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collaboration avec la société californienne Hanabi Lager Company, Pro Refrigeration teste la viabilité d’un groupe frigorifique au CO₂ (R744) destiné aux petites brasseries et évalue son retour sur investissement (ROI) potentiel en le comparant à un groupe frigorifique au R454C en service chez RD Winery.
Pro Refrigeration a installé un système au CO₂ d’une capacité d’environ 20,8 TR (73 TR), alimenté par deux compresseurs Dorin de 25 HP, dans les locaux de Hanabi situés dans la Napa Valley. Ce système, mis en service en mai, produit de l’eau glacée à 32 °F (0 °C) et maintient un réservoir de glycol à une température comprise entre 18 et 25 °F (−8 et −4 °C), tandis que la récupération de chaleur fournit de l’eau pouvant atteindre 180 °F pour les processus de brassage et l’assainissement. L’essai, initialement prévu pour s’achever fin octobre, sera désormais prolongé jusqu’en janvier 2027 afin de s’adapter au calendrier de production de la brasserie et de disposer de plus de temps pour la collecte de données.
« Comme nous avons à la fois des besoins en refroidissement et en chauffage, nous étions vraiment intéressés par une collaboration avec Pro et son système au CO₂ afin de récupérer la chaleur perdue – qui, avec d’autres refroidisseurs, est généralement simplement rejetée dans l’atmosphère – et de l’utiliser pour produire de l’eau chaude », a déclaré Nick Gislason, propriétaire et fondateur de Hanabi Lager. « Sinon, nous devrions recourir à des combustibles fossiles pour produire de l’eau chaude. »
Pro Refrigeration a développé son premier refroidisseur au CO₂ destiné au refroidissement des processus et à la production d’eau chaude en 2021, avec le soutien du cabinet de conseil sud-africain Future Green Now. Après avoir testé l’unité dans une exploitation laitière californienne, l’entreprise a lancé son groupe frigorifique ProGreen au CO₂, d’une puissance de 100 HP, offrant une capacité de refroidissement pouvant atteindre 1 829 000 BTUH (152,5 TR / 536 kW).
Développement d’équipements : la brasserie offre à Pro Refrigeration l’opportunité de développer de nouveaux équipements au CO₂, notamment un modèle de plus petite capacité spécialement adapté à l’industrie brassicole.
- Contrairement aux exploitations laitières, dont les profils de charge sont répétitifs, les brasseries sont confrontées à des charges de chauffage et de refroidissement très variables et évoluant rapidement, ce qui pose des défis en matière de contrôle du débit et de temps de veille du système.
- La nouvelle unité est équipée d’un échangeur de chaleur à plaques à joints Thermaline, permettant à la brasserie de faire circuler des produits chimiques détartrants à travers celui-ci pour un nettoyage sanitaire sans avoir à le démonter. Pro Refrigeration propose désormais cet échangeur de chaleur sanitaire en option standard sur toutes ses gammes de refroidisseurs.
- Pro Refrigeration a également intégré une nouvelle conception de tampon dotée d’une surface en mailles humides afin de prérefroidir l’air ambiant entrant dans le refroidisseur adiabatique de gaz.
Performances : sur la base de données d’exploitation en conditions réelles recueillies pendant un peu moins d’une semaine pour le refroidisseur au CO₂, Pro Refrigeration a fait état d’un COP de 3,65 à la mi-août, avec une température ambiante moyenne de 70 °F (21 °C).
- Le système a produit une puissance frigorifique totale de 250 000 BTUH (20,8 TR/73 kW), permettant le refroidissement simultané de neuf cuves, contenant chacune un lot de bière de 7 bbl (217 gal/819 L), de 50 à 43 °F (10 à 6 °C), selon Sergio Romero, ingénieur en réfrigération chez Pro Refrigeration.
- Sans basculer le système en mode chauffage, celui-ci disposait d’une capacité de récupération de chaleur disponible de 327 000 BTUH (27,3 TR/96 kW) de capacité de récupération de chaleur disponible, permettant de chauffer 474 gal (1 794 L) d’eau par heure de 71 à 154 °F (22 à 68 °C). Ces chiffres sont basés sur un fonctionnement du refroidisseur de gaz avec une température d’entrée de 163 °F (73 °C) et une température de sortie de 77 °F (25 °C).
- Compte tenu de la capacité de chauffage potentielle du système, M. Gislason prévoit de remplacer les réservoirs de 60 barils (1 860 gallons/7 040 litres) par des réservoirs de 200 barils (6 200 gallons/23 500 litres), selon Jim Weatherwax, directeur régional des ventes chez Pro Refrigeration. Cette mesure permettra de « produire suffisamment d’eau chaude pour l’ensemble des installations », a ajouté M. Weatherwax.
Notes de comparaison : Hanabi Lager et RD Winery opèrent dans le même espace commun partagé par plus d’une douzaine de producteurs de bière, de cidre et de vin. Le système au CO₂ a été installé deux semaines après le refroidisseur au R454C.
- Le système au CO₂ coûte environ 100 000 dollars (85 800 euros) de plus que l’unité au R454C.
- Cependant, le groupe frigorifique au R454C ne fournit pas d’eau chaude. Selon Jim VanderGiessen Jr., cofondateur et PDG de Pro Refrigeration, le système synthétique ne fonctionne pas à une température suffisamment élevée pour permettre une récupération efficace de la chaleur résiduelle.
- Au cours des prochains mois, l’essai permettra de comparer directement la consommation d’électricité des deux systèmes lors du refroidissement d’un même réservoir d’eau. « En quoi l’efficacité d’un refroidisseur au CO₂ diffère-t-elle de celle d’un refroidisseur synthétique en termes de kilowatts de refroidissement par kilowatt d’électricité ? » C’est une question que M. Gislason se voit régulièrement poser et à laquelle il souhaite répondre à l’aide de données concrètes.
Citation : « Les performances sont éloquentes au regard de la consommation en kilowatts », a déclaré M. Gislason. « Nos pertes dues à la température ambiante sont relativement faibles par rapport aux besoins de production. Cela me conforte dans l’idée que le système ne consomme pas inutilement beaucoup d’électricité. »
« Les performances parlent d’elles-mêmes au regard de la consommation en kilowatts. Nos pertes ambiantes sont relativement faibles par rapport aux besoins de production. » Nick Gislason, propriétaire et fondateur de Hanabi Lager
