QUANTUM II

La nouvelle génération de groupes d’eau glacée

Haut rendement énergétique, fiabilité, respect de l’environnement et source d’économies d’énergie sont les caractéristiques que doivent désormais proposer les groupes d’eau glacée. Quelque soit l’usage du groupe frigorifique, refroidissement d’un procédé industriel ou climatisation des lieux de travail, de serveurs informatiques, de galeries marchandes ou encore de banques, hôpitaux ou établissements scolaires: les économies d’énergie, la réduction des coûts et la protection de l’environnement sont autant de facteurs à considé-rer. En prenant en compte ces éléments, Axima a fait évoluer sa gamme Quantum. Le compresseur centrifuge à vitesse variable est le cœur du Quan-tum. Les paliers magnétiques, sans huile, sont synonymes d’absence d’usure et d’un risque minimal de pannes. La faible intensité au démarra-ge et la régulation automatique au besoin en froid sont intégrées au système. Cela permet d’atteindre une efficacité énergétique remarquable, en particu-lier à charge partielle où la puissance rejetée est réduite.

QUANTUM II

En fonctionnement, la nouvelle gamme Quantum se distingue par son niveau sonore minimal. Ici encore les paliers magnétiques jouent un rôle essentiel au travers de la réduction du niveau sonore, ce qui élargit le champ des applications et réduit les coûts de mise en œuvre d’un éventuel capot phonique. Le risque d’occurrence de fuites de fluide frigorigène sous l’effet des vibrations n’existe pas. Autre avantage du Quantum, si l’un des compresseurs s’avérait être défaillant, les autres continuent à fonctionner. Non seulement les coûts de fonction-nement sont faibles, mais en plus, l’absence d’huile induit de faibles coûts de maintenance. Une concepti-on simple rend tous les composants accessibles. La nouvelle génération de groupes d’eau glacée est disponib-le en deux gammes.

Armoire de contrôle et de puissance

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Quantum II - Condenseur (rouge) Quantum II - Design modulaire

La Gamme Premium a été en particu-lier développée pour les applications industrielles afin de satisfaire les exigences les plus strictes en matière de consommation énergétique. Les valeurs de COP obtenues sont excep-tionnelles et la gamme se distingue par des coûts de fonctionnement extrêmement bas plus spécialement à charge partielle.La Gamme Value a été en particulier développée pour les applications de CVAC* et comme la gamme Premium elle comprend des échangeurs haute-performance. Comparés à la gamme Premium, les coûts de fonctionnement de la gamme Value sont légèrement supérieurs mais ils sont compensés par un investissement moindre.

DEUX GAMMES

* CVAC: Chauffage-Ventilation-Air Climatisé

Compresseur

Évaporateur

Condenseur

PREMIUM VALUE

Séries-W (Premium et Value)Condensation à eauTempérature de condensation maxi 43°CPuissance frigorifique 250-2200 kW

Séries-X (Premium et Value)Condensation à eauTempérature de condensation maxi 53°CPuissance frigorifique 300-1700 kW

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Quantum II - Évaporateur (noir)

INDUSTRIE PHARMACEUTIQUE ET CHIMIQUELe refroidissement de procédés industriels est l’application initiale du Quantum. Ce type d’application requiert stabilité et précision de la température du liquide refroidit. Quantum remplit ces conditions grâce à son variateur de vitesse. Le second critère est la disponibilité du groupe de refroidissement. En effet une rupture de la produc-tion de froid induit des coûts élevés. L’avantage du Quantum: en cas de défaillance de l’un des com-presseurs, le fonctionnement des autres compres-seurs n’en sera pas affecté. Un compresseur peut être remplacé en quelques heures sans la moindre difficulté.

INDUSTRIE AUTOMOBILEQuantum est également utilisé dans le secteur automobile où les équipements des véhicules sont testés dans des chambres aéro-climatiques. Le Quantum maintient la température dans la chambre d’essai alors même que le système de ventilation produit de la chaleur.

