EcoCute

EcoCute jest energooszczędny pompy ciepła , podgrzewacz wody, elektryczny system zasilania w wodę , który wykorzystuje ciepło z powietrza zewnętrznego do wody ciepła do domu, przemysłowych lub komercyjnych . Zamiast tradycyjnego amoniaku lub chlorowcoalkany gazu , EcoCute stosowany jako czynnik chłodniczy w nadkrytycznym ditlenku węgla . Technologia ta, w porównaniu do pompy ciepła wykorzystującej tradycyjny czynnik chłodniczy, zmniejsza emisję gazów cieplarnianych .

Etymologia

Nazwa EcoCute pochodzi od japońskiego wyrażenia自然 冷媒 ヒ ー ト ポ ン プ 給 湯 機( Shizen Reibai Hīto Ponpu Kyūtō-ki ), Co dosłownie oznacza podgrzewacz wody z pompą ciepła wykorzystujący niesyntetyczny czynnik chłodniczy . Eco to skrót od ekologii lub ekonomii , a Cute to angielski quasi-imiennik japońskiego( kyūtō ), Co dosłownie oznacza dostarczanie ciepłej wody .

Historyczny

Wszystkie nowoczesne technologie chłodnictwa chemicznego zostały opracowane po odkryciu cyklu Carnota w 1824 r. W 1843 r. Jacob Perkins wynalazł maszynę do robienia lodu przy użyciu eteru , aw 1850 r. Edmond Carré zbudował lodówkę, używając wody i kwasu siarkowego . W Japonii Fusanosuke Kuhara , założyciel Hitachi, Ltd. , zbudował system klimatyzacji dla swojego domu wykorzystujący CO 2 sprężony jako czynnik chłodniczy.

W 1930 roku Thomas Midgley Jr. odkrył dichlorodifluorometan , chlorowcoalkan ( CFC ) znany pod nazwą handlową Freon . CFC szybko zastąpiły tradycyjne czynniki chłodnicze, w tym CO 2(który okazał się trudny do skompresowania do użytku domowego), w pompach ciepła i lodówkach . Jednak w latach 80-tych CFC zaczęły tracić na atrakcyjności, gdy ujawniono ich destrukcyjny wpływ na warstwę ozonową . Inna rodzina czynników chłodniczych, wodorofluorowęglowodorów lub HFC również straciła zainteresowanie, gdy zdano sobie sprawę, że są to gazy cieplarniane . Konwencja wiedeńska o ochronie warstwy ozonowej , w Montrealu protokołu i protokołu z Kioto w końcu wezwał do całkowitej rezygnacji z tych czynników chłodniczych do 2030 roku.

W 1989 r., Gdy wpływ CFC i HFC na warstwę ozonową budził coraz większe obawy, fizyk Gustav Lorentzen i SINTEF złożyli patent na stosowanie CO 2.jako czynnik chłodniczy w systemach grzewczych i chłodniczych. Dalsze badania dotyczące chłodzenia z wykorzystaniem CO 2zostały następnie przeprowadzone w ramach SHECCO ( Sustainable Heating and Cooling with CO 2) w Brukseli , co doprowadziło do wzrostu wykorzystania CO 2 jako czynnik chłodniczy w Europie.

W 1993 roku japońska firma Denso we współpracy z Gustavem Lorentzenem opracowała system klimatyzacji do samochodów wykorzystujących CO 2jako czynnik chłodniczy. Prezentację tego wynalazku wykonali na konferencji Gustava Lorentzena z Międzynarodowego Instytutu Chłodnictwa w czerwcu 1998 r. Po konferencji Centralny Instytut Badawczy Przemysłu Elektrycznego ( Centralny Instytut Badawczy Elektroenergetyki , CRIEPI) oraz firma TEPCO połączyły siły z Denso opracowanie prototypu klimatyzacji wykorzystującego niesyntetyczne płyny chłodnicze zamiast freonu . Wyprodukowali 30 prototypowych jednostek EcoCute do całorocznego eksperymentu w różnych miejscach w Japonii , od miejsc o surowym klimacie na wyspie Hokkaidō po cieplejsze miejsca, takie jak Okinawa . Po pomyślnym przeprowadzeniu tego studium wykonalności Denso uzyskał od SINTEF we wrześniu 2000 r. Zezwolenie na złożenie patentu na stosowanie CO 2.sprężony jako czynnik chłodniczy w pompie ciepła.

