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LES FLUIDES FRIGORIGENES: Quels fluides de substitution pour la fin des HCFCs Rencontres Patinoires 2007 au Mont Dore Daniel Orejas.

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1 LES FLUIDES FRIGORIGENES: Quels fluides de substitution pour la fin des HCFCs Rencontres Patinoires 2007 au Mont Dore Daniel Orejas

2 2 Marques & produits les plus connus Nylon Neoprene DuPont Teflon ® DuPont Lycra ® DuPont Nomex ® DuPont Kevlar ® DuPont Tyvek ® DuPont Corian ® DuPont Cordura ® DuPont Kapton ® DuPont Stainmaster ® DuPont Glean ® DuPont Mylar ® DuPont Surlyn ® DuPont Dymel ® DuPont Suva ® DuPont Artistri DuPont Sorona ® Solae La Société DuPont

3 3 Fluides frigorigènes Évolution des technologies : 3 générations 1930s CFCs 1990s HCFCs 2000s HFCs DuPont Refrigerants The Science of Cool Freon® Suva® ISCEON®

4 4 190 pays signataires 190 pays signataires Le problème à résoudre : lélimination de la couche stratosphère dozone Le problème à résoudre : lélimination de la couche stratosphère dozone La solution : lélimination des ODS La solution : lélimination des ODS Lobjectif : Réguler la production, la consommation et le commerce international des ODS (substances citées dans les annexes du protocole de Montreal) Lobjectif : Réguler la production, la consommation et le commerce international des ODS (substances citées dans les annexes du protocole de Montreal) Le protocole de Montreal (www.unep.org/ozone/Montreal-Protocol/Montreal-Protocol2000.shtml)

5 5 Champ dapplication : Champ dapplication : CFCs tels que : R-11, R-12, R-500, R-502 HCFCs tels que: R-22 Mélanges dHCFCtels que: R-401A, R409A Le protocole de Montreal (www.unep.org/ozone/Montreal-Protocol/Montreal-Protocol2000.shtml)

6 6 Règlement 2037/2000 dit ozone Règlement (CE) n° 2037/2000 du Parlement européen et du Conseil du 29 juin 2000 relatif à des substances qui appauvrissent la couche dozone OBJECTIF : Harmoniser les règles de production, dutilisation, de commerce international et de mise sur le marché communautaire des fluides frigorigènes qui appauvrissent la couche dozone CHAMP DAPPLICATION : Haloalcanes contenant du chlore ou du brome (ODSs)

7 7 Règlement 2037/2000 dit ozone -Utilisation des CFC interdite à compter du 01/01/ Depuis le 1 er janvier 2004, la production de tout équipement, sans exception, contenant des HCFC est interdite. -Élimination des conteneurs jetables - Contrôles détanchéité pour charges de fluides > 3 Kg - Exigences de qualification de personnel -La récupération des gaz HCFC est obligatoire. -Au 1er janvier 2010, le rechargement des installations au cours dopérations dentretien et de maintenance avec des HCFC vierges sera interdit. -Au 1 er janvier 2015, le rechargement des installations au cours dopérations dentretien et de maintenance avec des HCFC recyclés sera interdite.

8 8 Remplacement par un équipement neuf Ammoniac Hydrocarbures Dioxyde de Carbone HFC de la gamme Suva ® Maintien de léquipement en place avec adaptations et changement dhuile HFC de la gamme Suva ® Candidats possibles pour remplacer les HCFC Quatre scénarios possibles : Maintien de léquipement en place sans changement R22 Recyclé (Haut Risque) Maintien de léquipement en place sans changement Retrofit avec un HFC ISCEON ® Série 9 Attention !

