Code de pratiques pour l'élimination des émissions d'halocarbures des systèmes de refroidissement et de conditionnement d'air : chapitre 2

Partie 1 - Systèmes de réfrigération et de conditionnement d'air fixes (systèmes de refroidissement fixes)

2.0 Conception

Le terme « refroidissement » est utilisé tout au long du document, et fait référence à la fois à la réfrigération et au conditionnement d'air.

Une conception bien pensée comprend un calcul de la charge, la prise en compte des incidences sur l'environnement et l'efficacité énergétique, l'analyse du cycle de vie et la sélection du système de refroidissement le plus efficace nécessaire pour la tâche à accomplir. L'intégration de la contribution de l'ensemble des disciplines principales participant à un projet à la conception permettra d'améliorer l'ensemble du projet.

Calcul de la charge

Le calcul de la charge correspond à une estimation du niveau de refroidissement qui sera nécessaire. L'information utilisée pour le calcul détermine quel sera le degré de précision du calcul. Le frigorigène approprié et le système de refroidissement associé devraient être sélectionnés afin de respecter la charge de refroidissement calculée au moment de la conception.

• Les normes pour les systèmes de climatisation prennent généralement en compte la taille du bâtiment, les exigences en matière de refroidissement, le niveau d'isolation, les contributeurs au chauffage et à la climatisation dans le bâtiment, les changements atmosphériques, l'emplacement du système dans l'usine et une multitude d'autres facteurs.
• Les normes pour les systèmes de réfrigération prennent en compte le type et la quantité de produits à refroidir, la température désirée, les contributeurs au gain de chaleur du système ainsi que la fréquence et la durée attendue d'ouverture des portes, ainsi que d'autres facteurs.

Répercussions sur l'environnement

Parmi les autres facteurs à prendre en considération pour choisir le système de refroidissement adéquat, on compte notamment les répercussions du système sur l'environnement. La sélection d'un frigorigène avec un faible potentiel d'appauvrissement de la couche ou un faible potentiel de réchauffement planétaire peut être prise en compte.

Efficacité énergétique

L'intégration de l'efficacité énergétique et de l'économie d'énergie, ainsi que les connaissances sur les différentes cotes d'efficacité énergétique et les programmes tels qu'ENERGY STAR®, auront des effets positifs sur l'ensemble du cycle de vie d'un système de refroidissement. Le programme Leadership in Energy and Environmental Design (LEED)® exige des niveaux élevés d'efficacité énergétique qui devrait permettre une réduction de l'empreinte écologique d'un bâtiment. Bon nombre de ces facteurs d'efficacité auront une incidence sur la réduction des besoins de refroidissement du bâtiment.

Coûts/analyse du cycle de vie

Les coûts du cycle de vie représentent un outil d'analyse financière qui prend en compte les coûts totaux de la construction, de l'exploitation et de l'entretien d'un système. L'analyse est habituellement effectuée au tout début de la conception, au moment où il y a le plus grand potentiel d'économies de coûts, et la possibilité d'éviter une conception mal adaptée.

Considérations générales - Sélection d’un système de refroidissement

Le concepteur devrait consulter les spécifications des fabricants d'équipement et celles des fabricants de frigorigènes pour sélectionner le système adapté aux besoins du client. Le système de refroidissement devrait être conçu de manière sécuritaire afin de fonctionner en tenant compte des exigences applicables dans la région. Il devrait être fiable et facile à inspecter et à entretenir, et doté de pièces de rechange facilement accessibles. Le matériel doit également être compatible avec l'environnement où il est installé (par exemple, le matériel ne rouillera pas). Pour optimiser les avantages des systèmes de surveillance, le concepteur devrait informer le client que des ressources seront nécessaires au cours de la durée de vie du système pour recueillir, compiler et analyser les données nécessaires pour surveiller le rendement du système et son incidence sur l'environnement.