ADAPTÉ À TOUTES LES APPLICATIONS

PLASTURGIEAvec ses faibles coûts de fonctionnement et la garantie de la production de froid, Quantum permet à cette industrie de concevoir des produits inno-vants, sources de solutions et de les amener sur le marché à un prix adapté. Fiable, de part sa concep-tion modulaire, le groupe de refroidissement contri-bue ainsi à transformer des prototypes en produits finaux.

CENTRALES ÉLECTRIQUESQuantum a passé avec succès divers tests simulant des conditions extrêmes et les scénarios les plus improbables. De part sa fiabilité et son efficacité énergétique, Quantum est tout à fait adapté aux projets de grande envergure tels que les centrales électriques, secteur dans lequel Axima a acquis une forte expérience, assortie d’une excellente coopération avec les donneurs d’ordre.

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Application: Sports et Loisirs Application: Industrie chimique

INDUSTRIE AGRO-ALIMENTAIREQuand il s’agit de refroidir des produits frais, l’absence d’huile s’avère être un avantage indéni-able. En cas de fuite, les produits frais ne peuvent être pollués par l’huile. Du point de vue environne-mental, nul besoin de se préoccuper de la récupé-ration de l’huile. Les accessoires complémentaires liés à la circulation et au refroidissement de l’huile ne sont pas requis. De plus, le variateur de vitesse du compresseur s’adapte aux variations de tempé-rature et maintient à température constante le produit à refroidir.

HÔPITAUXL’utilisation de groupes frigorifiques conventionnels dans les hôpitaux peut s’avérer risqué du fait de la sensibilité des équipements médicaux. Avec Quan-tum, le bon fonctionnement est garanti: absence de pic d’intensité au démarrage et mise en place de filtres CEM* pour le protéger des perturbations électromagnétiques extérieures.

PISCINESNon seulement d’un point de vue environnemental, mais également pour des raisons de coûts, il est souhaitable de préserver les ressources naturelles. Une part considérable des coûts de fonctionnement est réduite grâce aux compresseurs centrifuges à

paliers magnétiques. Comme le système fonction-ne sans huile, aucun risque de polluer l’eau.

SALLES DE SPECTACLELorsque des mélodies douces sont jouées sur scène, le chuchotement du Quantum s’intègre à l’ambiance. La nouvelle génération de groupes d’eau glacée d’Axima Réfrigération rend possible la production de froid de 250 à 2200 kW à un niveau sonore très faible. Le niveau sonore est amoindrit grâce aux paliers magnétiques. Comme il est inutile de prévoir un capot phonique, le champ d’application du Quantum en est élargit et le mon-tant de l’investissement en est réduit. GÉNIE CLIMATIQUEEn génie climatique, le groupe Quantum permet de réduire jusqu’à 50% les coûts de fonctionnement. Une maintenance minimale et une intensité au démarrage des plus faibles sont deux des argu-ments qui vous ferons choisir la solution Quantum. La plupart du temps, en raison des variations des conditions climatiques, le groupe d’eau glacée alimentant le système de conditionnement d’air fonctionne à charge partielle. Les fortes valeurs de COP obtenues, en particulier à charge partielle, assure une rentabilité rapide du Quantum.

*CEM = Compatibilité électromagnétique 5

Application: Génie climatique Application: Centrales électriques

6

COÛTS DE FONCTIONNEMENT

Efficacité énergétique optimale. Le concept Quantum est avant tout remarquable de par son exceptionnelle efficacité énergétique. Ainsi, en particulier à charge partielle, le COP peut dépasser la valeur de 10 à une température de condensation réduite – une source significative d'économies.

Absence de compensation de courant réactif. L’excellence du facteur de déphasa-ge, cos(φ) (≈ 0.92) sur toute la plage de fonctionnement, garantit l’absence ou presque de puissance dissipée. Les groupes de refroidissement conventionnels s’illustrent par une baisse significative du facteur de déphasage (<0.5 parfois).

