Grands Prix du Froid, la sélection catégorie Froid industriel

L’Energy Valve 4 Glycol - Nommé Belimo

Description de l’équipement : Les additifs glycolés sont couramment utilisés pour empêcher les fluides caloporteurs de geler dans les systèmes de chauffage, de refroidissement et de climatisation. Cependant, l’ajout de glycol dans une installation n’est pas sans conséquences. Il devient non seulement nécessaire de prendre en compte son impact sur les mesures et le fonctionnement du système pour en préserver les performances mais également de contrôler très régulièrement son taux afin de garantir la sécurité de l’installation.

Belimo

L’Energy Valve 4 Glycol répond à ces deux besoins. Cette vanne de régulation électronique indépendante de la pression détermine en continu le taux d’additif dans le fluide grâce à l’association d’un débitmètre ultrasonique et d’un algorithme breveté. Elle peut ainsi mesurer avec une précision constante débit, puissance et énergie consommée mais également transmettre la valeur du taux au système de surveillance de l’installation.

Le défi de la mesure du glycol

Toute modification de la composition d’un fluide caloporteur a un impact sur sa densité, sa capacité thermique et sa viscosité qui, à leur tour, affecteront la performance énergétique, les mesures de débit, puissance et énergie.

Par conséquent, l’utilisation d’appareils de mesure de débit non compensés induit une erreur pouvant atteindre 40 %. Toutefois, si les paramètres réels du fluide sont connus, il est possible de compenser cette erreur.

Une mesure de débit juste

Bien que ce phénomène soit largement connu depuis de nombreuses années, jusqu’ici la seule option était d’accepter cette potentielle erreur de mesure et de compenser manuellement les mesures en fonction des propriétés théoriques du fluide. Méthode complexe et peu fiable.

L’Energy Valve 4 Glycol pallie cet inconvénient. Elle utilise un débitmètre à ultrasons composé de deux émetteurs/récepteurs décalés pour déterminer la vitesse d’écoulement en mesurant la vitesse du son dans le fluide caloporteur. Le temps de transit aller est mesuré en faisant passer une impulsion ultrasonique de l’émetteur amont au récepteur aval, puis le processus est inversé pour obtenir le temps de transit retour.

Le temps de transit de ces impulsions ultrasonores est utilisé pour déterminer la vitesse du fluide. Cette vitesse couplée à la température du fluide permet de calculer la viscosité cinématique (η) et le débit volumétrique. Cependant le profil d’écoulement du fluide dans le tube est influencé par la viscosité du fluide et la présence de glycol dans le système entraîne une erreur de mesure significative. Une autre approche de calcul consiste à utiliser le nombre de Reynolds (Re) plutôt que la vitesse d’écoulement.

Quel que soit le fluide caloporteur, la distribution de la vitesse d’écoulement est similaire pour un nombre de Reynolds et une géométrie donnée.

Par conséquent, le facteur de correction (k) - utilisé pour relier le débit volumétrique à la vitesse moyenne mesurée à travers le tuyau est indépendant de la viscosité du fluide

Cela signifie que le capteur peut être étalonné avec de l’eau et continuer à mesurer tout autre fluide de viscosité connue avec une précision constante.

Sur base de la détermination du nombre de Reynolds, Belimo a développé un algorithme breveté de compensation automatique du glycol capable de déterminer les caractéristiques réelles du fluide et ainsi fournir des mesures précises pour des taux allant jusqu’à 55%.

Système de dégivrage pour installation cascade NH₃/CO_{2 -} Nommé Atlantic Réfrigération Consulting

Description de l’équipement : Système de dégivrage gaz chaud CO₂ pour installation cascade NH₃/CO₂

Cette innovation répond aux enjeux actuels en réalisant un transfert d’énergie (récupération de chaleur à bas niveau), une optimisation thermodynamique de l’installation par l’utilisation de la récupération et du sous-refroidissement.

Atlantic Refrigeration Consulting

La disponibilité des gaz chaud sur une installation cascade est du fait de l’utilisation seulement de la réjection du CO₂, ici on mutualise l’énergie avec les calories produites du coté NH₃ aussi (production d’eau glycolée).

Le concept repose sur :

• Un système de compression dédié
• Production de gaz chaud sur le débit masse des étages LT et MT CO₂
• Production de gaz chaud sur la production MT NH3
• Sous-refroidissement du débit masse LT et MT CO₂

Le liquéfacteur NH3 permet de se servir des calories de l’étage CO₂ (réjection) et de l’étage NH3 (Production de frigoporteur par exemple Glycol).

Quand le compresseur n’est pas en mode dégivrage, il sert au sous-refroidissement du débit masse et améliore le coefficient de performance global de l’installation.

Le système de compression peut aussi servir en mode réduction de puissance quand la production est faible pour éviter de faire démarrer les compresseurs NH₃.

Le Capteur de dégivrage HBDF - Nommé US RECO

Description de l’équipement : Ce capteur permet la réduction de la consommation électrique de la centrale frigorifique grâce au maintien de la surface des évaporateurs sans prise en glace excessive. À la clé, une réduction de la consommation d’énergie de 15 à 20 %.

Le capteur HBDF mesure l’évolution de la résistance diélectrique de l’évaporateur qui correspond à l’évolution de la prise en glace de la batterie de l’évaporateur afin de gérer les cycles de dégivrage de manière dynamique et non cyclique, le dégivrage est lancé uniquement en cas de besoin.

US RECO

Ainsi le capteur HBDF adapte les cycles de dégivrage aux différents facteurs fluctuant tout au long de l’année (hygrométrie, apport de chaleur dû au chargement de produit, ouverture de porte, …) qui dégradent les performances énergétiques des installations frigorifiques.

Le capteur HBDF permet donc une économie d’énergie sur 2 axes :

• suppression du courant d’appel des sondes de dégivrages électriques lors de lancement de cycles de dégivrages inutiles (batterie insuffisamment prise en glace et cycle de dégivrage arrêté quasiment immédiatement par la sonde de fin de dégivrage)
• supprimer les temps de fonctionnement avec un échange détérioré au niveau de l’évaporateur engendrant soit une baisse de la température d’aspiration ; soit un allongement des temps de fonctionnement de la centrale pour atteindre la température souhaitée (tous les 2 générateurs de surconsommation électrique).