L’utilisation de réfrigérants naturels n’est certainement pas nouvelle. Au cours du siècle dernier et même du siècle précédent, de l’air, de l’ammoniac (NH3), du dioxyde de carbone (CO2), du propane (R290), du dioxyde de soufre (SO2) et d’autres réfrigérants ont été utilisés. En raison de l’introduction des réfrigérants chimiques vers 1930, les réfrigérants naturels ont presque complètement disparu à l’arrière-plan. Le CO2 réfrigérant est actuellement à nouveau à l’honneur. Contrairement à de nombreux autres réfrigérants naturels, ce réfrigérant naturel est non explosif et / ou toxique. Cependant, il est enivrant et peut être nocif pour la santé à des concentrations élevées.

La quantité d’énergie requise pour produire du CO2 est beaucoup plus faible que pour les réfrigérants chimiques. La majeure partie du CO2 utilisé dans l’industrie est rejetée comme déchet dans d’autres processus (y compris les brasseries de bière). Intéressant de revoir de manière critique l’application dans la technologie de réfrigération. Il existe également des inconvénients, tels que des pressions plus élevées et une température critique plus basse. Il n’est pas facile de décider de choisir un réfrigérant spécifique et l’installation associée.

En supposant que les fabricants autorisent l’utilisation des fluides frigorigènes en combinaison avec leurs produits, plusieurs critères peuvent jouer un rôle dans ce choix.

• Applicabilité locale dans un environnement résidentiel
• Amendes pour l’utilisation de réfrigérants chimiques
• Connaissance de son propre personnel
• Consommation d’énergie
• Possibilité de récupération de chaleur
• Fiabilité de l’installation
• Coûts de maintenance
• Image

Il est important que l’entrepreneur connaisse le coût total (TCOO: Total Cost Of Ownership) de l’installation avant de l’acheter. Le prix plus élevé d’une installation particulière peut alors facilement s’expliquer par un TCOO éventuellement inférieur. Lors de l’utilisation du réfrigérant CO2, une installation optimisée permet d’économiser considérablement sur d’autres sources d’énergie (électricité et / ou gaz).

En cela, il est intéressant de noter que l’image «verte» jouera un rôle de plus en plus important dans les considérations. La formule (TEWI: Total Equivalent Warming Impact), qui nous donne une vue d’ensemble de l’impact sur l’effet de serre, montre que le choix d’un fluide frigorigène basé sur la valeur du PRG est d’une importance secondaire et que TCOO est en tête.

Principales caractéristiques du CO2 (systèmes)

• Les systèmes au CO2 ont une pression de service élevée et les installations doivent être conçues de manière à pouvoir résister à ces hautes pressions.
• Le CO2 a une faible toxicité. Cependant, il faut veiller à ce que les niveaux de CO2 ne dépassent pas une valeur maximale dans les espaces habités.
• Le CO2 est plus lourd que l’air, tout comme les fluors carbones, et a donc tendance à s’accumuler dans les zones basses.
• Les tubes en cuivre conviennent à la plupart des applications commerciales au CO2. Le cuivre doit avoir une épaisseur de paroi plus élevée et doit être adapté au CO2.
• La solubilité dans l’huile du CO2 est bonne et les applications à expansion directe (DX) sont donc faciles à réaliser.
• Le CO2 a une température critique basse, contrairement à tous les autres réfrigérants connus. Cela signifie que de nombreux systèmes de refroidissement au CO2 fonctionnent dans ce que l’on appelle la « zone trans critique ». Cela offre des avantages, mais crée également les défis nécessaires.
• À des pressions inférieures à 520 kPa, le CO2 liquide ne peut pas exister et une « glace sèche » solide se forme. Cela nécessite un traitement spécifique des problèmes liés aux procédures de maintenance, à la conception et à l’emplacement / disposition des soupapes de sécurité.
• Le CO2 convient très bien comme réfrigérant à basse température, tant pour les applications de congélation industrielle que pour les vitrines de congélation commerciales.
• Le CO2 est également exceptionnellement adapté aux applications de pompes à chaleur
• Le CO2 peut remplacer les HFC dans un système en cascade en combinaison avec un réfrigérant à haut niveau ou avec un système de CO2 complet.

Les applications immédiates, facilement réalisables comprennent:

• Entreposage frigorifique, (petite et grande échelle)
• Tous les systèmes de refroidissement des supermarchés
• Congélateurs à spirale et à plaques
• Pompes à chaleur industrielles et commerciales

Un autre aspect important pour travailler avec des systèmes au CO2 est d’investir dans une très bonne formation. Les systèmes au CO2 sont souvent de nature plus complexe et des connaissances spécialisées sont nécessaires. Par conséquent, les entreprises doivent investir dans une formation solide.