L’exploitation des supermarchés engendre des
émissions importantes de gaz à effet de serre (GES).
Les deux sources importantes d’émissions de GES
sont : les fuites de réfrigérants de synthèse et la
consommation d’énergie. Au Canada, la plupart des
systèmes de réfrigération des supermarchés sont
des systèmes à détente directe (DX) qui utilisent
des quantités importantes de réfrigérant de synthèse
(environ 1000 à 1500 kg de HCFC ou HFC par
magasin). Le réfrigérant circule sous pression, de la
salle mécanique aux comptoirs réfrigérés, et ce, dans
des kilomètres de conduits comprenant des centaines
de joints. Ces systèmes sont à l’origine d’importantes
fuites de réfrigérant (entre 10 et 30% de la charge par
an) qui sont de puissants gaz à effet de serre (GES).
Les systèmes de réfrigération au CO 2
comme alternative
Les systèmes de réfrigération au CO2 sont une
alternative très performante sur le plan environnemental
par rapport aux systèmes de réfrigération que l’on
retrouve habituellement dans les supermarchés au
Canada :
• Le CO2 est un produit naturel et non toxique
et peu coûteux. Son effet sur le climat est de
1500 à 4000 fois moins important que celui des
réfrigérants de synthèse habituellement utilisés.
• Le CO2 permet la conception de systèmes plus
compacts.
La réfrigération basse température constitue une
application particulièrement intéressante pour le CO2
qui peut être utilisé autant comme fluide secondaire
pour distribuer le froid que comme réfrigérant primaire.
L’application comme réfrigérant primaire est moins
répandue, car elle posait plus de défis technologiques
et économiques. Depuis 10 ans, cependant, les
appareils conçus spécialement pour utiliser le CO2
comme réfrigérant primaire deviennent beaucoup plus
compétitifs au niveau des coûts et il existe aujourd’hui
des fournisseurs canadiens d’équipements et de
pièces mécaniques.
Bien que de plus en plus répandue en Europe,
l’utilisation du CO2 dans les systèmes de réfrigération
au Canada est encore une pratique peu connue et
très peu utilisée. On compte depuis 2008, quelques
installations utilisant le CO2 comme fluide secondaire,
mais Sobeys Quebec inc. fait figure de pionnier pour
l’utilisation du CO2 comme réfrigérant primaire.
Description du supermarché
IGA est une chaîne d’épiciers que l’on retrouve
principalement au Québec et qui appartient à Sobeys,
le deuxième plus important marchand d’alimentation
au Canada. Le supermarché IGA à St-Félix de Valois
qui a ouvert ses portes en mai 2009, occupe une
superficie totale de 3000 m2. La surface de vente de
2500 m2 offre 190 m de comptoirs réfrigérés et 88 m
de comptoirs pour les surgelés.
Description du système de réfrigération
Le système de réfrigération installé au IGA de St-
Félix de Valois est un système en cascade HFC/CO2
à trois niveaux de compression et de température :
Basse Température (BT), Moyenne température (MT)
et Haute Température (HT).
• Le niveau BT utilise le CO2 comme réfrigérant qui
circule de la salle mécanique aux congélateurs
et comptoirs de surgelés à une température de
-30 °C.
• Le niveau MT utilise un réfrigérant de la famille
des HFC, le R507A, pour refroidir une boucle de
fluide secondaire (solution de propylène glycol) qui
alimente les réfrigérateurs et comptoirs de produits
réfrigérés à -7 °C, et qui refroidit le condenseur du
niveau BT.
• Le niveau HT utilise un réfrigérant de la famille
des HFC, le R407C pour refroidir le condenseur
du niveau MT par l’intermédiaire d’une boucle de
propylène glycol.
Le système en cascade répond à des charges de
réfrigération de 80 kW pour les surgelés et 293 kW
pour les produits réfrigérés. La charge totale de
réfrigérants de synthèse de 125 kg est confinée à la
salle mécanique. Elle représente 10 % de la charge
utilisée dans les systèmes conventionnels à détente
directe (DX) que l’on retrouve dans la plus part des
supermarchés.
Le dégivrage des comptoirs MT est assuré par la
recirculation du propylène glycol pour une partie des
comptoirs, sans apport d’énergie supplémentaire. La
durée du cycle de dégivrage MT est limitée par une
température de consigne du propylène glycol.
Le dégivrage des comptoirs BT est assuré par les gaz
de refoulement des compresseurs au CO2. Pour la
durée du dégivrage, la température de condensation
du système BT est élevée légèrement au-dessus de
0 °C alors qu’elle est de -7 °C normalement.
Ces deux méthodes de dégivrage sont très innovatrices,
plus particulièrement le dégivrage au CO2 des comptoirs
basse température.
Récupération et valorisation
de la chaleur
Le niveau HT du système de réfrigération produit l’effet
pompe à chaleur en valorisant la chaleur rejetée par
l’ensemble du système pour combler entièrement ou
en partie les besoins de chauffage du bâtiment. Au
total, c’est l’équivalent de 419 kW de chaleur qui est
récupéré et distribué aux applications suivantes :
• récupérateur de chaleur de l’unité de ventilation
de toit de 175 kW
• deux unités de chauffage totalisant 110 kW qui
desservent l’entrepôt et le quai de réception
• deux unités de chauffage totalisant 134 kW qui
desservent l’entrée et la section des caisses.
Un refroidisseur de fluide rejette à l’extérieur du
supermarché le surplus de chaleur du système de
réfrigération.
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