Les détaillants font face à un défi considérable lorsqu'il s'agit de choisir l'architecture de réfrigération et de système la plus adaptée pour leurs magasins. Ils sont tenus de respecter des normes réglementaires rigoureuses concernant l'adoption de technologies d'avenir, tout en considérant les aspects économiques dans leurs décisions.
Contre les gaz à effet de serre
Plusieurs nouveaux réfrigérants à base d’hydrofluorocarbures et de nouvelles structures de systèmes ont été introduits au cours de la dernière décennie pour réduire les émissions de gaz à effet de serre et, par conséquent, réduire les effets du réchauffement climatique selon les objectifs fixés par le protocole de Kyoto. La réfrigération commerciale est au centre de l’attention environnementale. D'autant plus que des études sur les fuites ont ont révélé les véritables effets des émissions des hydrofluorocarbures (HFC) dans les systèmes de réfrigération centralisés. Bien que le taux de fuite associé à cette structure ait maintenant quelque peu diminué, il reste assez élevé.
Le règlement sur les gaz fluorés (UE) 517/2014 est l’une des questions les plus importantes de notre industrie aujourd’hui et impose des restrictions sur le choix des réfrigérants, ce qui a une incidence sur l'architecture des systèmes. Alors que l’élimination progressive des HFC se poursuit à l’échelle mondiale, les acteurs du domaine de la réfrigération commerciale sont obligés de trouver des solutions de rechange réellement durables qui maximisent les bénéfices environnementaux, économiques et opérationnels.
À retenir : le protocole de Kyoto et l’amendement de Kigali
En 1997, des objectifs contraignants de réduction des émissions ont été fixés pour les pays industrialisés du monde entier. L’objectif : limiter le réchauffement climatique, en se concentrant sur les émissions de gaz à effet de serre. De plus, en 2016, l’amendement de Kigali au protocole de Montréal de 1987 a fixé un programme mondial rigoureux de réduction progressive des HFC. Les HFC ont été développés pour remplacer les chlorofluorocarbures (CFC) et les hydrochlorofluorocarbures (HCFC), responsables de la destruction de la couche d’ozone atmosphérique.
CO2 – la pérennité du réfrigérant
Les préoccupations environnementales croissantes concernant les émissions directes potentielles dans l’atmosphère des systèmes de réfrigération à base de HFC ont provoqué la renaissance du dioxyde de carbone (CO2) sur le marché de la réfrigération. À l’origine l’un des premiers réfrigérants utilisés il y a près de 100 ans, ses avantages environnementaux et ses propriétés le désignent comme une bonne alternative pour le présent et l’avenir.
Déclenchement | Année | Réfrigérants |
Tout ce qui a fonctionné | Fin du 19e siècle | Réfrigérants naturels comme le NH3, CO2, SO2 ,etc. |
Sécurité et durabilité | 1930-1990 | CFC et HCFC |
Destruction de la couche d’ozone : protocole de Montréal | 1987 | Introduction de HFC, élimination progressive des CFC et des HCFC |
Réchauffement climatique : protocole de Kyoto | 1997 | HFC répertoriés comme des gaz à effet de serre potentiels, introduction de réfrigérants à faible GWP |
Réchauffement climatique : initiative européenne sur le F-Gas (règlement CE n° 842/2006) | 2006 | Confinement et prévention pour réduire les émissions des gaz à effet de serre fluorés visés par le protocole de Kyoto |
Réchauffement climatique : examen du règlement de l’UE n° 517/2014 sur le gaz fluoré | 2015 | Réduction progressive des HFC dans l’UE jusqu’à 79 % d’ici 2030, réfrigérants naturels de substitution (CO2, NH3, HC) et HFC à faible GWP |
Réchauffement climatique : amendement de Kigali du protocole de Montréal | 2016 | Réduction progressive globale des HFC |
Réchauffement climatique : révision de la réglementation de l’UE sur le gaz fluoré | Prévue en 2023 | Conformité avec l’amendement de Kigali au protocole de Montréal et augmentation des ambitions dans le cadre de l’accord vert de l’UE |
Étude de cas
L’utilisation du CO₂ comme produit naturel soulève de nombreuses questions : les solutions basées sur le CO₂ ne sont-elles pas imposantes, complexes et coûteuses ? Sont-elles adaptées à une utilisation dans les environnements chauds ? Le CO₂ présente-t-il des risques de sécurité pendant son exploitation ? Et après tout, ne s’agit-il pas d’un gaz à effet de serre nocif pour l’environnement ? Grâce à notre vaste expertise dans le domaine de la technologie de la réfrigération, nous clarifions les choses.
