lundi 14 juin 2010

La réfrigération dans les supermarchés, sources importantes de GES



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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