9 9 B1 B2 B3 A1 A2 A3 Sécurité et Toxicité Non- inflammables (1) Inflammables (2) Hautement inflammables (3) Peu toxiques (A) Très toxiques (B) Classification ASHRAE Exemples : R-22 A1 R-404A A1 R-134a A1 Ammoniac B2 R-32 A2 Propane A3

10 10 Candidats possibles pour remplacer les HCFC Ammoniac - Toxique et Inflammable - Restrictions sur lutilisation et sur la taille de chargement - Incompatibilité avec les équipements chargés en HFC (ex. cuivre) - Coût initial élevé + Technologie connue + Bonne performance + Coût moindre en réfrigérant + GWP=0

11 11 Candidats possibles pour remplacer les HCFC Hydrocarbures (Propane, Isobutane) - Très inflammable - Restrictions sur lutilisation et sur la taille de chargement + Plus petites tailles de chargement + Faible GWP

12 12 Candidats possibles pour remplacer les HCFC Dioxyde de Carbone (R-744) - Pressions très élevées - Incompatibilité avec les équipements chargés en HFC - Technologie récente - Coût initial élevé + Équipement plus petit + Faible GWP + Peut aussi être utilisé comme fluide secondaire

13 13 Candidats possibles pour remplacer les HCFC Familles des HFC HFCs qui nécessitent un changement dhuile (Suva ® 134a, Suva ® 404A, Suva ® 407C) - Nécessitent lutilisation dhuile Polyol Ester (POE) - Changements probables de certaines composantes du système - GWP relativement élevé + Non inflammables et non toxiques + Technologies connues et répandues

14 14 Charger en Suva ® 404A Procédure de Reconversion R22 à Suva ® 404A Système Actuel R22 Vidanger lhuile Changer les détendeurs et joints Isoler Charge de R22 Mettre en Marche le Système avec R22 Analyse dHuile Minérale Huile Minérale < 5% OK Huile Minérale > 5% Non OK Remplir avec Huile POE Mettre en Marche, Optimiser et Contrôler les Fuites Récupérer R22

15 15 Candidats possibles pour remplacer les HCFC Familles des HFC HFCs sans changement dhuile (Réfrigérants ISCEON ® Série 9) - GWP relativement élevé + Compatible avec tous les types dhuiles (MO, AB, POE) + Modifications minimes au sein des systèmes + Non inflammables et non toxiques + Option de retrofit la plus économique + Gamme à plusieurs niveaux de performance en fonction des applications + Rallonge la durée de vie de léquipement + La voie la plus économique et la plus facile pour la conformité avec 2010

16 16 Pourquoi utiliser la gamme de fluides frigorigènes ISCEON ® 9 de DuPont? Fluides frigorigènes HFC, simples demploi et nappauvrissant pas la couche dozone pour les équipements chargés en CFC et HCFC Caractéristiques: Conversion aisée, rapide et économique HFC nappauvrissant pas la couche dozone (ODP=0) Dans la plupart des cas, ne requiert pas de changer de type de lubrifiant lors de la conversion Après un chargement initial en ISCEON®, peut être complété en service sans avoir à vidanger entièrement le réfrigérant Apporte lefficacité souhaitée après conversion Température de refoulement nettement inférieure à celle du R-22 et autres HCFC

17 17 Pourquoi utiliser la gamme de fluides frigorigènes ISCEON ® 9 de DuPont? Fluides frigorigènes HFC, simples demploi et nappauvrissant pas la couche dozone pour les équipements chargés en CFC et HCFC Avantages: Permet de continuer à utiliser léquipement existant Évite le remplacement dun équipement coûteux pour le propriétaire de léquipement Apporte la possibilité dune meilleure durée de vie/fiabilité du compresseur Permet une transition accélérée pour lélimination des fluides frigorigènes appauvrissant la couche dozone Assure la conformité avec la législation environnementale Donne loccasion de mettre en avant une politique écologique

18 18 DuPontISCEON ® 9 Series

19 19 ISCEON® MO29 ASHRAE #: R-422D Remplace: R-22 Applications: Initialement conçu pour les chillers à détente directe Peut aussi sutiliser dans les unités de réfrigération moyenne et basse température et les climatisations résidentielles et commerciales Composition produit: ComposantsPoids % HFC-134a31.5 HFC Isobutane3.4

