Opteon XP40. Manuel de conversion pour systèmes fixes. Conversion des systèmes chargés en R-404A/R-507 au fluide frigorigène. Opteon XP40 (R-449A)

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1 Opteon XP40 Manuel de conversion pour systèmes fixes Conversion des systèmes chargés en R-404A/R-507 au fluide frigorigène Opteon XP40 (R-449A)

2 Opteon XP40 2

3 Sommaire Introduction...4 Informations de sécurité importantes... 4 Inflammabilité... 5 Performance attendue d Opteon XP40 par rapport au R-404A... 5 Modifications du système... 5 Lubrifiant... 5 Compresseur... 6 Détendeur... 6 Dimensionnement des lignes... 6 Condenseur et évaporateur... 6 Contrôles de système... 6 Conversion des systèmes chargés en R-404A/R-507 au fluide Opteon XP Liste récapitulative pour la conversion à Opteon XP Fiche de Données Système...9 Appendice I

4 Introduction Le R-404A et le R-507 ont été développés pour offrir des fluides frigorigènes HFC (hydrofluorocarbone) n appauvrissant pas la couche d ozone afin de remplacer le R-502 dans les systèmes de réfrigération basse et moyenne température, et ils sont utilisés dans de nombreux types d équipement depuis les années Cependant, en raison des législations et réglementations existantes et à venir concernant le potentiel de réchauffement climatique (GWP) direct des fluides frigorigènes, les propriétaires de systèmes de réfrigération sont de plus en plus intéressés par des fluides à plus faible GWP afin de réduire leur empreinte carbone totale. Opteon XP40 est un fluide frigorigène hydrofluorooléfine (HFO) à faible GWP développé pour remplacer le R-404A et le R-507 dans les systèmes basse et moyenne température à déplacement positif et détente directe. Opteon XP40 est le nom de marque déposée d un mélange de HFC-32/HFC-125/HFC-134a / HFO-1234yf (24,3/24,7/25,7/25,3 % en poids) dont l appellation ASHRAE est R-449A. Il est commercialisé aussi bien pour la conversion des équipements chargés en R-404A/R-507, que pour les nouveaux systèmes. Opteon XP40 offre un plus haut rendement énergétique que le R-404A et le R-507 et, avec un potentiel de réchauffement climatique (GWP) AR4 de 1397 (contre 3922 pour le R-404A), de meilleures propriétés environnementales. De plus, Opteon XP40 ne présente aucun potentiel d appauvrissement de la couche d ozone (ODP). De nombreux systèmes chargés en R-404A/R-507 peuvent être convertis comme indiqué dans ce manuel au fluide Opteon XP40, permettant aux équipements existants de continuer à fonctionner efficacement et en toute sécurité avec un impact environnemental considérablement réduit. Informations de sécurité importantes Tout comme les frigorigènes Freon, Suva ou ISCEON, Opteon XP40 ne présente aucun danger s il est manipulé correctement. Cependant, tout fluide frigorigène peut entraîner des lésions, ou même la mort, si certaines précautions ne sont pas respectées. Avant d utiliser un fluide frigorigène quel qu il soit, veuillez lire les instructions ci-dessous et sa Fiche de Sécurité (FDS), y compris les recommandations concernant l équipement de protection individuelle. Celui-ci doit comprendre au minimum une protection appropriée des mains (gants) et des yeux (lunettes de sécurité). Ne jamais travailler dans de fortes concentrations de vapeurs de fluide frigorigène. Maintenir en permanence une ventilation adéquate sur le lieu de travail. Ne pas respirer les vapeurs, ni les brouillards de lubrifiant émis par des fuites. En cas de fuite, ventiler la zone pendant une période prolongée avant de chercher à réparer l équipement. Ne pas utiliser de détecteur de fuites manuel pour vérifier si l air est respirable dans une zone de travail confinée. Ces détecteurs ne sont pas conçus pour déterminer si l air est sain. Pour s assurer que l air contient suffisamment d oxygène, utilisez un appareil de mesure de l oxygène. Ne pas rechercher les fuites au moyen d une flamme ou d une torche halogène. Les flammes nues (par ex. torches de détection halogènes ou lampes à souder) peuvent émettre, en présence de tous les fluides frigorigènes fluorocarbonés, de grandes quantités de composés acides qui peuvent être dangereux. Les torches halogènes ne peuvent pas détecter les fuites de fluides frigorigènes HFC car elles sont seulement conçues pour détecter la présence de chlore. Opteon XP40, le R-404A ou le R-507 ne contenant pas de chlore, elles ne détecteront donc pas ces produits. Utiliser un détecteur de fuite électronique conçu pour les fluides frigorigènes employés. Si vous constatez un changement visible de dimension ou de couleur de la flamme alors que vous réparez un équipement au moyen d une lampe à souder, cessez immédiatement votre travail et quittez la zone. Ventilez abondamment la zone et stoppez toute fuite de fluide frigorigène avant de reprendre votre travail. Ces variations de la flamme peuvent indiquer de très fortes concentrations de fluide frigorigène, et continuer de travailler sans avoir aéré comme il convient pourrait engendrer des lésions ou même la mort. 4

