Refroidisseurs de refroidissement : une introduction

Lorsque nous pensons aux refroidisseurs, nous pensons généralement aux systèmes conçus pour faire le gros du travail lorsqu'il s'agit de refroidir de grandes installations : magasins de détail, tours de bureaux, centres commerciaux, terminaux d'aéroport, campus universitaires, etc. Bien qu'ils soient principalement destinés au refroidissement, les refroidisseurs produisent de la chaleur qui peut également être utilisée, par exemple pour l'eau chaude sanitaire, ou même pour le chauffage des locaux, souvent avec assistance.

En termes simples, un refroidisseur utilise un réfrigérant et les principes de la thermodynamique pour éliminer la chaleur d'un espace conditionné. Mais « refroidisseur » est un terme large qui englobe différentes configurations de systèmes, technologies de réfrigération et méthodes de rejet de la chaleur captée.

Il existe deux principaux types de refroidisseurs. Les refroidisseurs à compression utilisent un système mécanique pour modifier l’état du réfrigérant et le déplacer. Les refroidisseurs à absorption utilisent une source de chaleur pour piloter le cycle de réfrigération.

Le NEWS a récemment demandé à des experts du secteur d'expliquer les différents systèmes et technologies de refroidissement ainsi que les avantages, les limites et les utilisations typiques des différents types de refroidisseurs. Voici ce qu'ils avaient à dire.

Comment ça fonctionne:Les principaux composants d'un refroidisseur à compression sont un évaporateur, un compresseur motorisé, un condenseur et un détendeur, a déclaré Rob Tanner, directeur du marketing produit pour les équipements appliqués chez Johnson Controls Inc.

Un refroidisseur à compression comprime mécaniquement un gaz réfrigérant et l’envoie dans le cycle de réfrigération par compression. "Au cours de ce cycle, l'eau réfrigérée est produite dans l'évaporateur et est envoyée à travers les serpentins de refroidissement des unités de traitement d'air (CTA) situées dans tout le bâtiment", a déclaré Tanner.

FONCTIONNEMENT CHAUD ET FROID : La pompe à chaleur YORK CYK est une combinaison refroidisseur-pompe à chaleur qui utilise deux compresseurs centrifuges pour fournir des températures d'eau plus élevées par rapport à un refroidisseur avec récupération de chaleur, et peut fournir simultanément de l'eau chaude et réfrigérée. L'unité peut économiser sur la consommation d'eau et les coûts de fonctionnement par rapport à l'association d'un refroidisseur et d'une chaudière pour le refroidissement et le chauffage. (Avec l'aimable autorisation de Johnson Controls Inc.)

L'air est soufflé sur les serpentins de refroidissement et les CTA déplacent l'air refroidi à travers le bâtiment et transfèrent la chaleur indésirable dans le circuit d'eau du refroidisseur. La chaleur est absorbée par le réfrigérant circulant à travers l'échangeur de chaleur puis retourne au compresseur, selon Jeff Sturgeon, directeur du centre de formation de Californie du Sud au National Comfort Institute (NCI).

"Après le rejet de chaleur, l'eau réfrigérée retourne au condenseur pour répéter le cycle", a déclaré Tanner.

Un refroidisseur à compression utilise l'une des quatre technologies de compression mécanique.

Les compresseurs centrifuges utilisent des turbines rotatives pour ajouter de l'énergie cinétique au réfrigérant, a déclaré Eddie Rodriguez, chef de produit senior chez Danfoss. "La turbine augmente alors la vitesse du fluide, ce qui ajoute de l'énergie et augmente la pression", a-t-il déclaré.

Les compresseurs à vis, à spirale et à mouvement alternatif augmentent tous la pression du réfrigérant en diminuant son volume, a déclaré Rodriguez. Un compresseur à vis utilise une vis hélicoïdale rotative, un compresseur à spirale associe une spirale stationnaire à une spirale orbitale pour créer la pression, et un compresseur alternatif utilise un système à piston ; les trois technologies sont appelées « déplacement positif », a déclaré Rodriguez.

TURBOCOR : Un compresseur centrifuge Danfoss Turbocor TGS380, utilisé dans les refroidisseurs à compression de vapeur. La technologie Turbocor utilise des roulements magnétiques sans huile, un entraînement à vitesse variable, une compression à deux étages et un moteur synchrone à aimant permanent. (Avec l'aimable autorisation de Danfoss)

Applications: La capacité de refroidissement des refroidisseurs à compression varie considérablement selon le type de technologie de compression utilisée. Les refroidisseurs à compression à spirale et à mouvement alternatif sont généralement utilisés pour les petites applications, les refroidisseurs à compression à vis sont destinés aux applications de taille moyenne et les refroidisseurs à compression centrifuge sont destinés aux applications de moyenne à grande taille, a déclaré Rodriguez.