thumb|230px|Bloc extérieur EcoCute à usage domestique (avant) et ballon d’eau chaude (arrière) L’EcoCute est une pompe à chaleur, un chauffe-eau et un système électrique de fourniture d’eau à haut rendement énergétique qui utilise la chaleur de l’air extérieur pour chauffer de l’eau pour un usage domestique, industriel ou commercial. À la place des traditionnels ammoniac ou halogénoalcanes gazeux, EcoCute utilise comme fluide frigorigène du dioxyde de carbone supercritique. Cette technologie, comparée à une pompe thermodynamique utilisant un fluide frigorigène traditionnel, permet de réduire les émissions de gaz à effet de serre.
Étymologie Le nom EcoCute vient de l'expression japonaise , qui signifie mot à mot chauffe-eau à pompe à chaleur utilisant un fluide réfrigérant non synthétique . Eco est la contraction de écologie ou de économie, et Cute est un quasi-homonyme anglais du japonais , qui signifie mot à mot fourniture d'eau chaude..
Historique Toutes les technologies chimiques modernes de réfrigération ont été développées après la découverte du cycle de Carnot en 1824. En 1843, Jacob Perkins a inventé une machine de fabrication de glace utilisant de l’éther, et en 1850, Edmond Carré a construit un réfrigérateur utilisant de l’eau et de l’acide sulfurique. Au Japon, Fusanosuke Kuhara, fondateur de Hitachi, Ltd., a construit un système de climatisation pour sa propre maison en utilisant du comprimé comme réfrigérant.
En 1930, Thomas Midgley Jr. a découvert le dichlorodifluorométhane, un halogénoalcane chloré (CFC) connu sous le nom commercial Fréon. Les CFC ont rapidement remplacé les fluides réfrigérants traditionnels, y compris le (qui s’avérait difficile à comprimer pour un usage domestique La redécouverte du SHECCO), dans les pompes à chaleur et les réfrigérateurs. Mais dans les années 1980, les CFC ont commencé à perdre leur attrait au fur et à mesure que se révélaient leurs effets destructeurs sur la couche d’ozone. Une autre famille de substances réfrigérantes, les hydrofluorocarbures, ou HFC, ont également perdu de leur intérêt lorsqu’on a compris qu’il s’agissait de gaz à effet de serre. La Convention de Vienne sur la protection de la couche d'ozone, le Protocole de Montréal et le Protocole de Kyoto ont finalement appelé à un abandon complet de ces fluides réfrigérants à l’horizon 2030.
En 1989, alors que les effets des CFC et HFC sur la couche d’ozone soulevaient de plus en plus d’inquiétudes, le physicien Gustav Lorentzen et le SINTEF ont déposé un brevet sur l’utilisation du comme fluide réfrigérant dans des systèmes de chauffage et de refroidissement. Des recherches plus approfondies sur la réfrigération utilisant le ont ensuite été conduites au sein du SHECCO (Sustainable Heating and Cooling with ) à Bruxelles, ce qui a conduit à accroître l’utilisation du comme fluide réfrigérant en Europe.
En 1993, la société japonaise Denso, en collaboration avec Gustav Lorentzen, a développé un système de climatisation pour automobiles utilisant le comme fluide réfrigérant. Ils ont fait une démonstration de cette invention à la conférence Gustav Lorentzen de d’Institut International de Réfrigération de Technology of Car air conditioner blooms as EcoCute, Denso Concerns and Solutions for Air Conditioning Systems for Compact Vehicles, Denso Corp., 15 avril 2004, Mobile Air Conditioning Summit 2004, Washington, D.C. Concerns of Air Conditioning System for Compact Vehicles, Denso Corporation, "References: at bottom": Natural working fluids ’98 (IIR Gustav Lorentzen Conference on Natural Working Fluids, Oslo, Norvège, 1998. Après la conférence, l'Institut central de recherche des industries électriques (, CRIEPI) et la société TEPCO se sont rapprochés de Denso pour développer un prototype de climatisation utilisant des fluides réfrigérants non synthétiques à la place du fréon. Ils ont ainsi produit 30 unités EcoCute prototypes pour une expérimentation d’un an en divers endroits du Japon, allant de sites au climat rigoureux sur l’île d’Hokkaidō à des sites plus chauds comme Okinawa. Cette étude de faisabilité ayant été remplie de succès, Denso a obtenu du SINTEF, en , l’autorisation de déposer un brevet sur l’utilisation de comprimé comme fluide réfrigérant dans une pompe à chaleur EcoCute, Office des brevets du Japon.
La première EcoCute à usage domestique à être commercialisée l’a été au Japon par la société CORONA Corp. en , et 1,5 million d’unités environ y auront été vendues en [Heat Pump & Thermal Storage Technology Center of Japan] Announcement, CORONA Corp., édition japonaise : コロナ.
Selon la fédération des sociétés électriques japonaise, fin , 2 millions d’unités EcoCute ont en tout été livrées, ce qui équivaut, en émissions de évitées, à ce qu’absorbent de forêts Yomiuri Shimbun, 12 novembre 2009, 13 ver.13S, page 8.
