La Trigénération, faire du froid avec de la chaleur
Le concept de trigénération est encore méconnu en France, son principe de fonctionnement, pourtant simple et vertueux, se heurte à un coût relativement très faible des énergies (électricité et gaz) profitable à la production française grâce au nucléaire notamment. Mais, produire du froid par absorption avec la chaleur issue d'une cogénération et d'une récupération de chaleur sur des Process et utilités reste avantageuse. Malgré un CAPEX plus important qu'une installation classique (groupe froid / chaudière EC(S)), une rentabilité sera vite établie avec un OPEX faible, grâce à de la récupération de chaleur perdue et des coûts de maintenance quasi inexistants sur les absorbeurs (aucune pièce en mouvement).
La trigénération a déjà fait ses preuves depuis de nombreuses années mais surtout à l'étranger, notamment en Allemagne. Vous retrouverez ci-dessous un article présentant une réalisation d'un des partenaires historique d'Ecopôle datant de 2001 dans une boulangerie industrielle allemande.
Les mots clefs :
La Trigénération: c'est une production d'électricité, de chaleur et de froid de façon combinée, découle de la cogénération, production combinée de chaleur et d'électricité.
Absorbeur: c'est un système qui produit du froid à partir d'une source de chaleur (eau chaude). Il existe différents modèles: bromure de lithium pour les températures positives (+7 / +12°C) ou ammoniac pour les températures négatives (- 7 / - 4 °C). Les systèmes de production de froid "classiques" sont électriques, comme un réfrigérateur, ils consomment de l'électricité pour générer de la chaleur permettant de condenser un fluide frigorigène et de faire du froid.
Ecopôle propose uniquement des absorbeurs bromure de lithium simple effet pour les rendements intéressants qu'ils délivrent. Dans nos projets une trigénération peut intégrer une récupération de chaleur fatale (ou chaleur perdue) récupérée sur des fumées industrielles par exemple. La trigénération comprend :
- Une centrale de cogénération : électricité (1/3) + chaleur (2/3)
- Un absorbeur : froid positif (7/12 °C)
- Un apport optionnel en chaleur fatale issue d'une récupération de chaleur.
Principe de fonctionnement :
Utiliser de l'eau chaude à des températures comprises entre 75 et 87°C pour alimenter un absorbeur qui fabriquera une eau glacée entre 7 et 12°C selon la température de la boucle d'eau chaude (75°C pour 12°C et 87°C pour 7°C). Le COP est de 0,7, ainsi 100 kW th. à 87°C peuvent fournir 70 kW f. à 7°C. Un absorbeur compte 3 boucles : chaleur, refroidissement et froid.
L'absorption permet une gestion plus efficace de l'énergie tout en diminuant le bilan carbone de l'entreprise. Associer un absorbeur à un récupérateur de chaleur fatale issue de fours, chaudières ou autres Process offrira une valorisation complète de l'énergie (chaleur + froid). Sur un ballon stratifié un absorbeur sera connecté sur les parties hautes (plus chaudes) et les besoins en eau chaude sanitaire ou chauffage en partie basse. Un ballon stratifié pourra intégrer un grand nombre de boucles différentes.
Un autre avantage de l'absorption est d'alterner les besoins d'un site en fonctions de la saison (l'été demandant plus de refroidissement que de chaleur et inversement en hivers). Aussi un stockage du froid produit dans un ballon isolé permettra de désouscrire aux tarifs de points EDF.
Chez Ecopôle nous faisons la promotion de ce modèle vertueux en proposant le triptyque récupération de chaleur + Absorbeur + Cogénération. Nos échangeurs conçus sur-mesure valoriseront l'énergie des gisements de chaleur fatale et fourniront avec ou sans centrale cogénération la chaleur correspondant aux besoins thermiques du site (EC, ECS, chauffage, nettoyage, préparation, etc.) et au fonctionnement d'un Absorbeur.
Une centrale de cogénération peut fonctionner au gaz de ville, méthane ou à l'huile de colza et fournir en moyenne 2 kW chaud + 1 kW électrique pour 3 KW d'énergie primaire consommés. Cependant une récupération de chaleur avec son stockage et un absorbeur pourront fonctionner de concert sans centrale de cogénération.
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La Tri-génération en boulangerie industrielle depuis 2001 ! - Le Blog d'Ecopôle
Photo aérienne de Riegler : trois cheminées au lieu d'une vingtaine... La boulangerie pâtisserie RIEGLER est une institution familiale à Heidelberg en Allemagne depuis 1765. Présente dans la r...
Une trigénération en place depuis 2001 dans une boulangerie allemande.
« L'un des atouts de la trigénération est aussi de ne mobiliser qu'une maintenance réduite. Jean-Daniel Rongières, directeur technique de GES (Gestion des Energies et des Services) indique d'ailleurs à ce sujet, en évoquant la trigénération à groupe à absorption de l'usine Michelin de Cholet, que la maintenance ne nécessite qu'un arrêt tous les mois et demi pour laver à froid les turbines. Christian Fortune, adjoint au directeur du développement de GEE International, fait quant à lui part de l'absence de pièces en mouvement dans le circuit de refroidissement des machines à absorption indirecte. La maintenance se limite alors, indique-t-il, au contrôle du vide et à l'évacuation des incondensables. »
Source : « Trigénération, production frigorifique par valorisation de la chaleur d'une cogénération » Article publié dans le n°237 d'ENERGIE PLUS du 15 décembre 1999, ©ATEE-ENERGIE PLUS
Absorbeur de 70 kW froids
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