Le changement climatique devenant une réalité urgente, les entreprises ont modifié leur approche des technologies quotidiennes, notamment celles utilisées dans la réfrigération et le refroidissement. Par conséquent, Systèmes de réfrigération au CO2 sont apparues comme des alternatives efficaces et durables à la réfrigération traditionnelle, qui utilise des réfrigérants synthétiques comme les hydrofluorocarbures (HFC), qui sont de puissants gaz à effet de serre avec des valeurs de potentiel de réchauffement climatique (PRG) et une consommation d'énergie élevées.
D'autre part, le CO2 est un réfrigérant naturel caractérisé par un faible impact environnemental, une large plage de températures de fonctionnement et une efficacité énergétique. Cela a conduit à une adoption accrue des systèmes de réfrigération au CO2 à usage commercial et industriel. Par exemple, presque 25% des magasins alimentaires en Europe, soit environ 65,000 2 magasins, utilisent la technologie de réfrigération au COXNUMX. Cela représente une augmentation significative par rapport à Magasins 30,000 qui ont utilisé des systèmes de réfrigération transcritiques au CO2 en 2019 dans le monde.
Ce blog fournit donc des informations clés sur les équipements de réfrigération au CO2 pour les détaillants et explore en quoi il pourrait s'agir du système de refroidissement le plus prometteur du secteur.
Table des matières
Qu'est-ce qu'un système de réfrigération au CO2 ?
Marché mondial des équipements de réfrigération au CO2
Applications des systèmes de réfrigération au CO2
Technologies soutenant l’adoption du réfrigérant CO2
Avantages de la réfrigération au CO2
Pour aller plus loin
Qu'est-ce qu'un système de réfrigération au CO2 ?
A Réfrigération au CO2 Le système est un équipement respectueux de l'environnement qui utilise du dioxyde de carbone (CO2) dans le processus de refroidissement au lieu des réfrigérants synthétiques comme les HFC utilisés dans les unités de réfrigération traditionnelles. Le CO2, ou R-744, est un réfrigérant naturel présent dans l’atmosphère avec un GWP de 1 et un potentiel d’appauvrissement de la couche d’ozone (ODP) nul. Il est également non toxique, ininflammable, inodore, incolore et insipide. Le système de réfrigération au CO2 comprend divers composants, notamment le compresseur, le condenseur, les détendeurs et l'évaporateur.
Le compresseur est un élément fondamental utilisé pour augmenter la pression et la température du gaz de travail, qui alimente le cycle de réfrigération. Le gaz à haute température et haute pression provenant du compresseur est transformé à l’état liquide dans le condenseur. Dans ce composant, le système absorbe et rejette le gaz comprimé, ce qui signifie sa capacité à maintenir un environnement frais. Le réfrigérant quitte le condenseur sous forme de liquide à haute pression et basse température et est transféré dans le détendeur.
Le détendeur réduit la pression du CO2 liquide, diminuant ainsi sa température. De plus, la chute de pression fait bouillir rapidement une partie du CO2, le transformant en un mélange de vapeur et de liquide. Le réfrigérant entre ensuite dans l’évaporateur sous la forme d’un mélange liquide-vapeur de CO2 à basse température et basse pression. Il refroidit l'air ambiant en absorbant la chaleur, s'évaporant et se transformant ainsi en gaz à basse pression et complétant ainsi le cycle.
Marché mondial des équipements de réfrigération au CO2
De plus en plus d'entreprises à travers le monde se tournent vers les systèmes de réfrigération au CO2, ce qui entraîne une popularité et une demande accrues. En 2023, la taille du marché du CO2 transcritique était estimée à 48.52 milliards de dollars. Il devrait atteindre 140.93 milliards de dollars d’ici 2030, avec une croissance annuelle composée (TCAC) de 16.5 %.
L’Europe, l’Amérique du Nord et le Japon constituent le plus grand marché d’équipements de réfrigération au CO2. En tant que marché leader, l'Europe compte environ Magasins 68,500 qui utilisent des systèmes de réfrigération au CO2, dont 60000 8500 disposent de systèmes centralisés à racks (magasins) et 2 8385 disposent d'unités de condensation au CO400 (sites industriels). Le Japon compte environ 2 2930 magasins et 498 sites industriels équipés de systèmes CO2 transcritiques. L’Amérique du Nord compte XNUMX XNUMX magasins et XNUMX sites industriels utilisant la technologie de réfrigération au COXNUMX.
Divers facteurs sont à l’origine de la demande croissante d’unités de réfrigération au CO2, notamment :
- Des réglementations gouvernementales strictes limitant l’utilisation des réfrigérants HFC et mettant en œuvre des calendriers visant à réduire progressivement la production et la consommation de réfrigérants HFC. Par exemple, l’American Innovation and Manufacturing Act de 2020 (AIM Act) vise à réduire les HFC à 60% des niveaux de référence d’ici 2024.
- L’évolution mondiale est en cours vers des technologies respectueuses de l’environnement alors que les entreprises cherchent à réduire leur empreinte carbone.
- Progrès technologiques dans équipement CO2 transcritique, qui ont conduit à une efficacité améliorée du système, à de meilleurs contrôles et à des fonctionnalités de sécurité améliorées.
