6 raisons de choisir le CO2 (R744)

Le CO2 (R744), en tant que réfrigérant naturel, est de plus en plus utilisé dans les systèmes de réfrigération. La transition du marché des réfrigérants à fort PRG vers des solutions respectueuses de l’environnement va de pair avec des développements technologiques tels que les unités d’inversion transcritiques du CO2. Pour répondre à l’intérêt croissant pour la technologie des réfrigérants naturels, les membres du marché de la réfrigération ont besoin de sensibilisation, de formation et de connaissances fiables. Dans les pages qui suivent, nous avons rassemblé les principales raisons pour lesquelles vous devriez envisager l’utilisation du réfrigérant R744.

Raison 1: Restrictions liées à la réglementation des gaz à effet de serre fluorés

Earth temperature icon, EU flags and building

Le règlement européen actuel n° 517/2014 (réglementation sur les gaz fluorés) vise à réduire l’utilisation des HFC nocifs de 79 % d’ici 2030 [1]. La loi prévoit l’élimination progressive des réfrigérants HFC, au profit de solutions plus respectueuses de l’environnement.

À partir de janvier 2020, l’interdiction s’applique aux « équipements fixes de réfrigération, qui contiennent ou dont le fonctionnement repose sur des HFC avec un PRP de 2500 ou plus, à l’exception des équipements destinés à des applications conçues pour refroidir des produits à des températures inférieures à -50 °C » [2], de sorte que, par exemple, le R404A (PRP = 3922) ou le R507A (PRP = 3985) ne peuvent pas être utilisés dans de tels équipements.

Début 2022, de nouvelles interdictions ont été introduites – il est désormais interdit pour les « Réfrigérateurs et congélateurs à usage commercial (équipements hermétiques) qui contiennent des HFC avec un PRP de 150 ou plus » [2].

Des restrictions supplémentaires et actuelles s’appliquent aux « Systèmes de réfrigération centralisés multipacks à usage commercial d’une capacité nominale de 40 kW ou plus qui contiennent ou dont le fonctionnement repose sur des gaz à effet de serre fluorés dont le PRP est égal ou supérieur à 150, sauf dans le circuit frigorifique primaire des systèmes en cascade où des gaz à effet de serre fluorés dont le PRP est inférieur à 1500 peuvent être utilisés » [2].

De plus amples informations sur les interdictions actuelles et expirées sont disponibles sur le site web officiel de la législation sur les gaz à effet de serre fluorés.

En outre, le 5 avril 2022, la Commission européenne a présenté une proposition législative visant à mettre à jour la réglementation actuelle sur les gaz fluorés. L’amendement établit un calendrier d’élimination progressive plus rapide pour les hydrofluorocarbures et une réduction significative de l’utilisation des réfrigérants HFC dans les années à venir.

Actuellement (août 2023), la Commission européenne, les colégislateurs du Parlement européen et le Conseil des ministres négocient la proposition [3].

Chaque partie a déjà présenté sa position initiale sur la question [4], et la proposition du Parlement européen est la plus restrictive (en lire plus). Il est clair que si la proposition est adoptée, il y aura une élimination complète des HFC et des mélanges, et seuls les réfrigérants naturels, tels que le CO2 (R744), pourront être utilisés pour la plupart des applications.

Selon l’accord provisoire du Conseil et du Parlement européen, l’utilisation d’hydrofluorocarbures (HFC) sera interdite d’ici 2050, et la production de HFC sera progressivement réduite à un minimum (15 %) à partir de 2036 [source].

De nouvelles restrictions ont également été présentées en ce qui concerne la réfrigération stationnaire, à savoir: « Les équipements de réfrigération, à l’exception des chillers et des équipements visés aux points 12 et 14, qui contiennent des gaz fluorés à effet de serre dont le PRP est égal ou supérieur à 150, sauf s’ils sont nécessaires pour satisfaire à des exigences de sécurité [source] ». L’interdiction prendra effet le 1er janvier 2030.

Toutes les informations sont incluses dans le document original de l’accord.

Raison 2: Avantages du CO2 par rapport aux HFC

Green trees

Plusieurs mythes concernant le R744 méritent d’être clarifiés. Malgré de nombreuses affirmations selon lesquelles les restrictions légales imposant des solutions durables sont la seule raison sérieuse de passer au CO2, cette substance naturelle se caractérise par plusieurs caractéristiques thermodynamiques et fonctionnelles uniques, permettant un refroidissement efficace sur le plan énergétique et bénéficiant de manière significative à ses utilisateurs et aux clients finaux:

80% de réduction du prix du réfrigérant

Refrigerant bootle icon

Des diamètres de conduites réduits de 50%

Diameter size icon

Capacité volumique 10 fois plus élevée (kJ/m3)

Cooling capacity icon

Coefficient de transfert de chaleur 3x plus élevé

Heat transfer coefficient icon

Un PRP des milliers de fois inférieur

Earth temperature icon

Le CO2 comme réfrigérant à long terme

Calendar icon

Le R744 est un réfrigérant sûr

Non-flammable icon

Le R744 est homogène

Homogeneous substance icon

Ces caractéristiques du réfrigérant CO2 se traduisent non seulement par sa convivialité, sa disponibilité et son utilisation à long terme, mais aussi, grâce à son efficacité, par des économies de coûts significatives et une qualité accrue du produit final.