Pierwszy EcoCute do użytku domowego, który został wprowadzony na rynek w Japonii przez CORONA Corp. w maju 2001 roku, a około 1,5 miliona egzemplarzy zostanie tam sprzedanych do października 2008 roku.

Według Federacji Japońskich Przedsiębiorstw Energetycznych pod koniec października 2009 roku dostarczono łącznie 2 miliony jednostek EcoCute, co odpowiada emisji CO 2.unikać, aby co 9400 km na południowy 2 wśród lasów pochłaniają  .

Charakterystyka i zapotrzebowanie

W 1998 roku, w Japonii, ogrzewania wody (Kyuto (給湯, Kyuto ) ) Ujmuje 33,8% zużycia energii przeciętnego gospodarstwa domowego; ogrzewanie powietrza powietrza kondycjonowania i dodatkowego ogrzewania stanowiło dodatkową 26,9%; chłodzenie powietrza klimatyzacją było o 2,3% większe. Większość pozostałych 37% zostało zużytych przez różne urządzenia elektryczne, w przypadku których istnieje znaczne źródło oszczędności energii. Dostawę ciepłej wody uznano za usługę, w której możliwe oszczędności energii były najtrudniejsze do osiągnięcia i właśnie w tym obszarze wkroczył EcoCute. W styczniu 2005 roku 26 japońskich firm produkowało ponad 450 modeli maszyn EcoCute, a sprzedaż jednostek do użytku domowego wzrastała o 130 do 150% rocznie w latach 2001-2005.

Denso wprowadził EcoCute po raz pierwszy poza Japonią w 9 th Konferencji Stron w sprawie zmian klimatu w Mediolanie ,9 grudnia 2003. Od 2007 roku Denso zaczęło skupiać swoje działania marketingowe dotyczące EcoCute na Unii Europejskiej . Japoński rząd włączył EcoCute do swojego programu redukcji emisji CO 2w ramach Protokołu z Kioto , zobowiązującego do zainstalowania 5,2 mln jednostek w domach i firmach w całym kraju do 2010 r. W okresie luty-marzec 2009 r. koszt EcoCute wyniósł około 500 000  jenów , czyli około 4 000 EUR.

Ogólna obsługa maszyny EcoCute

System EcoCute składa się z pompy ciepła i zbiornika ciepłej wody . Elementy te są połączone z obwodem zamkniętym do obiegu z chłodziwem , wypełnionej CO 2.

  1. Po pierwsze, wymiennik ciepła zbiera ciepło z powietrza zewnętrznego, aby wykorzystać je jako źródło energii dla czynnika chłodniczego. Odpowiedni przepływ powietrza uzyskuje się zwykle za pomocą wentylatora odśrodkowego  ; w zimnych regionach, gdzie powietrze zewnętrzne osiąga temperatury w zakresie od -20  do  -25  ° C , stosuje się dodatkową nagrzewnicę .
  2. Następnie mechaniczna sprężarka podgrzewa CO 2gaz w obiegu chłodniczym do temperatury 100  ° C pod ciśnieniem 10 M Pa poprzez sprężanie adiabatyczne . Dwutlenek węgla staje się wówczas płynem nadkrytycznym . Można zastosować kilka typów sprężarek, w tym cylindryczne sprężarki dwuwarstwowe, sprężarki spiralne lub sprężarki rotacyjne .
  3. Po drugie, wymiennik ciepła przekazuje energię z gorącego czynnika chłodniczego do wody, aby uzyskać gorącą wodę . Na tym etapie istotne są temperatury wody wynoszące około ° C i więcej.
  4. Wreszcie, eżektor lub zawory bezpieczeństwa obniżają ciśnienie czynnika chłodniczego, który chłodzi go poprzez dekompresję adiabatyczną i powoduje, że ponownie staje się gazowy.

System EcoCute pobiera w postaci kalorycznej ponad trzy jednostki energii z powietrza otoczenia na każdą zużytą jednostkę energii elektrycznej. W ten sposób pozwala emitować mniej CO 2niż gdybyśmy podgrzali wodę bezpośrednio, zużywając energię elektryczną lub gaz miejski . Aby wytworzyć ciepłą wodę o temperaturze 90  ° C , system EcoCute zużywa o 66% mniej energii niż elektryczny podgrzewacz wody i kosztuje o 80% mniej niż miejski podgrzewacz wody gazowej w Japonii. Dodatkowo, dzięki niższemu zużyciu paliw kopalnych, system EcoCute redukuje emisję CO 2 o ponad 50%. w porównaniu do konwencjonalnego ogrzewania gazowego.