5 Tableau 1 : Comparaison des données de performance Système basse température Condenseur = 40 ; Évap. = -30 ; Sous-refroid. = 4 K; T. gaz retour = -10 ; Rend. comp. = 70 % Évap. (kpa) Cond. (kpa) Temp. refoulement () Glissement moyen (K) Cap (kj/m 3 ) Cap par rapport à R-404A COP COP par rapport à R-404A Débit massique par rap. à R-404A R-404A , % 1, % 100 % XP , % 1, % 75 % Système moyenne température Condenseur = 40 ; Évap. = -10 ; Sous-refroid. = 4 K; T. gaz retour = 10 ; Rend. comp. = 70 % R-404A , % 2, % 100 % XP , % 2, % 75 % Note : Tout fluide frigorigène peut être dangereux s il n est pas manipulé correctement. Les dangers comprennent les liquides ou vapeurs sous pression, ainsi que les fuites de fluide (gelures). Une surexposition à de fortes concentrations de vapeurs de fluide frigorigène peut provoquer une asphyxie ou un arrêt cardiaque. Veuillez lire toutes les informations de sécurité avant de manipuler un fluide frigorigène quel qu il soit. Pour des informations de sécurité plus détaillées, veuillez consulter la Fiche de Sécurité d Opteon XP40. Le document DuPont Safety Bulletin AS-1 fournit aussi des informations complémentaires pour manipuler tout fluide frigorigène. Inflammabilité Opteon XP40 est ininflammable et sa sécurité est classée A1 selon la norme ASHRAE SP34. Cependant, aucun mélange contenant du HFC ne doit être mêlé à l air pour vérifier l existence de fuites. Informations générales sur la conversion du R-404A/R-507 à Opteon XP40 Performance attendue d Opteon XP40 par rapport au R-404A Le Tableau 1, établi selon une analyse du cycle thermodynamique, présente une comparaison de plusieurs critères de performance clés du R-404A et d Opteon XP40. La performance réelle d un système spécifique dépend de plusieurs facteurs, dont la conception de l équipement et les paramètres de fonctionnement. Modifications du système Lubrifiant Pour la plupart des systèmes au R-404A ou R-507, Opteon XP40 devrait pouvoir être utilisé avec le lubrifiant polyolester (POE) en place. En cas de doute sur le lubrifiant, ou si les tests indiquent une contamination ou un indice d acidité élevé, le lubrifiant doit être remplacé. Consultez le fabricant 5