Applications des systèmes de réfrigération au CO2
Les systèmes de réfrigération au CO2 sont utilisés dans diverses industries et contextes, notamment :
- Environnements industriels tels que la transformation des aliments, les produits pharmaceutiques et la fabrication, pour les processus et équipements de refroidissement
- Réfrigération commerciale, y compris supermarchés, dépanneurs, restaurants et autres établissements de vente au détail de produits alimentaires
- Entreposage et entreposage frigorifique, où le contrôle de la température est essentiel pour maintenir la qualité et la sécurité des produits stockés
- Systèmes de transport réfrigérés dans camions et remorques pour le transport en toute sécurité de marchandises sensibles à la température
- Dans les systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation (CVC) pour réduire leurs impacts environnementaux
Technologies soutenant l’adoption du réfrigérant CO2
Les technologies utilisées dans Réfrigération au CO2 les unités évoluent continuellement, permettant aux fabricants de créer des équipements plus efficaces et plus rentables. Ceux-ci peuvent inclure :
Systèmes CO2 sous-critiques et transcritiques
Les systèmes de réfrigération au CO2 peuvent fonctionner selon des cycles sous-critiques ou transcritiques. Les systèmes sous-critiques fonctionnent en dessous du point critique du CO2 (31.1 ℃ et 7.37 MPa, respectivement pour la température et la pression), tandis que les systèmes transcritiques fonctionnent au-dessus de ce point. Le choix entre les cycles sous-critiques et transcritiques dépend de l'application spécifique et des conditions environnementales. Par exemple, les cycles transcritiques sont idéaux dans les contextes de vente au détail où des réfrigérants naturels sont utilisés dans les systèmes de surpression.
Des dispositifs de sécurité
La sécurité dans un système de réfrigération est importante. Les unités de réfrigération au CO2 intègrent diverses fonctionnalités de sécurité, telles que des dispositifs de décompression, des systèmes de détection de fuite et des mécanismes d'arrêt d'urgence, pour garantir un fonctionnement sûr.
Systèmes de contrôle avancés
Les systèmes de surpression transcritiques de CO2 intègrent des systèmes de contrôle avancés qui aident à gérer la volatilité du système et les hautes pressions du CO2. Ces systèmes de contrôle sont utilisés pour surveiller et optimiser les performances du système de réfrigération au CO2. Par exemple, ils garantissent un contrôle précis de la température, une efficacité énergétique et une adaptabilité aux différentes conditions de fonctionnement.
Systèmes de récupération d'énergie
Dans les systèmes de réfrigération traditionnels, la chaleur générée pendant le cycle de refroidissement était souvent rejetée. La récupération de chaleur est donc devenue une préoccupation majeure des entreprises et des consommateurs. Donc, systèmes de récupération d'énergie dans la réfrigération au CO2 relever ce défi en proposant des solutions pour capter et réutiliser la chaleur perdue générée pendant le processus de réfrigération. Cette technologie améliore l'efficacité énergétique globale, la rentabilité et la durabilité du système.
Avantages de la réfrigération au CO2
Les systèmes de réfrigération au C02 transforment l’industrie du froid, remplaçant progressivement les équipements de réfrigération traditionnels. Ils offrent divers avantages, notamment :
L'efficacité énergétique
Le CO2 a des performances thermodynamiques plus élevées, ce qui entraîne une consommation d'énergie plus faible. De plus, le CO2 a une température de décharge plus élevée (environ 100 à 120°C) que les réfrigérants traditionnels, ce qui améliore ses capacités de récupération de chaleur, son indice de compression et son rejet de chaleur.
Rentabilité
Les équipements de réfrigération au CO2 ont des coûts de maintenance et d’exploitation relativement inférieurs. Par exemple, l’efficacité énergétique réduit en fin de compte les coûts. En outre, l'augmentation de la recherche et du développement (R&D) a conduit à une augmentation des volumes de production et à l'intégration d'innovations avancées, ce qui a ramené les coûts du système à parité avec ceux des systèmes de réfrigération HFC traditionnels.
Propriétés chimiques stables
Le réfrigérant CO2 possède des propriétés chimiques stables qui garantissent la fiabilité et la sécurité pendant les opérations, telles que la non-toxicité et l'ininflammabilité. Sa nature inerte permet de garantir qu'il ne réagit pas avec d'autres substances présentes dans le système de réfrigération.
Faible impact environnemental
Le CO2, en tant que réfrigérant naturel, a un GWP de 1 et un ODP de 0, ce qui est bien inférieur à celui des réfrigérants synthétiques tels que les CFC et les HCFC. Par exemple, le R-134 et le R-404A ont respectivement des PRP de 1400 3260 et 2 2. Ces valeurs GWP font du COXNUMX une option plus durable sur le plan environnemental. De plus, la majeure partie du COXNUMX utilisé pour la réfrigération est un sous-produit industriel rejeté par les usines. Par conséquent, son utilisation comme réfrigérant peut être considérée comme un recyclage, réduisant ainsi l’impact environnemental.
Pour aller plus loin
Les unités de réfrigération au CO2 deviennent des systèmes de refroidissement alternatifs, remplaçant les équipements de refroidissement traditionnels. Des supermarchés aux restaurants et aux usines de fabrication, les systèmes de réfrigération au CO2 deviennent progressivement le mécanisme de refroidissement préféré.
Cela crée une opportunité pour les entreprises non seulement de défendre la durabilité environnementale, mais également de répondre à la demande croissante de solutions respectueuses de l'environnement sur le marché. Fournir des machines de refroidissement connues pour leur faible impact environnemental et leur conformité à des réglementations environnementales strictes permet à ces entreprises de se positionner comme leaders en matière de pratiques responsables.
Outre les avantages environnementaux, les systèmes de réfrigération au CO2 offrent une efficacité élevée et des économies de coûts, ce qui profite à la fois aux entreprises et aux clients cibles.
