refroidi jusqu'à environ 20 °C dans un refroidisseur de gaz à air installé à l'extérieur [5] La pression est alors réduite à environ 50 bar dans le récepteur [6]. Le CO liquide est envoyé au SGHX, complétant ainsi le cycle.