Analyse exergo-économique de cycles thermodynamiques pour la réfrigération de moyenne puissance

La production de froid pour la conservation de denrées alimentaires et le conditionnement d’air est majoritairement réalisée grâce à des cycles de compression de vapeur fonctionnant en boucle fermée avec des fluides frigorigènes, une technologie mature, bon marché et répandue. Cependant, les nouvelles lois et réglementations vont imposer de lourds changements de conception aux constructeurs de machines frigorifiques.

Plus spécifiquement, la réglementation F-Gaz impose une diminution de 80% de l’utilisation des fluides HFC d’ici 2030, à cela s’ajoute la norme Ecodesign qui vise à favoriser la production de systèmes plus efficaces énergiquement. Cette amélioration du rendement passera par de nouveaux cycles thermodynamiques, comprenant plus de composants, plus de complexité et un investissement initial plus important, le juste équilibre coût-efficacité est particulièrement difficile pour la réfrigération moyenne puissance (de 5 à 20 kW) où encore peu de travaux et d’analyse ont été effectués. Une approche couplée technico-économique est donc nécessaire pour adresser ce problème.

Dans cette étude, une analyse exergo-économique a été menée sur différents cycles à compression de vapeur, fonctionnant au R404A, R1234yf, propane, R32 et R455A.

Plusieurs couples cycle-réfrigérant offrent des améliorations de performance intéressantes pour certains points de fonctionnement. Un coût d’investissement initial plus important peut être justifié dans ces conditions.

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