20 20 -10% 0% 10% 20% 30% 40% 50% Puissance frigorifique COP Température de condensation / ºC % Différence avec R ISCEON ® MO29 vs R22 – Comparaison de Performance* Évaporateur -6.7ºC, 5.6 K sous refroidissement *Performance avec sous refroidissement- calculs basés sur des cycles thermiques à partir de données calorimétriques et hors effet de transfert de chaleur

21 21 -10% 0% 10% 20% 30% 40% 50% 3545 Température de condensation / ºC % Différence avec R22 *Performance avec sous refroidissement- calculs basés sur des cycles thermiques à partir de données calorimétriques et hors effet de transfert de chaleur ISCEON ® MO29 vs R22 – Comparaison de Performance * Évaporateur -31.7ºC, 5.6 K sous refroidissement Puissance frigorifique COP

22 22 ISCEON ® MO ºCTempérature de leau à la sortie ºCTempérature de leau à lentrée AAmpérage du compresseur K Ligne de sous refroidissement du liquide ºC Température de refoulement du compresseur KSurchauffe ºCTempérature de condensation bar.gPression de refoulement ºCTempérature dévaporation bar.gPression daspiration ISCEON ® MO29 R-22 UnitéPropriétés Refroidisseur deau Carrier Modèle 06E E, Circuit double avec une charge totale en R-22 de 49kg (2 x 24.5 kg), 2 x 3 compresseurs cylindriques alternatifs, déplacement 106m3.h-1, 32.6 kW. Condenseur refroidissement dair, Année de fabrication 1988, Point de consigne de leau 8ºC.

23 23 ISCEON ® MO59 ASHRAE #: R-417A Remplace: R-22 Applications: Climatisations commerciales et résidentielles Note: ISCEON ® MO29 est recommandé pour les chillers Réfrigération commerciale moyenne température, dont: Restauration, présentoirs de grandes surfaces Stockage et transformation des aliments Composition Produit: % HFC-134a50 HFC Butane3.4

24 24 R22MO59R22MO59 Données moyennesChauffage Refroidissement Basse pression3.99 bar3.39 bar4.68 bar3.89 bar Haute pression13.57 bar11.91 bar16.74 bar15.06 bar Ligne liquide29.5ºC28.7ºC36.0ºC36.8ºC Ligne aspiration7.5ºC-1.1ºC14.1ºC2.7ºC Surchauffe9.0ºC6.0ºC10.6ºC5.2ºC Sous refroidissement7.5ºC2.4ºC9.0ºC2.8ºC Temp. air entrant20.5ºC20.4ºC19.8ºC17.7ºC Temp. air sortant25.3ºC25.1ºC16.3ºC14.6ºC Puissance frigorifique34.8 kW34.1 kW25.4 kW22.5 kW Refoulement compresseur81.2ºC54.1ºC87.9ºC58.2ºC Donnée puissance compresseur kW10.5 kW12.9 kW11.25 kW Ampérage par phase Weatherite rooftop reverse cycle air conditioner

25 25 ISCEON ® MO79 ASHRAE #: R-422A Remplace: R-22, R-502, et les mélanges contenant des HCFC Applications: Réfrigération commerciale et industrielle à détente directe à moyenne et basse température, dont: restauration Présentoirs de grandes surfaces Stockage et transformation des aliments Machines à glace Composition produit:% HFC-134a11.5 HFC Isobutane3.4

26 26 -10% 0% 10% 20% 30% 40% 50% Température de condensation/ ºC % Différence avec R22 *Performance en sous refroidissement, calculs basés sur des cycles thermiques à partir de données calorimétriques, hors effet de transfert de chaleur ISCEON ® MO79 vs R22 – Comparaison de Performance* Évaporateur -6.7ºC, 5.6 K sous refroidissement Puissance frigorifique COP