Les fabricants devraient s'assurer que la conception d'un système de refroidissement comprend une série de caractéristiques éprouvées qui permettront de réduire les fuites de frigorigènes et les défaillances prématurées; les concepteurs de l'usine devraient sélectionner les systèmes ayant ces caractéristiques. Envisager d'incorporer les éléments suivants dans un système de refroidissement :

• des condenseurs et des évaporateurs avec une charge de frigorigène aussi faible que possible;
• une pompe à huile distincte sur le compresseur pour lubrifier les garnitures d'étanchéité avant le démarrage;
• un refroidisseur pour refroidir l'huile lubrifiante du compresseur afin de prolonger la durée de vie des garnitures d'étanchéité de l'axe sur les grands compresseurs ouverts;
• des dispositifs d'élimination de vibrations en quantité suffisante pour s'assurer que les contraintes de vibration ne dépassent pas la limite d'endurance du matériel, en particulier au niveau des raccordements des conduites;
• des tubes et des tuyaux adéquatement soutenus pour assurer une protection contre l'abrasion liée au mouvement et pour permettre une éventuelle dilatation thermique;
• un dispositif de filtration dans les tubes du condenseur dans le but de réduire l'érosion causée par des particules étrangères;
• des récepteurs afin de permettre la vidange du frigorigène pendant l'entretien; il peut s'agir de récepteurs intégrés au système (par exemple, un contenant distinct fixé ou un condenseur à calandre) ou de récepteurs auxiliaires qui peuvent contenir la charge de frigorigène et sont isolables et protégés par un dispositif de protection contre la surpression;
• des robinets d'accès pour permettre la connexion d'une unité de récupération sur n'importe quelle section du système;
• des robinets d'isolement pour faciliter l'entretien du compresseur, du condenseur et de l'évaporateur;
• des attaches, des raccords et des composants faits de matériaux antirouille;
• des tuyaux souples avec une perméabilité presque nulle et résistants aux hautes températures fixées avec des attaches résistantes;
• des garnitures d'étanchéité d'axe tournant résistantes conçues pour résister aux températures extrêmes, maintenir la lubrification de la garniture d'étanchéité lorsque le système est à l'arrêt pendant une période prolongée, et fournir une protection externe contre les dépôts de rouille sur les axes, la poussière et les grosses particules;
• des compresseurs hermétiques;
• des soupapes de décharge revenant automatiquement à leur siège;
• des panneaux de contrôle avec des « alertes » intégrées afin que des mesures correctives puissent être prises avant la défaillance du système; l'opérateur devrait pouvoir surveiller facilement ces panneaux;
• des contrôles de sécurité pour empêcher l'englacement des machines de refroidissement de l'eau pendant leur fonctionnement;
• des carters de compresseur capables d'abaisser la pression en dessous de la pression atmosphérique avant de retirer l'huile;
• un séparateur d'huile sur la conduite de refoulement du compresseur sur les systèmes à haute pression;
• un obstacle physique pour le système et ses composantes afin de fournir un degré élevé de protection;
• l'accessibilité aux fins d'inspection, pour nettoyage et le remplacement du système ou de ses composantes.

Manuel du propriétaire du système

Un manuel devrait être préparé pour le système et toutes les pièces associées, y compris les alarmes et les instruments de contrôle. Le manuel devrait compiler tous les manuels des fabricants avec des explications sur la manière dont les éléments ont été assemblés.

Exigences de base relatives à la conception de systèmes par les fabricants de systèmes de refroidissement

Les fabricants de systèmes de refroidissement devraient effectuer les activités suivantes :

• évacuer et sécher le système grâce à une évacuation par vide poussé (75 mm ou moins), pendant le processus de fabrication pour réduire le risque de contamination;
• vérifier que les systèmes autonomes (par exemple, réfrigérateur) ne fuient pas avant de les charger de frigorigène;
• consigner le nom du frigorigène et la quantité de la charge;
• fournir des directives sur l'installation, l'exploitation, l'entretien et l'élimination du système;
• nettoyer le système, le sécher, l'évacuer, détecter les fuites, et fermer hermétiquement le système avant de l'expédier;
• utiliser de l'azote sec ou de l'air sec (point de rosée de -40 °C) répondant aux normes reconnues dans l'industrie comme charge d'attente pour l'expédition d'équipement.