Puissance rejetée réduite. La puissance rejetée est réduite du fait des valeurs de COP élevées à charge partielle. L’eau et l’électricité économisées contribuent à la réduction des coûts de fonctionnement du groupe d’eau glacée.

COÛTS DE MAINTENANCE

Réduction de la durée des opérations de maintenance. La compacité et la simplicité de la conception associées à une facilité d’accès des composants favorisent la réduc-tion de la durée des opérations de maintenance.

Absence des coûts liés à l’huile. Comme le compresseur fonctionne sans huile, les composants utilisés pour la circulation, le refroidissement, la filtration de l’huile et leur maintenance n’existent pas.

Peu de pièces d’usure. Grâce aux paliers magnétiques, peu de composants du Quan-tum sont soumis à l’usure. Ceci permet de réduire globalement les coûts de mainte-nance de l’ordre de 35% en comparaison avec un groupe d’eau glacée conventionnel.

AVANTAGES ÉCONOMIQUES POUR LES APPLICATIONS INDUSTRIELLES ET LE GÉNIE CLIMATIQUE

COMPARAISON DES COÛTS

Coû

ts g

loba

ux s

ur d

eux

ans

Concurrent

Coûts de fonctionnement

Kit de démarrageRéduction du niveau sonore

Investissement

Maintenance

Schéma 4: Un investisse-ment rentable. Comparaison des coûts globaux après deux ans de fonctionnement d’un Quantum et d’un groupe d’eau glacée similaire (selon le prix de l’électricité et l’application). L’investissement pour un Quantum est plus élevé, mais des coûts de fonction-nement réduits, les absences de kit de démarrage et de capot phonique font du Quantum le meilleur choix.

Schéma 1:Efficacité énergé-tique du Quantum en génie climatique.Un COP jusqu’à 50% meilleur (à gauche) et des coûts de fonction-nement jusqu’à 50% inférieurs (à droite).Données obtenues à partir d’un test réel de 4 mois (eau glacée 13/7°C, 55/44°F, eau de refroidissement 28/33°C, 82/91°F).

6

5

4

3

2

1

0

CO

P du

gro

upe

d’ea

u gl

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Type de compresseur QUANTUM II A vis A pistons

Coû

t de

l’éne

rgie

[Cen

ts d

’Eur

os p

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Wh]

Type de compresseur QUANTUM II A vis A pistons

100%- 67%- 50%-de charge 100%- 67%- 50%-de charge

0,10

0,08

0,06

0,04

0,02

0,00

Vite

sse

osci

llato

ire [m

m/s

]

20 2531

,5 40 50 63 80 100

125

160

200

250

315

400

500

630

800

1250

1600

Mesure 1 / Axe - XMesure 1 / Axe - YMesure 1 / Axe - ZMesure 2 / Axe - XMesure 2 / Axe - YMesure 2 / Axe - Z

Fréquences par tiers d’octave [Hz]

5

4

3

2

1

0

Pour plus de détails voir ci-contre

7

QUANTUM II

Investissement

Maintenance

Coûts de fonctionnement

COÛTS DU SYSTÈME

Absence de pic d’intensité au démarrage. Le compresseur démarre en douceur et progressivement nécessitant un très faible niveau d’intensité (moins de 5A par com-presseur). Le réseau d’alimentation reste stable. Aucune précaution supplémentaire, variateur de fréquence, kit de démarrage électronique ou étoile triangle n’est néces-saire.

Un réseau stable. Maintenir de manière précise la température de l’eau à refroidir contribue à la stabilité du réseau et à une réduction du coût du réservoir tampon.

Un niveau sonore faible et des vibrations presque nulles. Le très faible niveau sonore et l’absence ou presque de vibrations simplifient la conception du système. Absence de coûts liés à des accessoires ayant pour objet la réduction du niveau sonore.