27 27 ISCEON ® MO79 vs R22 – Comparaison de Performance * Évaporateur -31.7ºC, 5.6 K sous refroidissement Température de condensation/ ºC % Différence avec R % 0% 10% 20% 30% 40% 50% *Performance en sous refroidissement, calculs basés sur des cycles thermiques à partir de données calorimétriques, hors effet de transfert de chaleur Puissance frigorifique COP

28 28 Conversion de présentoirs de supermarché -Moyenne et Basse Températures- du R22 vers ISCEON ® MO79 Hypermarché 2 présentoirs basse température 2 présentoirs moyenne température 16x 06 compresseurs Carlyle alternatifs à huile minérale Seuls les détendeurs ont été changés Converti en mars 2004

29 29 Présentoir de supermarché Basse température Température extérieure (moyenne sur 24 hrs) / ºC Température de refoulement maximale / ºC 17.0 bar / 38.7 ºC 18.1 bar / 44.7 ºC Pression / Température maximales du condenseur Température de refoulement / ºC Température de condensation/ ºC Pression de refoulement / bar Température daspiration / ºC Température daspiration du liquide saturé / ºC Pression daspiration / bar ISCEON ® MO79 R408A Paramètres (Moyenne sur une période de 7 jours)

30 30 Les Solutions de remplacement OPTION 1 : Équipement en fin de vie Remplacer par un Nouvel Équipement utilisant un fluide frigorigène nappauvrissant pour la couche dozone R-12 / R-401A / R-409A Suva ® 134a R-22(Air conditionné) Suva ® 407C or Suva ® 410A R-22(Réfrigération) Suva ® 404A or Suva ® 507 R-402A / R-403B / R-408 / R502 Suva ® 404A Suva ® 507

31 31 Les Solutions de remplacement ISCEON ® OPTION 2 : Maintenir léquipement en place Convertir vers une solution nappauvrissant pas la couche dozone, simple demploi R-12 / R-401A / R-409A ISCEON ® MO49 (R413A) ISCEON ® MO29 (R422D) ou R-22 ISCEON ® MO59 (R417A) ou ISCEON ® MO79 (R422A) (changement nécessaire de détendeur) R-402A / R-403B / R-408 / R502 ISCEON ® MO79 (R422A) {

32 32 Systèmes HCFC Basse température DX ou Détente Directe Oui Non R22 R401A/B R409A R406A R402A/B R403A/B R408A Non Oui ISCEON ® MO49 ISCEON ® MO79 Contacter DuPont pour préconisation Non Evaporateur noyé Circulation par pompe Système suralimenté en liquide (avec réservoir basse Pression) Non Contacter DuPont pour préconisation Pression de service > 23 bar Oui La puissance maximum du moteur du compresseur est au moins 15% supérieure à la demande en puissance du R22 Pression de service > 20 bar ISCEON ® MO59ISCEON ® MO29 Oui 1 seul changement à de lhuile POE adaptée ISCEON ® MO79 Dans ces conditions le Suva ® 404A peut aussi être utilisé selon une procédure de rinçage dhuile plus minutieuse et plus coûteuse Oui Non Oui Pression de service > 23 bar Pression de service > 20 bar ISCEON ® MO29 Non Oui La puissance maximum du moteur du compresseur est au-moins 15% supérieure à la demande en puissance du R22 Oui ISCEON ® MO79 Non Oui

33 33 Résumé Il existe des solutions HFC et des solutions autres que HFC mais les solutions DuPont ISCEON ® Séries 9 constituent les alternatives les plus faciles, rapides et économiques aux HCFC. Les produits DuPont ISCEON ® Séries 9 ont plus de 12 ans dexpérience terrain et plusieurs milliers de retrofits ont déjà été réalisés. Un besoin plus faible en énergie a été observé lors de nos études sur le terrain. Les produits DuPont ISCEON ® Séries 9 Series peuvent sinscrire dans une stratégie de lutte contre le réchauffement climatique.

34 34 Arrêt des HCFC = 31 Décembre 2009 !!!


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