Un éjecteur est un dispositif qui exploite l’effet Venturi et utilise un flux de fluide primaire (généralement la sortie haute pression du refroidisseur de gaz ou gas cooler), accéléré par un étranglement, pour aspirer, mélanger et transporter un fluide secondaire à plus basse pression vers le côté aspiration ou un réservoir de liquide. L’effet Venturi consiste en un phénomène par lequel un fluide en mouvement à l’intérieur d’un conduit fermé voit sa pression diminuer lorsque la vitesse augmente en traversant une zone de plus petite section (figure 1).
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Figure 1 : profils de vitesse et de pression pour un éjecteur
Cet effet est expliqué par le principe de Bernoulli et le principe de continuité de masse : si le débit d’un fluide est constant mais que la section transversale diminue, la vitesse doit nécessairement augmenter après avoir traversé cette section. Selon le théorème de la conservation de l’énergie mécanique, si l’énergie cinétique augmente, l’énergie déterminée par la valeur de la pression doit diminuer :
Dans les circuits de réfrigération, l’utilisation d’éjecteurs permet de réduire le taux de compression et le débit traité par le compresseur, garantissant ainsi des économies d’énergie importantes dans les systèmes au R 744 (CO2) (figure 2).
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Figure 2 : shéma d'un système ranscritique R744 avec éjecteur
La base est que l’éjecteur tire parti de la principale caractéristique du CO2, à savoir la haute pression qui est créée dans le gas cooler. En d’autres termes, l’éjecteur utilise l’énergie potentielle du réfrigérant à haute pression pour aspirer le réfrigérant à basse pression et le porter à une pression intermédiaire.
En ce qui concerne le cycle avec éjecteur, l’aspiration qui a lieu réduit le taux de compression et le débit traité par le compresseur, nécessitant ainsi une moindre consommation d’énergie. En effet, seul le débit massique dérivé est comprimé. Les économies d’énergie dues à l’utilisation d’éjecteurs sont particulièrement importantes pour les systèmes de CO2 fonctionnant dans des climats plus chauds, où les pertes dues à la détente sont élevées. Toutefois, les éjecteurs peuvent également être utilisés dans les climats froids, ce qui permet d’accroître l’efficacité du système. Une autre caractéristique importante des éjecteurs est le fait qu’ils prolongent la durée de vie du compresseur en augmentant la quantité de vapeur à comprimer. ?
Une amélioration des performances jusqu’à 25 %
L’avantage fondamental de l’éjecteur électronique modulant Carel (EmJ) est la modulation continue qui, par le biais d’algorithmes de contrôle dédiés, permet au système de s’adapter en permanence aux variations typiques des conditions de fonctionnement des systèmes de réfrigération. Il garantit une efficacité maximale du système, en s’adaptant aux différentes exigences du système de la manière la plus optimale, notamment à charge partielle. Dans la pratique, EmJ garantit une amélioration des performances du système allant jusqu’à 25 % dans les conditions de fonctionnement nominales et jusqu’à 12 % dans l’ensemble de l’année.
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