Le CO2 est l’option à privilégier pour des raisons environnementales. Une expérience satisfaisante a été enregistrée grâce à différentes configurations de systèmes pendant de nombreuses années, notamment en Europe centrale et septentrionale. La conviction née de cette expérience garantit que le CO2 sera une option à long terme dans un avenir proche.
La principale différence avec les réfrigérants traditionnels est la très basse température critique de 31 °C pour le CO₂ (R-744). Par conséquent, le processus de rejet de chaleur dans l’environnement n’implique généralement pas la condensation du dioxyde de carbone. Il s’agit en outre d’un refroidissement progressif de gaz dense à une pression constante supérieure à la pression critique (cycle subcritique). Cela se produit bien sûr à moins qu’un dissipateur thermique ne soit disponible à des températures basses (généralement inférieures à 20 °C). Dans ce cas, le cycle du réfrigérant est subcritique et similaire au cycle du réfrigérant traditionnel.
Les systèmes de réfrigération au CO₂ requièrent une pression de compression plus élevée par rapport aux systèmes fonctionnant avec des réfrigérants habituellement utilisés. L’ensemble des systèmes et leurs composants doivent être conçus en conséquence.
Le point triple du CO₂ se produit à 4,2 bar (g). En dessous de ce point, il n’y a pas de phase liquide. À la pression atmosphérique, le R-744 solide se sublime directement en gaz. À l’état solide, sa température de surface est de -79 °C. Si le R-744 est à haute pression et réduit à une pression inférieure au point triple, il se transforme directement en solide. Ce processus est connu sous le nom de glace sèche.
Les comparaisons entre le R-744 et d’autres réfrigérants peuvent être trompeuses en raison de la faible température critique du R-744. Le R-744 se compare plutôt bien aux HFC lorsque le cycle est sous-critique. Mais ce n’est pas le cas à une température ambiante élevée, lorsque le cycle devient transcritique. Ce qu’il faut aussi savoir :
Le CO₂ (R-744) a une capacité de réfrigération élevée en raison de sa grande puissance frigorifique volumétrique. Environ jusqu’à 5 fois plus que le R-404A.
Ce facteur a une incidence positive sur le volume balayé des compresseurs et le dimensionnement des échangeurs thermiques et de la tuyauterie.
Le taux de compression du R-744 est inférieur à celui des HFC. Le rendement isentropique du compresseur peut ainsi être plus élevé.
Le R-744 présente des performances élevées en matière de transfert de chaleur grâce à sa pression élevée, à sa densité élevée et à ses bonnes propriétés thermophysiques. Il s’agit d’une conductivité thermique élevée, d’une grande valeur de la capacité thermique spécifique du liquide et de faibles valeurs de viscosité cinématique.
On obtient ainsi des différences de température plus faibles entre le réfrigérant et le fluide secondaire, ce qui améliore le rendement du système.
Désormais, il n’est plus difficile de se procurer l’équipement nécessaire aux systèmes fonctionnant au CO₂. Les premiers projets CO₂ se caractérisaient par des coûts d’investissement élevés, mais ceux-ci connaissent actuellement une tendance à la baisse. Le réfrigérant lui-même ne coûte qu’une fraction du coût de certains HFC spécifiques.
Le CO₂ est le réfrigérant de choix en raison de ces nombreux avantages. Cette réussite soutenue en tant que réfrigérant de premier plan est aujourd’hui renforcée par un bond technologique. La recherche et le développement intensifs, les investissements et le savoir-faire technique ont conduit à l’innovation la plus attendue de l’industrie : Nous avons réussi à appliquer la technologie scroll au CO₂ utilisé comme réfrigérant dans les applications à moyenne et basse température, ce qui permet de mettre à disposition le meilleur des deux mondes.
Un réfrigérant de choix
Nos compresseurs scroll innovants au CO₂ rendent le réfrigérant naturel facile et économique à utiliser dans les supermarchés de petite et moyenne taille et permettent un déploiement à grande échelle dans toutes les régions du monde. Parallèlement à cette gamme de compresseurs innovants, nous avons également développé une nouvelle gamme de groupes de réfrigération qui associe cette technologie scroll de pointe à une électronique intelligente.
Vous souhaitez en savoir plus sur nos solutions et activités concernant le CO₂ ? Inscrivez-vous dès maintenant pour être informé des dernières nouvelles, des événements à venir et bien plus encore !
