fr.wedoany.com Rapport : L'ammoniac (R717), en tant que réfrigérant naturel, possède d'excellentes performances thermodynamiques et des avantages environnementaux avec un ODP nul et un GWP nul. Il passe des applications industrielles traditionnelles de grande envergure aux scénarios de réfrigération de petite et moyenne taille. La clé de cette transition réside dans les avancées technologiques de faible charge. La série SRS de compresseurs semi-hermétiques à vis de la marque SRM du groupe Snowman, grâce à une conception sans joint d'étanchéité, résout le problème des fuites à la source, offrant un soutien essentiel à la miniaturisation des systèmes de réfrigération à l'ammoniac.
De la fin du XIXe siècle au début du XXe siècle, l'ammoniac était le réfrigérant le plus utilisé. Après l'apparition des premiers réfrigérants fluorés, pour des raisons de sécurité, l'ammoniac a progressivement été retiré des secteurs civil et commercial de petite taille, ne restant que dans les grands systèmes centralisés. Le risque de fuite au niveau du joint d'étanchéité des compresseurs ouverts traditionnels, ainsi que les inquiétudes du public concernant l'inflammabilité et la toxicité de l'ammoniac, ont constitué deux obstacles majeurs à sa promotion dans les scénarios de réfrigération de petite et moyenne taille. Après deux accidents majeurs liés à l'ammoniac en Chine en 2013, le seuil critique pour que le stock d'ammoniac liquide constitue un danger majeur a été abaissé de 40 tonnes à 10 tonnes, soumettant les systèmes traditionnels à l'ammoniac à une réglementation plus stricte. Par la suite, les réfrigérants HFC à GWP élevé, tels que le R507A et le R404A, ont été largement utilisés, aggravant le problème des émissions de carbone.
Le règlement F-Gas mis en œuvre par l'Union européenne en 2014 a instauré un mécanisme de réduction progressive de la production et de l'utilisation des réfrigérants HFC, visant à réduire la consommation à 21 % du niveau de 2015 d'ici 2030. Ce règlement, par le biais de politiques combinées telles que l'interdiction des nouveaux projets, le contrôle des stocks existants et les incitations au remplacement, a ouvert le marché des systèmes de réfrigération à l'ammoniac dans les applications de petite et moyenne taille.
La Chine met en œuvre le plan national du Protocole de Montréal (2025-2030), qui interdira l'utilisation des réfrigérants HFC tels que le R507A et le R404A dans les nouveaux projets à partir de 2029. Parallèlement, le système de double contrôle des émissions de carbone exige que les entrepôts frigorifiques de grande et moyenne taille adoptent rapidement l'ammoniac (R717) ou le dioxyde de carbone (R744) et leurs systèmes composites, les systèmes de taille moyenne privilégiant l'ammoniac ou le dioxyde de carbone, tandis que les petits systèmes doivent surveiller les fuites annuelles de réfrigérants HFC.
La série SRS de compresseurs semi-hermétiques à vis de la marque SRM du groupe Snowman élimine complètement la structure du joint d'étanchéité dans sa conception. La conception intégrée et fermée du compresseur et du moteur élimine à la source la possibilité de fuites au niveau du joint. Cette innovation technologique apporte de multiples avantages : la conception sans joint permet un arrêt prolongé du système sans risque de fuite ; la structure est compacte et plus petite, avec un faible débit unitaire adapté aux scénarios de réfrigération de petite et moyenne taille ; le système est simplifié, réduisant les soudures de tuyauterie et les points de fuite potentiels, ce qui diminue les coûts d'installation et la complexité de la maintenance.
Grâce à ce compresseur, les ingénieurs ont développé plusieurs solutions de systèmes de réfrigération à l'ammoniac à faible charge, notamment la réfrigération indirecte (telles que les groupes à eau glacée, à saumure ou à dioxyde de carbone, ou la réfrigération en cascade), la réfrigération directe avec des unités intégrées distribuées ou des salles de machines à ammoniac compactes, ainsi que des méthodes d'alimentation précises dans les systèmes centralisés, telles que l'alimentation par détente directe humide, l'alimentation par gravité distribuée et l'alimentation par pompe à taux de circulation unique, toutes permettant de réduire efficacement la charge d'ammoniac.
En 2017, le premier groupe de compresseurs à vis à ammoniac semi-hermétiques en parallèle en Europe a été mis en service avec succès à la patinoire de Braunlage, en Allemagne. Le groupe, équipé d'un moteur synchrone à aimants permanents, d'une commande PLC et d'un variateur de fréquence, s'adapte avec précision aux variations de charge et d'environnement, réalisant un système de réfrigération à l'ammoniac efficace et à faible charge.
Un entrepôt frigorifique en Allemagne a converti un système au fluor en un système à l'ammoniac en utilisant les installations existantes. Le compresseur à vis semi-hermétique à ammoniac a été appliqué à un groupe de compresseurs en parallèle, à un échangeur à plaques à ammoniac et à un système de pompe à glycol, l'ensemble de l'équipement étant logé dans un conteneur standard. Cette solution a considérablement réduit les coûts d'installation sur site et la charge d'ammoniac, tout en maximisant l'utilisation des installations d'entrepôt existantes, avec un coût de conversion très faible.