Raison 3: Potentiel élevé de récupération de la chaleur

HVAC engineer

La température de décharge du R744 atteint rapidement plus de 100 oC. Il offre un excellent potentiel de récupération de la chaleur dans les systèmes de vente au détail, qui peut être utilisée pour le chauffage central ou l’obtention d’eau chaude sanitaire.

Le système de récupération de la chaleur peut réduire les coûts énergétiques globaux en tant que fonction optionnelle de l’opération de refroidissement primaire. Il augmente également l’efficacité d’un système à des températures ambiantes élevées. Aujourd’hui, il est devenu un standard dans les supermarchés européens. Il devrait être utilisé partout lorsque c’est possible.

L’option de récupération de chaleur dans les iCOOLTM unités transcritiques à Inverter au CO2 est un système complexe, géré par un contrôleur, intégré dans l’unité, avec des dispositifs de sécurité et un échangeur de chaleur à plaques de taille optimale.

Exemple de circuit de récupération de chaleur pour iCOOLTM 15 CO2.

Raison 4: Économies de coûts

Electric contact plugs

Les systèmes de réfrigération fonctionnant avec des unités d’inversion transcritiques au CO2 offrent un grand potentiel d’économies. Grâce à la technologie inverter à haute efficacité énergétique, à l’automatisation avancée du contrôle et à l’efficacité élevée de l’unité transcritique, les coûts d’exploitation annuels totaux peuvent être réduits d’environ 20% par rapport à un système de réfrigération HFC standard. [9, 10]. Avec l’option de récupération de chaleur, ils pourraient même être plus bas.

Dans certaines installations, il a été confirmé qu’en remplaçant le R507A et le R404A par du CO2, la consommation d’énergie a été réduite de 30% par rapport aux cinq dernières années avec l’ancien système [11].

La consommation d’énergie réelle en kWh/an est principalement réduite par la possibilité de moduler la capacité de réfrigération des fluides dans une large gamme, la régulation optimisée de la température (étude de cas – cliquez ici), la diminution de la quantité de cycles de dégivrage, et l’élimination des coûts associés aux combustibles conventionnels consommés par le système de chauffage (lorsque la récupération de la chaleur est utilisée).

Le coût d’investissement total d’un système de réfrigération au CO2 peut être plus élevé, mais avec une configuration adéquate du système basée sur des unités transcritiques à Inverter, grâce à l’efficacité accrue et aux coûts d’exploitation plus faibles, le temps de retour sur investissement pour ce coût supplémentaire par rapport à un système HFC peut être très raisonnable.

Raison 5: Technologies CO2 éprouvées

HVAC pipelines

La technologie CO2 est déjà très avancée à ce stade, mais elle est encore en cours de développement. De plus en plus de systèmes transcritiques au CO2 dotés d’une automatisation avancée sont disponibles sur le marché, même dans des applications à forte demande de capacité (étude de cas – cliquer ici). Sur le marché de la réfrigération, il existe différents composants dédiés à l’utilisation du CO2: évaporateurs, vannes d’expansion, tuyaux, récepteurs de liquide et autres instruments et outils répondant à des exigences particulières en matière de résistance et de qualité.

Pour les supermarchés et les magasins de détail, Area Cooling Solutions propose plusieurs unités à Inverter iCOOL unités transcritiques à Inverter iCOOLTM au CO2 à haut rendement et à haute performance, dotées d’une surveillance à distance en standard depuis l’usine. La fonction de surveillance à distance permet d’observer le fonctionnement de l’unité, même à des températures ambiantes extrêmement élevées, ce qui réduit les problèmes lors de la maintenance et des situations d’urgence.

CO2 condensing unit operating during heat waves

Les enregistrements de notre système de contrôle à distance intégré confirment la fiabilité des unités iCOOLTM CO2, en particulier à des températures ambiantes élevées. Malgré le dépassement de la plage de fonctionnement garantie, qui est fixée à 43oC degrés, nos unités ont continué à fonctionner sans problème et sans aucune notification d’alarme (étude de cas – cliquer ici).

Raison 6: Connaissance, expérience et soutien

Refrigeration engineer with client

Area Cooling Solutions développe la technologie CO2 dans les unités de réfrigération depuis 2016. Les unités transcritiques à Inverter iCOOLTM CO2 fonctionnent dans divers endroits du monde. Notre personnel de production est hautement qualifié et développe constamment ses compétences. Pour accompagner les acteurs du marché de la réfrigération, l’équipe d’Areacademy organise des formations présentielles ou en ligne spécialisées sur les Inverters et la technologie CO2 Voir la vidéo. Chaque formation se termine par la remise d’un certificat à chaque participant. Nous partageons également nos connaissances en créant des articles utiles (Dépannage, Pose de l’installation au CO2), du matériel interactif (Réalité virtuelle) et des vidéos (Mise en service iCOOLTM CO2).

Nos programmes de formation offrent une approche pratique et dynamique, garantissant un apprentissage plus rapide et plus facile. Au cours de la formation, les participants peuvent s’attendre à des réponses détaillées de la part de concepteurs expérimentés en recherche et développement, d’ingénieurs du support technique et d’ingénieurs en automatisation et en électricité.

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