Caractéristiques et demande En 1998, au Japon, le chauffage de l’eau () représentait 33,8 % de la consommation d’énergie d’un foyer moyen ; le chauffage de l’air par la climatisation et le chauffage d’appoint représentaient 26,9 % supplémentaires ; le refroidissement de l’air par la climatisation représentait 2,3 % de plus. L’essentiel des 37 % restants était consommé par des appareils électriques divers et variés, où se situe un gisement d’économies d’énergie considérable The Energy Conservation Center, Japan (ECCJ) Qu’est-ce que EcoCuteTEPCO. La fourniture d’eau chaude était considéré comme le service où les économies d’énergie possibles étaient les plus difficiles à réaliser, et c’est dans ce domaine que s’est engouffré l’EcoCute. En , 26 sociétés japonaises produisaient plus de 450 modèles de machines EcoCute, et les ventes d’unités à usage domestique a augmenté de 130 à 150 % par an entre 2001 et 2005.
Denso a présenté l’EcoCute pour la première fois hors du Japon lors de la Conférence des parties sur le changement climatique à Milan, le . À partir de 2007, Denso a commencé à concentrer ses efforts marketing au sujet de l’EcoCute sur l’Union européenne , réseau européen des pompes à chaleur Les pompes à chaleur offrent un énorme potentiel, conférence de l’AIE. Le gouvernement japonais a inclus l’EcoCute dans son programme de réduction d’émissions de dans le cadre du Protocole de Kyoto, s’engageant à installer 5,2 millions d’unités dans les foyers et les entreprises du pays jusqu’en 2010 Page 16/24, plan de réduction des émissions de , Populariser les chauffe-eau à haut rendement Kantei. En février-, le coût d’un EcoCute était d’environ s, soit environ .
Fonctionnement général d’une machine EcoCute Un système EcoCute est constitué d’une pompe à chaleur et d’un ballon d’eau chaude. Ces éléments sont reliés par un circuit hermétiquement fermé de circulation de fluide réfrigérant, rempli de . Dans un premier temps, un échangeur de chaleur collecte de la chaleur de l’air extérieur afin de l’utiliser comme source d’énergie pour le fluide réfrigérant. Un courant d’air approprié est généralement obtenu en utilisant un ventilateur centrifuge ; dans les régions froides, où l’air extérieur atteint des températures de l’ordre de , un ventilateur chauffant auxiliaire est utilisé. Ensuite, un compresseur mécanique réchauffe le gazeux du circuit réfrigérant jusqu’à une température de sous une pression de 10 MPa via une compression adiabatique. Le dioxyde de carbone devient alors un fluide supercritique Section2. Rechercher l'état supercritique du , Denso Panasonic. Plusieurs types de compresseur peuvent être utilisés, y compris des compresseurs cylindriques à double couche, des compresseurs à spirale, ou des compresseurs rotatifs, Sanyo. Dans un second temps, un échangeur de chaleur transfère de l’énergie du fluide réfrigérant chaud vers de l’eau pour obtenir de l’eau chaude. Enfin, un éjecteur ou des soupapes de surpression réduisent la pression du fluide réfrigérant, ce qui le refroidit par décompression adiabatique et le fait redevenir gazeux.
Un système EcoCute extrait, sous forme calorifique, plus de trois unités d’énergie de l’air ambiant pour chaque unité d’énergie électrique consommée. Ainsi, elle permet d’émettre moins de que si on chauffait l’eau directement en consommant de l’électricité ou le gaz de ville. Pour produire de l’eau chaude à , un système EcoCute consomme 66 % d’énergie en moins qu’un chauffe-eau électrique, et coûte 80 % de moins qu’un chauffe-eau au gaz de ville au Japon Section 6, Hypothèses de Denso, Denso. Par ailleurs, du fait d’une moindre consommation de combustibles fossiles, le système EcoCute permet de réduire de plus de 50 % les émissions de par rapport à un chauffage au gaz classique Recherche et développement de l’EcoCute CRIEPI.
Le coefficient de performance d’un système EcoCute est de 3,8 en usage industriel, alors que celui d’un chauffe-eau électrique est de 1,0 et celui d’une chaudière classique est inférieur à 0,9 Performance d'une EcoCute en usage industriel, www.itomic.co.jp.
Divers est une marque déposée (No. 4575216 - Japon) Brevet d'application au sujet du chauffage et du refroidissement par un fluide réfrigérant non synthétique page 3/24 bas, note 10, 15 mai 2003, Office des brevets du Japon of Kansai Electric Power Company, mais le terme est également utilisé comme un nom générique désignant les chauffe-eau conçus pour économiser l’énergie ou réduire les émissions de gaz à effet de serre.
Voir aussi Cycle transcritique Fluide supercritique Gustav Lorentzen R-744 Échangeur de chaleur
Notes et références
Liens externes
Japan warms to Hitachi's Eco Cute Technology, présentation à la Conférence des parties sur le changement climatique à Copenhague (Ambition du gouvernement britannique pour un accord global sur le changement climatique, Ministère de l'énergie et du changement climatique) High-efficient EcoCute models launched, R744.com - Research on Performance Evaluation of Heat Pump Water Heaters, EcoCute 24/31 page;Prize List:(4), , EPA Climate Protection Award & page 25/31, EcoCute history, CRIEPI
TEPCO'S 'Eco Cute' the World's First Heat Pump Water Heater for Residential Use Technology and Market Development of Heat Pump Water Heaters in Japan, AIE, Heat Pump Centre (HPC) , e8.com.org
(pl/en) organisation de gestion suédoise . pompe à chaleur
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