SÉCURITÉ ENVIRONNEMENTALE ET DE FONCTIONNEMENT

Pas de fuite de fluide frigorigène. La conception hermétique et l’absence, ou pres-que, de vibrations minimise le risque de fuite de fluide frigorigène.

Redondance. Dès que la puissance est supérieure à 500 kW, le montage en parallèle de plusieurs compresseurs augmente la fiabilité de l’unité, ce qui s’avère particulière-ment intéressant dans les applications industrielles et centrales électriques où la dispo-nibilité de la puissance de refroidissement est essentielle.

Aucune contrainte environnementale. Les paliers magnétiques – sans huile – ne nécessitent aucun moyen de protection contre les fuites.

Schéma 2:Vitesse oscillatoire du compresseur en fonction de la fréquence par tiers d’octave. La valeur de référence selon le VDI 2056 est de 4 mm/s. La valeur obtenue avec un Quantum est d’environ 0,4 mm/s – bien en deçà de la valeur recom-mandée: pour plus d’informations à ce sujet, voir page 8.

Schéma 3:Comparaison des valeurs du COP selon divers régimes de fonctionnement entre un compres-seur à vis conventi-onnel et un Quantum. Référentiel: ARI 550, eau de refroidissement entrant à 26°C/79°F; eau glacée sortant à 6°C/43°F.

2000

2500

3150

4000

5000

6300

8000

1000

012

500

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020

000

Tota

l

70 120 170 220 270 320

10

9

8

7

6

5

4

3

2

1

0

CO

PPuissance frigorifique [kW]

Comparaison du COP: Vis / Quantum IIRéférentiel : ARI 550

Légende Quantum II A vis

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Le niveau sonore d’un groupe comprenant de 2 à 6 compresseurs à une distance de un mètre a été mesuré et des valeurs de 72 à 75 dB ont été obte-nues. Aucun autre compresseur n’a réussi à atteindre une telle performance. Le référentiel stan-dard d’évaluation de la vibration est la vitesse oscil-latoire en mm/s. Selon les recommandations techni-ques du VDI 2056:

2-3mm/s: bon à excellent3-5 mm/s: normal, en fonctionnement continu> 5 mm/s: insuffisant, risque

Un accéléromètre triaxial à forte sensibilité a été utilisé pour les tests. Les résultats montrent qu’un pic de vibration est à peine détectable. Les valeurs obtenues, moins de 0,04 mm/s, sont de l’ordre de 10 fois inférieures aux recommandations du VDI (voir schéma N°2, pages 6/7).

Les niveaux sonores et de vibrations du com-presseur et du groupe d’eau glacée ont été analysés en détail. À moins de 0,4 mm/s sur toute la plage de fréquences, les vitesses oscil-latoires sont largement inférieures à celles considérées comme excellentes par les recom-mandations techniques du VDI 2056 (VDI : Asso-ciation des Ingénieurs en Allemagne).

Émissions sonores

Les données ont été obtenues au moyen d’un banc d’essai calibré dont la puissance frigorifique est d’environ 1 MW au régime: tEauGlacée=12/7°C, 54/45°F, tEauRefdt=30/35°C, 86/95°F. Les valeurs du coefficient de performance (COP) du groupe sont calculées à partir des mesures réalisées. Elles démontrent l’amélioration de l’efficacité énergétique à charge partielle (voir schéma 6). Par conséquent, Quantum est particulièrement adapté aux applicati-ons industrielles et de génie climatique où les conditions opératoires fluctuent de manière signifi-cative.

La performance d’un groupe d’eau glacée à 2 compresseurs caractérise bien la spécificité du Quantum : le coefficient de performance (COP) augmente rapidement à charge partielle.

