Partager

Les avantages du refroidissement évaporatif pour l’environnement

Une étude d’Eurovent montre que le refroidissement évaporatif pourrait permettre d’économiser dans le futur jusqu’à 56.000 tonnes d’émissions de CO2 par an dans l’Union Européenne. Le refroidissement évaporatif est présent dans la moitié des projets présentés par les huit finalistes du « Global Cooling Prize ».

Selon une monographie industrielle publiée par Eurovent (1), l'industrie européenne du refroidissement évaporatif se compose d'environ 45 fabricants, presque exclusivement des PME (petites et moyennes entreprises), représentant environ 1 420 personnes. Cette industrie réalise un chiffre d'affaires combiné annuel direct d'environ 265 millions d'euros.


Sur la base des données déclarées et réévaluées, le nombre total cumulé d'équipements de refroidissement évaporatif installés dans l'UE28 est de plus de 3 900 unités.


Eurovent souligne que l'empreinte écologique des systèmes de froid mécanique dépend fortement de la technologie utilisée pour éliminer la chaleur de condensation. Comparé au refroidissement par air sec (transfert de chaleur sensible), le refroidissement évaporatif est plus efficace ; avec 1 kilogramme d'eau, la chaleur retirée est d'environ 2 200 kilojoules (chaleur d'évaporation) par °C, tandis qu'avec 1 kilogramme d'air, la chaleur retirée est d'environ 1 kilojoule par °C. Le principe du refroidissement évaporatif est utilisé dans les tours de refroidissement humides, où l'eau est distribuée sur une surface d'échange de chaleur.


Eurovent a mené une étude approfondie intitulée « Evaporative Cooling 2030 », qui a simulé, sur une base annuelle, le comportement typique d'un système frigorifique utilisant un condenseur refroidi par air et un condenseur refroidi par eau utilisant des tours de refroidissement humides.


Le système frigorifique utilisant des tours de refroidissement humides est le gagnant incontestable en matière d'empreinte CO2 sur l'année entière. Cette étude a abouti à une réduction des émissions moyennes de CO2 d'environ 15,5 % pour les applications industrielles et 16 % pour les applications CVC.


La quantité moyenne de refroidisseurs refroidis par air (puissance de refroidissement > 1 000 kW) installés par an dans l'UE28 est d'environ 530 unités. La conversion de ces refroidisseurs refroidis par air en refroidisseurs refroidis par eau permettrait de réaliser des économies d'émissions d'environ 56 000 tonnes de CO2 / an. Cela correspond aux émissions de gaz à effet de serre de 10 800 véhicules particuliers conduits pendant un an.


En outre, un document de recommandation d'Eurovent (2) indique qu'une approche « empirique » traditionnelle pour estimer la consommation d'eau dans les tours de refroidissement humides a conduit au « mythe d’une consommation d’eau très élevée ». Le document détaille la façon dont les utilisateurs d'équipements évaporatifs peuvent obtenir une estimation beaucoup plus précise de la consommation d'eau en tenant compte des données climatiques et du profil de charge.


L'intérêt croissant pour le refroidissement évaporatif est confirmé par les technologies présentées par les finalistes du « Global Cooling Prize », un « concours international d'innovation pour développer des solutions de conditionnement d’air résidentiel très efficaces, respectueuses du climat et abordables »- annoncées le 15 novembre 2019 (3).

Quatre des huit finalistes ont soumis des solutions technologiques utilisant le refroidissement évaporatif :

  • Gree Electric Appliances Inc. de Zhuhai, en Chine et son partenaire, l'Université Tsinghua, ont présenté une solution hybride innovante conçue pour offrir un fonctionnement automatique et respectueux du climat dans trois modes uniques : froid par compression de vapeur (basée sur le R152a), refroidissement évaporatif direct et ventilation, avec commutation de l’un à l’autre ou fonctionnement avec les trois modes en parallèle en fonction des conditions météorologiques extérieures pour fournir un refroidissement intérieur optimisé. La solution comprend un petit panneau solaire photovoltaïque intégré à l'unité extérieure pour réduire encore la consommation globale d'électricité du réseau.
  • La société américaine Kraton Corporation a conçu avec ses partenaires Porus Laboratories, IIT Bombay et Infosys, un déshumidificateur à membrane électro-osmotique avec un système de refroidissement évaporatif direct à base d'eau permettant un conditionnement d’air sans utiliser de frigorigène. En appliquant une faible tension aux bornes du système de déshumidification à membrane, la vapeur d'eau de l'air intérieur est éjectée vers l'air extérieur, ce qui assèche l'air intérieur au cours du processus. L'air intérieur sec est ensuite refroidi via un processus de refroidissement évaporatif direct, où l'air en mouvement perd sa chaleur pour évaporer l'eau et, dans le processus, se refroidit.
  • M2 Thermal Solutions, une start-up basée aux États-Unis, a développé une solution de refroidissement qui utilise une combinaison de technologies de refroidissement évaporatif et de technologies à membrane pour refroidir et éliminer indépendamment l'humidité de l'air ambiant, et cette technologie ne nécessite aucun compresseur, ni frigorigène.
  • Godrej and Boyce Mfg. Co. Ltd., basée en Inde, avec son partenaire A.T.E. Enterprises Private Limited, a conçu une technologie avancée de compression de vapeur au R290 intégrée à un système de refroidissement évaporatif indirect et à un panneau solaire photovoltaïque.


(1) EUROVENT INDUSTRY MONOGRAPH 9/1 – 2019 The European evaporative Cooling industry in a nutshell


(2) EUROVENT REC 9/13 – 2019 Evaporative cooling Equipment: How to evaluate and minimise the water consumption


(3) https://globalcoolingprize.org/finalist-global-press-release/