6 du compresseur pour obtenir des recommandations spécifiques sur la viscosité et la marque de lubrifiant à utiliser. Compresseur La performance générale du système (puissance frigorifique et rendement énergétique) avec Opteon XP40 sera similaire à celle du R-404A/R-507. Les pressions d aspiration et refoulement du com presseur pour Opteon XP40 sont différentes de celles requises pour le R-404A/R-507, et il sera peut-être nécessaire d ajuster les points de consigne et les pressostats pour ne pas aller au-delà des limites du compresseur. Veuillez consulter le fabricant du système pour des informations plus détaillées. Opteon XP40 demande également une température de refoulement légèrement plus élevée (10-20 K) que le R-404A. Il convient de consulter le fabricant de votre compresseur pour des informations plus détaillées sur son fonctionnement avec Opteon XP40. Détendeur Opteon XP40 présente un débit massique plus faible (~20-25 %) que le R-404A, mais devrait pouvoir être utilisé avec un détendeur de R-404A correctement installé et dimensionné sans requérir de modifications. Certains ajustements de la ou des vanne(s) de détente seront peut-être nécessaires pour régler la surchauffe après la conversion du système. Le tableau Pressions/ Températures à la fin de ce manuel indique le point de rosée (vapeur saturée) à utiliser pour mesurer et régler correctement la surchauffe de l évaporateur. Pour toute autre question, veuillez demander au fabricant du détendeur de vous indiquer la dimension des vannes et les réglages de surchauffe. Dimensionnement des lignes Les débits massiques et la densité d Opteon XP40 sont plus faibles que ceux du R-404A/R-507. Il est recommandé de vérifier les dimensionnement des lignes pour le fluide frigorigène en place afin de s assurer que les pertes de pression et la vitesse de ligne sont acceptables pour le nouveau fluide frigorigène. Un bon dimensionnement des tuyaux est important pour assurer une puissance frigorifique adéquate et un retour d huile suffisant dans le compresseur. Condenseur et évaporateur La température d aspiration n étant pas la même pour Opteon XP40 et pour le R-404A, il peut être nécessaire de régler de nouveau les régulateurs de pression et les pressostats pour que le système fonctionne correctement. La pression de refoulement pour Opteon XP40 est légèrement plus faible que pour le R-404A, ce qui peut requérir de petits ajustements des ventilateurs et des contrôles de pression de refoulement du condenseur. Le fluide frigorigène Opteon XP40 étant un mélange, il faudra utiliser le point de rosée (vapeur saturée) indiqué dans le tableau Pressions/Températures pour régler la surchauffe. De même, le point d ébullition (liquide saturé) devra être utilisé pour mesurer le sous-refroidissement. Contrôles de système De nombreuses grandes surfaces utilisent des méthodologies et des systèmes de contrôle de la réfrigération qui s appuient sur le rapport pression/température d un fluide frigorigène spécifique. Ces contrôles fonctionneront vraisemblablement correctement après le remplacement du R-404A/R-507 par Opteon XP40. Toutefois, pour une performance optimale, ceux-ci devront être réactualisés afin de fonctionner selon les propriétés réfrigérantes du R-449A. Veuillez consulter le fabricant du système de contrôle pour des informations plus détaillées sur la réactualisation des données de réfrigération ou les paramètres de fonctionnement avec Opteon XP40 (R-449A). Conversion des systèmes chargés en R-404A/R-507 au fluide Opteon XP40 La procédure recommandée pour convertir les systèmes chargés en R-404A/R-507 au fluide frigorigène Opteon XP40 comporte les étapes suivantes : 6

