Réfrigération durable dans les cuisines industrielles et les supermarchés avec le R290

Si nous nous concentrons sur le secteur de la réfrigération commerciale dans la gamme des capacités de refroidissement, nous pouvons voir que le propane (R290) a été confirmé comme le meilleur réfrigérant naturel dans les petits équipements commerciaux tels que les armoires réfrigérées, les vitrines et les unités commerciales compactes pour les petites chambres froides dans les cuisines industrielles et les supermarchés.

Le R290 est également utilisé avec succès dans les installations de refroidissement au glycol de moyenne et grande capacité, en même temps que d’autres réfrigérants naturels, où ces solutions ont remplacé et continuent de remplacer progressivement les HFC.

Gamme de produits INTARCON

Cependant, il existe une plage de capacité de refroidissement dans laquelle le R290 ou d’autres réfrigérants naturels ne peuvent pas facilement remplacer les HFC, il est difficile pour les réfrigérants naturels de les concurrencer. Cette gamme concerne les petites applications commerciales avec des équipements semi-compacts de l’ordre de 2 à environ 8 ou 10 kW.

Cette gamme est trop petite pour que le CO2 soit compétitif et trop grande pour les unités compactes avec R290. Nous trouvons de nombreuses applications dans cette gamme, comme les chambres froides d’une taille comprise entre 10 et 50 m3, souvent utilisées en réfrigération commerciale dans les magasins d’alimentation, les supermarchés, les restaurants et les petites industries.

Réfrigération durable dans les cuisines industrielles et les supermarchés avec le R290

Pour apporter une solution à ce besoin, INTARCON a développé une nouvelle gamme d’équipements appelés Evaporateurs Waterloop, qui peuvent remplacer le groupe de condensation traditionnel connecté à un ou deux évaporateurs à détente directe avec HFC (R449A ou R134a) utilisant du R290 dans le circuit frigorifique, complétant ainsi la gamme de réfrigération commerciale.

Propriétés du gaz réfrigérant propane, R290

Le propane a d’excellentes performances et propriétés thermiques :

• Le R290 a un point d’ébullition approprié, similaire à celui du R404A.
• Le rendement théorique d’un cycle à un étage est assez élevé, ce qui corrobore son efficacité.
• Faible densité du liquide et chaleur latente élevée, ce qui signifie qu’une charge de réfrigérant plus faible est nécessaire pour obtenir la même capacité de refroidissement.
• Faible masse moléculaire avec un petit coefficient polytropique conduisant à une température de décharge modérée, une faible viscosité et une chute de pression plus faible.

Toutefois, le principal inconvénient du R290 est son inflammabilité (classe A3). Sa limite pratique est très basse (8 g/m3 de volume de chambre). Cela implique que la charge maximale admissible sur un système est réduite, en particulier lorsque le R290 est utilisé à l’intérieur dans des locaux accessibles au public. Ici, nous sommes limités à des systèmes d’alimentation compacts et de petite taille comme seule solution acceptable.

Caractéristiques techniques

Les unités d’évaporation à boucle d’eau avec compresseur intégré. Il s’agit d’un système compact hermétiquement fermé destiné à être installé à l’intérieur de petites chambres froides. Ils sont préchargés avec une petite charge de réfrigérant naturel R290, inférieure à la limite pratique du volume réfrigéré et inférieure à 500 g, ils sont donc exemptés du règlement RSIF et de la norme EN 378.

Caractéristiques :

• Alimentation 230 V-I-50 Hz. Disponible en 60 Hz. Autres voltages sur demande.
• Charge réduite de R290 inférieure à 0,2 kg.
• Carrosserie en tôle d’aluminium et châssis en acier galvanisé laqué en peinture polyester.
• Compresseur hermétique intégré dans compartiment isolé thermiquement, avec résistance de carter.
• Circuit frigorifique fabriqué avec tuyauterie de cuivre recuit, composé de pressostats pour haute pression, filtre déshydrateur et vanne obus pour la charge de réfrigérant.
• Batterie d’évaporation fabriquée en ailettes en aluminium et tubes de cuivre, avec détendeur thermostatique et dégivrage par gaz chaud.
• Moto-ventilateurs électroniques EC.
• Condenseur composé d’échangeur à plaques brasées.
• Raccordements hydrauliques filetés.
• Tableau électrique fabriqué en tôle laquée en blanc, avec protection magnétothermique et contrôle électronique multifonction.
• Câbles d’interconnections de 3 m.

Dans l’image suivante, nous pouvons voir tous les composants mentionnés ci-dessus :

Avantages et bénéfices

Système Plug & Play :

• Le propane est un réfrigérant naturel, à faible coût, sans effet de serre et à haute efficacité énergétique. En outre, l’équipement est préchargé en R290, testé et ajusté en usine.
• Il n’a besoin que d’une seule connexion à la boucle d’eau pour la condensation. Dans la plupart des installations, l’eau peut être utilisée comme fluide secondaire sans avoir besoin de glycol et le circuit est normalement développé dans un tuyau en PVC ou PPR sans besoin d’isolation, ce qui permet de le modifier et de l’étendre facilement.

Développement et sécurité :

• La production de froid décentralisée assure un haut niveau de fiabilité opérationnelle du système, garantissant une disponibilité élevée du système en case de panne d’une seule unité.
• La protection contre le gel est incluse, ce qui protège l’équipement contre les basses températures ambiantes.
• Système tropicalisé jusqu’à 45ºC de température ambiante, avec des températures d’eau de condensation jusqu’à 55ºC, et sans besoin d’équipement de refroidissement supplémentaire.
  55 ºC, et sans avoir besoin d’équipement de refroidissement supplémentaire.
• Réduction de la charge de R290 sans risque pour la sécurité.

En outre, il présente les avantages suivants par rapport aux systèmes traditionnels à détente directe :

Réduction significative du TEWI (Total Equivalent Warming Impact)

Le système de boucle d’eau avec R290 a un PGR considérablement plus faible (PGR=3) par rapport aux HFC, de sorte que la TEWI directe devient presque nulle. Comme pour le TEWI indirect, la consommation du compresseur est légèrement favorisée grâce à l’efficacité du R290. Cela en fait une solution à long terme probablement exemptée de la réglementation sur les gaz fluorés à l’avenir.

Réduction de la consommation annuelle de l’installation

La consommation d’énergie devrait être inférieure à celle d’un système conventionnel à détente directe. Même si le COP des systèmes indirects est généralement inférieur à celui des systèmes directs, cela est partiellement compensé par l’efficacité supérieure du R290.

Toutefois, le COP nominal pourrait être un peu plus faible dans les systèmes à boucle d’eau dont la température ambiante est supérieure à 32 °C, bien que, si l’on considère le rendement saisonnier, dans un système à boucle d’eau à condensation indirecte, le compresseur condense moins, puisqu’un système à détente directe impose normalement une pression de condensation plus élevée en régulant la vitesse de rotation des ventilateurs du condenseur.

Le graphique ci-dessous illustre une comparaison entre un système semi-compact à détente directe et un évaporateur à boucle d’eau où nous avons considéré chaque consommation d’énergie supplémentaire (refroidisseur d’air et pompe de circulation). Bien qu’a priori un système à condensation indirecte soit environ 25% plus cher qu’une solution semi-compacte, il montre que nous pouvons récupérer le dépassement du coût initial dans un délai de récupération modéré.

Grâce à ces avantages et bénéfices, les évaporateurs à boucle d’eau sont appelés à remplacer les systèmes de réfrigération traditionnels en tant que solution définitive, efficace et sûre.