Une brasserie de 175 ans en Bavière, en Allemagne, a choisi l'ammoniac pour remplacer le R404A lors de l'agrandissement de son usine de réfrigération. L'utilisation d'un groupe de compresseurs semi-hermétiques à ammoniac, avec un variateur de fréquence permettant au compresseur de suivre parfaitement les variations de charge, et une conception de deux compresseurs (un en service, un en réserve) offrant redondance et sécurité de production en cas de faible charge, a été conçue pour correspondre étroitement aux variations de la charge de production réelle de la brasserie.
Le premier groupe combiné eau glacée/pompe à chaleur semi-hermétique à ammoniac au monde a été mis en service dans le cadre d'un projet de réaménagement d'une ancienne usine Philips aux Pays-Bas. Le système peut basculer entre les modes de refroidissement en été et de chauffage en hiver. En fonctionnement hivernal, le réservoir de stockage d'ammoniac sert d'économiseur pour augmenter la puissance de chauffage. L'utilisation d'un refroidisseur sec et d'un échangeur de chaleur à plaques et coque efficaces réduit la charge de réfrigérant au minimum, tandis que la conception sans joint du compresseur semi-hermétique atténue efficacement les inquiétudes du public concernant la sécurité de l'ammoniac.
L'Europe a accumulé d'autres cas d'application : un entrepôt frigorifique dans le nord de l'Allemagne utilise un compresseur semi-hermétique à ammoniac à deux étages avec un variateur de fréquence, offrant une efficacité supérieure, un système plus simple et une empreinte au sol réduite par rapport à un système de suralimentation ; une chambre de maturation de fromage en Autriche utilise deux groupes de compresseurs SRS en parallèle, la conception du système à ammoniac miniaturisé associée à un variateur de fréquence permettant d'adapter étroitement la capacité à la demande ; un système de réfrigération marine au Moyen-Orient a remplacé d'anciens équipements par trois compresseurs à ammoniac semi-hermétiques SRS de Snowman, rendant le système plus compact et plus efficace.
La Chine met en œuvre le plan national du Protocole de Montréal (2025-2030), qui interdira l'utilisation des réfrigérants HFC tels que le R507A et le R404A dans les nouveaux projets à partir de 2029. Parallèlement, le pays s'apprête à publier un système de double contrôle des émissions de carbone pour le secteur de la chaîne du froid, et les entreprises d'exploitation d'entrepôts frigorifiques seront efficacement intégrées au marché national d'échange de quotas d'émissions de carbone.
Les systèmes de réfrigération de petite et moyenne taille peuvent plus facilement maintenir la charge d'ammoniac liquide en dessous de 10 tonnes que les grands systèmes. La norme nationale chinoise « Norme de conception des entrepôts frigorifiques » publiée en 2021 est également plus favorable que la version 2010 en ce qui concerne la distance requise entre les systèmes de réfrigération à l'ammoniac et les bâtiments civils hors site.
En intégrant les ressources technologiques européennes de SRM, le groupe Snowman a réalisé la production localisée de compresseurs à vis semi-hermétiques à ammoniac dans sa base du Fujian. Du premier groupe semi-hermétique en parallèle en Europe en 2017 au premier groupe combiné eau glacée/pompe à chaleur semi-hermétique à ammoniac au monde, Snowman introduit sur le marché chinois les solutions technologiques matures de réfrigération à l'ammoniac à faible charge développées en Europe.
Le parc logistique de la chaîne du froid verte et à faible émission de carbone Xundian Zhihe, situé dans le comté de Xundian, à Kunming, dans le Yunnan, couvre une superficie de 163 mu (environ 10,87 hectares), avec une capacité totale de stockage de plus de 220 000 mètres cubes, comprenant 63 chambres de réfrigération à 0 degré Celsius et 5 salles de machines de réfrigération centralisée à l'ammoniac. Le projet utilise un système de réfrigération à l'ammoniac, avec des groupes de compresseurs en parallèle semi-hermétiques à ammoniac de la série SRS de Snowman comme équipement principal, équipés de moteurs synchrones à aimants permanents à fréquence variable, capables d'ajuster automatiquement l'état de fonctionnement optimal en temps réel en fonction de l'utilisation de l'entrepôt frigorifique, combinés à une technologie de faible charge pour un fonctionnement efficace, économe en énergie et à faible émission de carbone.
Le parc logistique de la chaîne du froid Wanwei Chengdu Xinjin, d'une superficie de 51 000 mètres carrés, utilise un système de refroidissement à caloporteur R717/R744, avec des groupes de compresseurs en parallèle semi-hermétiques à ammoniac de la série SRS de Snowman comme équipement principal. La technologie de faible charge associée au système de refroidissement à caloporteur au dioxyde de carbone réduit considérablement la charge de circulation d'ammoniac. Les multiples groupes de compresseurs en parallèle permettent une régulation libre de la charge et une redondance mutuelle des compresseurs, offrant un stockage multi-températures de -25 à 15 degrés Celsius.