7 1. Déterminez la performance de base avec le R-404A/R-507 Collectez ces données alors que le fluide frigorigène R-404A ou R-507 est toujours chargé dans le système. Vérifiez quels sont les charges de fluide frigorigène et les paramètres de fonctionnement corrects. Les températures et pressions de base en divers points du système (évaporateur, condenseur, aspiration et refoulement du compresseur, surchauffe vapeur évaporateur et sous-refroidissement liquide condenseur) dans les conditions normales de fonctionnement seront utiles pour détecter des dysfonctionnements éventuels et optimiser le fonctionnement avec Opteon XP40. Vous trouverez à cet effet une fiche préétablie page Vérifiez le lubrifiant Pour la plupart des systèmes chargés en R-404A, Opteon XP40 devrait pouvoir être utilisé avec le lubrifiant polyolester (POE) en place. En cas de doute sur le lubrifiant, ou si les tests indiquent une contamination ou un indice d acidité élevé, le lubrifiant doit être remplacé. Consultez le fabricant du compresseur pour obtenir des recommandations spécifiques sur la viscosité et la marque de lubrifiant à utiliser. 3. Videz le R-404A ou R-507 dans un cylindre de récupération Videz la totalité du fluide en place dans un ou plusieurs cylindre(s) de récupération. Pesez le fluide récupéré pour estimer la charge d Opteon XP40 requise. 4. Remplacez le filtre déshydrateur Ce remplacement constitue une opération de maintenance de routine. 5. Autres modifications du système Procédez à toute modification ou optimisation du système, selon les besoins. 6. Mettez le système sous vide et vérifiez s il n y a pas de fuites Pour éliminer du système l air ou autres matières non condensables, ainsi que toute humidité résiduelle, appliquez un vide < 1.32 mbar (EN 378). Si le vide ne se maintient pas, il y a peut-être une fuite. Après ce test, repressurisez le système avec de l azote sec, en veillant à ne pas dépasser la pression maximale spécifiée pour le système, et vérifiez s il n y a pas de fuites. N utilisez pas de mélanges d air et de fluide frigorigène sous pression pour ce faire, car un tel mélange peut être combustible. Après avoir vérifié l absence de fuites, éliminez l azote au moyen d une pompe à vide. 7. Chargez le système avec Opteon XP40 Opteon XP40 étant un mélange, il est important de vider le contenu du cylindre de chargement uniquement sous sa phase liquide. (Si le cylindre ne possède pas une valve avec plongeur, inversez-le de façon à ce que la valve se trouve sous le cylindre). La position du cylindre pour extraire le liquide est souvent indiquée par des flèches sur le cylindre. Une fois le fluide extrait du cylindre, il peut être chargé dans le système sous phase liquide ou vapeur, au choix. Attention : Ne pas charger de fluide frigorigène liquide dans le compresseur, car cela l endommagerait de façon irréversible. Si le liquide doit être converti en vapeur, utilisez un dispositif d étranglement pour une évaporation flash. En général, le système de réfrigération exigera un poids d Opteon XP40 légèrement supérieur à celui du R-404A ou R-507. La charge optimale varie en fonction de la conception du système et des paramètres de fonctionnement. La charge initiale devra correspondre à environ 85 % de la charge standard pour le R-404A ou R-507. Après le démarrage et les réglages, la charge finale sera d environ 105 % par rapport au R-404A ou R Démarrez le système et vérifiez le fonctionnement Surveillez et réglez le détendeur thermostatique et/ou la charge afin d obtenir une surchauffe et un sous-refroidissement optimaux. Surveillez le niveau d huile dans le compresseur. Complétez si nécessaire. 9. Étiquetez le système pour indiquer les nouveaux fluide frigorigène et lubrifiant utilisés. 7

8 Liste récapitulative pour la conversion à Opteon XP Déterminer la performance de base alors que le système est encore chargé en R-404A/R-507. (Voir la Fiche de Données Système pour les chiffres recommandés) 2. Consulter le fabricant des composants du système pour obtenir ses recommandations sur les points suivants : Compatibilité des plastiques Compatibilité des élastomères Lubrifiant (viscosité, marque, additifs) Dimension du détendeur Le cas échéant, procédures de conversion pour conserver la garantie 3. Vérifier la qualité de l huile POE en place et remplacer si nécessaire 4. Procéder aux modifications du système (détendeur thermostatique, dimensionnement des lignes, etc.) selon l analyse des paramètres 5. Remplacer le filtre par un nouveau filtre déshydrateur homologué pour le nouveau fluide frigorigène 6. Reconnecter le système et mettre sous vide au moyen de la pompe à vide (Faire le vide total [132 Pa (1.32 mbar) selon EN 378-4:2013]). 7. Vérifier s il existe des fuites. (Remettre le système sous vide après cette vérification.) 8. Charger le système avec le fluide frigorigène R-449A Charge initiale ~85% en poids de la charge de R-404A spécifiée par le fabricant de l équipement. Quantité de fluide frigorigène chargée : 9. Démarrer l équipement et ajuster la charge jusqu à l obtention des paramètres de fonctionnement désirés Si la charge est trop faible, augmenter par paliers de 2 à 3% en poids. Quantité de fluide frigorigène chargée : Quantité totale de fluide frigorigène chargée : 10. Étiqueter les composants et le système pour indiquer le type de fluide frigorigène et de lubrifiant utilisés 11. La conversion est terminée! 8