Charge partielle

0

2

4

6

8

10

12

14

100%75%50%25%

Premium W110 [1.100 kW]

Comportement du COP à charge partielle et maxiExemple : Premium Quantum II 1100 kW

Schéma 6: Le Coefficient de Performance (COP) à charge partielle et à charge maxi pour le modèle Premium Quantum W110 – puissance frigorifique : 1100 kW. Conditions du test: tEauGlacée=12/7°C, 54/45°F, tEauRefdt=30/35°C, 86/95°F.

La conception unique du Quantum permet de réduire de manière drastique les coûts de mainte-nance. Les moyens de réduction des coûts sont:

Pas de changement d’huileAbsence d’analyse d’huileDes pièces de rechange peu nombreusesAccès facile à tous les composantsPeu d’usure

Des calculs comparatifs des coûts de maintenance ont prouvé une réduction des coûts de 35% par rapport à un groupe conventionnel.

Coûts de Maintenance

9

Le clef-en-mains en réfrigération couvre à la fois l’analyse, la planification, la réalisation, le financement, la mise en service, la mainte-nance et la gestion du système. L’avantage d’une telle globalisation des prestations est une garantie de réduction des coûts énergéti-ques d’exploitation et une durée de fonction-nement allongée de l’unité. Axima vous propose deux types de contrats: Économies d’énergie et Fourniture d’une puissance frigorifique. L’exemple illustré dans le schéma N°7 montre la rentabilité d’un contrat clef-en-mains associé à un Quantum. Ce calcul a été effectué sur la base de conditions typiques de fonctionnement d’un Quantum et sur le coût actuel de l’énergie. Comparé à un groupe de refroidissement conventionnel à vis, et sur base d’un contrat du type Écono-mies d’énergie, les économies réalisées compensent le surcoût au moment de l’investissement au plus tard 4 ans après.

Une technologie moderne de réfrigérati-on. Représentation du coût du cycle de vie d’un Quantum.

Une réfrigération clef-en-mains

Schéma N°7: Analyse du seuil de rentabilité sur base d’un contrat clef-en-mains. Le premier point – correspondant au moment où les écono-mies d’énergies réalisées compensent le surcoût initial - est atteint au plus tard après 4 ans de fonctionnement. Le deuxième point - correspon-dant au moment où les économies d’énergies réalisées dépassent la valeur même de l’investissement initial - est atteint au bout de 17 ans.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

110

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90

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0C

oûts

/Éco

nom

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(T E

UR

)

AnnéesLégende

Investissement, Groupe à compresseurs à visInvestissement, Quantum IILa différence de coûtsCoûts annuels, Groupe à compresseurs à visCoûts annuels, Quantum IICumul des économies

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2

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Seuil de rentabilitédu concept clef-en-mains Axima Réfrigération

Seuil de rentabilité # 1Seuil de rentabilité # 2

0

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7

Comportement de l’intensité au démarrageEntraînement conventionnel et Quantum II

Temps

LégendeEntraînement conventionnelQuantum II

Absence de pic d’intensité au démarrage - une plus grande sécurité pour votre réseau électrique.

L’intensité au démarrage est l’énergie néces-saire pour démarrer le moteur électrique. Les systèmes conventionnels nécessitent une intensité au démarrage largement supérieure à celle requise en fonctionnement nominal. L’absence de ce pic est particulièrement intéressante car ces fluctuations peuvent avoir une incidence sur le réseau électrique et être la cause de dommages des systèmes informatiques ou d’équipements sensibles. Le variateur de vitesse du Quantum, équipé d’un système de démarrage progressif nécessite moins de 5A au démarrage grâce aux paliers magnétiques. Aucun système de protection contre les pics d’intensité n’est requis.

Schéma N°8: Comparaison d’un entraînement conventionnel par rapport au Quantum. Absence de pic avec un groupe Quantum.

IIN

Intensité de démarrage

AXIMA REFRIGERATION GMBH

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Tel. +49 8382 706-1Fax +49 8382 706-410

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