Współczynnik wydajności systemu EcoCute 3.8 do użytku przemysłowego, podczas gdy w elektryczny podgrzewacz wody wynosi 1,0 i że z konwencjonalnego kotła jest mniejszy niż 0,9.

Różnorodny

EcoCute (エ コ キ ュ ー ト, ekokyūto ) Jest zastrzeżonym znakiem towarowym (nr 4575216 - Japonia) firmy Kansai Electric Power Company , ale termin ten jest również używany jako nazwa ogólna dla podgrzewaczy wody zaprojektowanych w celu oszczędzania energii lub zmniejszania emisji gazy cieplarniane .

Zobacz też

Uwagi i odniesienia

  1. (ja) „  Rok podatkowy 2001, 12. Nagroda Ministerstwa Gospodarki, Handlu i Przemysłu za oszczędność energii  ” , Centrum Oszczędzania Energii, Japonia
  2. (ja) Wytwarzanie ciepłej wody z CO 2  » , CRIEPI
  3. (en) Ponowne odkrycie CO 2 SHECCO
  4. (ja) Technologia klimatyzacji samochodowej kwitnie jako EcoCute , Denso
  5. (in) Obawy i rozwiązania dotyczące CO 2Systemy klimatyzacji do pojazdów kompaktowych , Denso Corp. , 15 kwietnia 2004 r., Szczyt Mobilnej Klimatyzacji 2004, Waszyngton, DC
  6. (en) Obawy związane z CO 2System klimatyzacji pojazdów kompaktowych , Denso Corporation, „References: at bottom”: Natural working fluid '98 ( Konferencja IIR Gustava Lorentzena nt. Naturalnych płynów roboczych, Oslo , Norwegia , 1998)
  7. (ja) EcoCute , Biuro Patentowe Japonii
  8. (ja) [Centrum technologii pomp ciepła i magazynowania ciepła w Japonii]
  9. (ja) Ogłoszenie , CORONA Corp., wydanie japońskie:コ ロ ナ
  10. (ja) Yomiuri Shimbun , 12 listopada 2009, 13 wersja 13S, strona 8
  11. (ja) „  2.2 (2) Roczne zużycie energii przez gospodarstwa domowe według kategorii użytkowania  ” ( ArchiwumWikiwixArchive.isGoogle • Co robić? ) (Dostęp 12 kwietnia 2013 r. ) The Energy Conservation Centre, Japonia (ECCJ )
  12. (ja) Co to jest EcoCute TEPCO
  13. (in) „  Zwiększony popyt na maszyny EcoCute w Europie  ” ( ArchiwumWikiwixArchive.isGoogle • Co robić? ) (Dostęp 12 kwietnia 2013 ) , europejska sieć pomp ciepła
  14. (in) Pompy ciepła oferują ogromny potencjał , konferencja MAE
  15. (ja) Strona 16/24, Plan redukcji emisji CO 2, Popularyzacja wysokowydajnych podgrzewaczy wody Kantei
  16. (ja) (tłum.) Artykuł dotyczący domowych systemów paliwowych, porównanie kosztów  " , Yomiuri Shimbun , 5 marca 2009, s.  10
  17. (ja) Sekcja 2. Zbadaj stan nadkrytyczny CO 2, Denso
  18. (ja) „  Struktura EcoCute  ” ( ArchiwumWikiwixArchive.isGoogle • Co robić? ) (Dostęp 12 kwietnia 2013 ) Panasonic
  19. „  Układ chłodzenia złożony z 2-stopniowego CO 2 z tłokiem tocznymCompressor  ” ( ArchiwumWikiwixArchive.isGoogle • What to do? ) (Dostęp 12 kwietnia 2013 r. ),Sanyo
  20. (ja) Część 6, Hipotezy Denso , Denso
  21. (ja) Badania i rozwój EcoCute CRIEPI
  22. (ja) Wydajność EcoCute w zastosowaniach przemysłowych , www.itomic.co.jp
  23. (ja) w zgłoszeniu patentowym na ogrzewanie i chłodzenie przez niesyntetycznego chłodziwa stronie 3/24 niskiej jakości n O  10, 15 maja 2003, Japonia Urząd Patentowy

Linki zewnętrzne