Réfrigération et climatisation

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Principe

 

Les systèmes de production de froid comportent au moins un circuit contenant un fluide caloporteur. Ces systèmes ne sont pas parfaitement hermétiques et présentent des fuites. les gaz fluorés issus de ces fuites sont de puissants gaz à effet de serre. Leurs PRG sont indiqués dans le chapitre : données physiques > PRG.

 

Ce chapitre fournit pour chaque système frigorifique des valeurs moyennes :

La charge du système (ou un ratio de charge) qui permet de connaître la masse de fluide contenu dans le système

Un taux de fuite annuel qui permet d'estimer la quantité de fluide qui est émise annuellement

Un taux de fuite en fin de vie qui permet d'estimer la quantité de fluide qui est émise lorsque le système est détruit

 

Connaître les émissions de GES de ses équipements de froid consiste donc à :

Déterminer les volumes de fluides frigorigènes ayant fuités dans l'année (valeurs exactes si connues ou calcul via les données moyenne de la Base Carbone ®)

Déterminer le type de gaz fluoré et son PRG

Faire le produit des deux

 

Certaines entreprises disposent des charges exactes de leurs équipements. Ces valeurs sont bien entendu plus précises que les valeurs ci-dessous et s'y substituent donc.

 

 

Ce classement retenu dans la Base Carbone est le suivant :

Réfrigération - commerciale

Réfrigération - industrielle

Réfrigération - transport de marchandises

Climatisation - résidentielle

Climatisation - commerciale

Climatisation - tertiaire (hors commerce)

Climatisation - transport de personnes

 

 

Les données proposées dans cette section sont tirées  de l'inventaire des émissions de fluides frigorigènes réalisé par ARMINES220.

 

 

 

Réfrigération

 

Commerciale

 

Le terme « froid commercial » désigne les équipements qui servent à conserver, dans les magasins (de l’épicerie de quartier à l’hypermarché) des produits (le plus souvent des aliments) au froid (bacs réfrigérants, bacs à surgelés, etc).

 

Pour cette catégorie d’appareils, nous proposons une approches par les surfaces de vente. En pratique cette approche passe par une estimation intermédiaire qui attribue à un type de commerce donné une puissance frigorifique moyenne par unité de surface.

 

Les équipements fonctionnant en froid positif peuvent être rangés dans deux sous-catégories :

les systèmes directs désignent les équipements qui ne disposent que d’un seul circuit frigoporteur - contenant le fluide frigorigène - qui va du compresseur/échangeur au compartiment réfrigéré,

les systèmes indirects désignent les équipements qui disposent d’un échangeur intermédiaire : un premier circuit, qui contient un fluide frigorigène pouvant changer de phase, va du compresseur à un échangeur, où il transfère ses frigories à un deuxième circuit (contenant un fluide qui n’a pas besoin de changer de phase) qui va de l’échangeur au compartiment réfrigéré.

 

Les systèmes indirects sont techniquement plus complexes, puisqu’il faut un composant supplémentaire dans l’appareil. Leur avantage est que le circuit primaire (celui qui part du compresseur) est moins long et donc contient moins de fluide frigorigène, ce qui limite la quantité qui fuit (cette dernière est souvent proportionnelle à la charge en fluide).

 

Dans tous les cas de figure, l’âge joue un rôle important dans les taux de fuite : plus un appareil est vieux, plus son taux de fuites augmente.

 

Enfin un sous-ensemble des installations de réfrigération s’intitule les meubles autonomes, ce qui désigne de petits appareils de réfrigération qui se trouvent généralement dans les commerces de proximité.

 

 

Système

type de surface de vente

ratio de charge

(kg de fluide / m²)

charge moyenne

(kg de fluide)

taux de fuites annuel (%)

taux de fuites en fin de vie (%)

direct

120 à 400 m² - supérette

-

132

14

71

direct

120 à 400 m² - alimentation générale

-

5

10

78

direct

400 à 2500 m²

0,21

-

20

20

direct

2500 à 15000 m²

0,19

-

27

20

indirect

toute

0,12

-

10

20

Approche par les surfaces de vente

 

charge moyenne

(kg de fluide)

taux de fuites annuel (%)

taux de fuites en fin de vie (%)

0,3

0,5

90

Meubles autonomes

 

 

 

 

Industrielle

 

Le froid est utilisé de façon importante dans l'industrie agro-alimentaire et dans certains procédés industriels.

 

Le tableau ci-dessous raisonne par secteur industriel et par puissance d'équipement.  Il nous fournit notamment :

Un ratio de charge (kg fluide / kW frigo)

Un taux de fuite annuel

Un taux de fuite en fin de vie

 

Type d'industrie

Moyen temp évap

-10 à -15 °C

BT

-35 à - 50 °C

Système

Pfrigo

MWfroid

Ratio de charge (kgfluide/kWfrigo)

Charge

typique (t)

taux de fuite

annuel (%)

taux de fuite

fin de vie (%)

direct

indirect

       Industrie agro alimentaire

industrie viande (abattoirs)

X

 

X

 

1 à 2

5,5

6 à 8

14

15

produits laitiers

X

 

 

X

0,5 à 1

1

0,5 à 1

12

15

vin

X

 

 

X

0,2

2

0,5

12

15

bière

X

 

 

X

1 à 2

2

1,5

12

15

surgelés

 

X

X

 

1 à 5

8,8

10 à 20

14

10

glace hydrique poissons

X

 

X

 

10 kW à 2 MW

4

4 kg à 8 t

14

15

entrepôts frigorifiques

X

X

X

 

2 à 10

6

12 à 20

14

10

chocolaterie industrielle

X

 

 

X

0,5

2

0,5

12

15

boissons gazeuses

X

 

 

X

0 ,5 à 2

2

1

12

15

       Procédés industriels

chimique

X

X

X

 

0,5 à 5

6

6 à 10

14

10

caoutchouc

X

 

X

 

2

5,5

10

15

15

patinoires

 

X

X

X

0,5 à 2

3

2

12

50

 

De plus, nous disposons de valeurs spécifiques aux tanks à lait et les patinoires

 

charge moyenne

(kg de fluide)

taux de fuites annuel (%)

taux de fuites en fin de vie (%)

2,1

12

62

Tank à lait

 

 

Type de patinoire

charge moyenne

(kg de fluide)

taux de fuites annuel (%)

taux de fuites en fin de vie (%)

patinoire fixe

1000

15

35

patinoire mobile

250

15

35

Patinoires

 

 

Transport de marchandises

 

Le transport de marchandises frigorifique est principalement utilisé pour les produits alimentaires.

 

Type de transport

charge moyenne

(kg de fluide)

taux de fuites annuel (%)

taux de fuites en fin de vie (%)

Transport maritime

1000

15

80

Transport par camion (système "poulie-courroie")

2.2

22

30

Transport par semi-remorque (système "moteur thermique")

6.5

13

30

Conteneur autonome - neuf

4.6

20

80

transport frigorifique de marchandises

 

Climatisation

 

Résidentielle

 

Dans le secteur résidentielle, on utilise principalement des climatisations à air :

 

Secteur

Type

charge moyenne

(kg de fluide)

taux de fuites annuel (%)

taux de fuites en fin de vie (%)

Résidentiel

"mobile"

0,5

2

30

Résidentiel

"split"

1

5

85

Résidentiel

"splits et multisplits"

5

6

35

Résidentiel

"window"

0,6

2

92

Résidentiel

"multisplits"

1,5

6

90

Climatisations à air

 

Commerciale et tertiaire

 

Dans le secteur tertiaire, on utilise principalement des climatisations à air. Dans le secteur commercial, on utilise aussi des climatisations à eau glacée :

 

Secteur

Type

charge moyenne

(kg de fluide)

taux de fuites annuel (%)

taux de fuites en fin de vie (%)

Tertiaire

"DRV"

9

10

85

Commerce

"rooftop"

26

5

26

Tertiaire

"armoire"

5

6

85

Tertiaire

Tout équipement confondu

9

9

36

Climatisations à air

 

 

Secteur

Type de chiller à compresseur

Puissance de

l'équipement

ratio de charge

(kg de fluide / m²)

taux de fuites annuel (%)

taux de fuites en fin de vie (%)

Tertiaire

volumétrique

P<50kW

0,3

10

30

Tertiaire

volumétrique

50<P<350kW

0,3

5

30

Tertiaire

volumétrique

P>350kW

0,2

5

30

Tertiaire

centrifuge

-

0,3

4

20

Climatisations à eau glacée

 

Transport de personnes

 

Type de transport

charge moyenne

(kg de fluide)

taux de fuites annuel (%)

taux de fuites en fin de vie (%)

Climatisation automobile (R134a) - neuf

0.52

5

98

 

 

Sources :

[220] ADEME - ARMINES, 2011 / Inventaire des émissions des fluides frigorigènes – France – Année 2010