9 Fiche de Données Système Type de système/emplacement : Marque Équipement : Marque Compresseur : N modèle : N modèle : N de série : N de série : Date de fabrication : Date de fabrication : Poids charge d origine de fluide frigorigène : Type de lubrifiant : Poids charge lubrifiant : Marque filtre déshydrateur : Type filtre déshydrateur : Type de refroidissement du condenseur (air/eau) : Détendeur (cochez la case appropriée) : Tube capillaire : Vanne de détente : Fabricant : N modèle : Point de consigne : Emplacement du capteur : Autres contrôles du système (par ex. régulateur de refoulement) Date/heure Fluide frigorigène Poids charge (kg) Température ambiante () Compresseur Température aspiration () Pression aspiration (MPa/bar) Température refoulement () Pression refoulement (MPa/bar) Évaporateur Température Air / H 2 O entrée batterie () Température Air / H 2 O sortie batterie () Température de service () Condenseur Température Air / H 2 O entrée batterie () Température Air / H 2 O sortie batterie () Surchauffe et sous-refroidissement (valeurs dérivées) Température fluide frigorigène au point de contrôle de surchauffe () Surchauffe calculée (K) Température entrée détendeur () Sous-refroidissement calculé (K) Ampères moteur (si en batterie : total) 9

10 Appendice I. Températures et pressions (unités métriques) d Opteon XP40 (R-449A) Temp. P. Liq. Sat. P. Vap. Sat. kpa kpa ,18 100, ,39 105, ,83 111, ,5 116, ,41 122, ,55 128, ,94 134, ,59 140, ,49 146, ,65 153, ,08 160, ,78 167, ,77 175, ,04 183, ,61 191, ,47 199, ,64 207, ,12 216, ,92 225, ,04 235, ,5 245, ,28 255, ,41 265, ,89 276, ,73 287, ,93 298, ,49 310, ,44 322, ,76 334, ,47 347, ,58 360, ,09 373, ,02 387, ,35 401, ,11 416, ,3 431, ,93 446, , ,52 479, ,5 495, ,94 512, ,86 530,61 Temp. P. Liq. Sat. P. Vap. Sat. kpa kpa 2 656,25 548, ,14 567, ,51 586, ,39 605, ,78 625, ,68 646, ,11 667, ,06 688, ,56 710, ,6 733, ,19 756, , ,07 804, ,37 828, ,25 854, ,73 880, ,8 906, ,49 933, ,78 961, ,7 989, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,3 1659, ,4 1702, , , , ,54 Temp. P. Liq. Sat. P. Vap. Sat. kpa kpa , , , , , , , , , , , , ,3 2128, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,66 10

11 Pressions et températures d Opteon XP40 (R-449A) P T. Liq. Sat. T. Vap. Sat. bar (g) 0,0-46,4-40,3 0,2-42,5-36,5 0,4-39,2-33,2 0,6-36,2-30,2 0,8-33,4-27,5 1,0-30,9-25,0 1,2-28,6-22,7 1,4-26,4-20,6 1,6-24,4-18,6 1,8-22,5-16,7 2,0-20,7-14,9 2,2-19,0-13,2 2,4-17,4-11,6 2,6-15,8-10,1 2,8-14,3-8,6 3,0-12,9-7,2 3,2-11,5-5,8 3,4-10,1-4,5 3,6-8,9-3,2 3,8-7,6-2,0 4,0-6,4-0,8 4,2-5,2 0,4 4,4-4,1 1,5 4,6-3,0 2,6 4,8-1,9 3,6 5,0-0,9 4,7 5,2 0,2 5,7 5,4 1,2 6,7 5,6 2,1 7,6 5,8 3,1 8,6 6,0 4,0 9,5 6,2 5,0 10,4 6,4 5,8 11,3 6,6 6,7 12,1 6,8 7,6 13,0 7,0 8,4 13,8 7,2 9,3 14,6 7,4 10,1 15,4 7,6 10,9 16,2 7,8 11,7 17,0 8,0 12,4 17,7 8,2 13,2 18,5 8,4 13,9 19,2 8,6 14,7 19,9 8,8 15,4 20,6 9,0 16,1 21,3 9,2 16,8 22,0 9,4 17,5 22,7 P T. Liq. Sat. T. Vap. Sat. bar (g) 9,6 18,2 23,4 9,8 18,9 24,0 10,0 19,5 24,7 10,2 20,2 25,3 10,4 20,8 25,9 10,6 21,5 26,6 10,8 22,1 27,2 11,0 22,7 27,8 11,2 23,3 28,4 11,4 23,9 29,0 11,6 24,5 29,6 11,8 25,1 30,1 12,0 25,7 30,7 12,2 26,3 31,3 12,4 26,9 31,8 12,6 27,4 32,4 12,8 28,0 32,9 13,0 28,6 33,5 13,2 29,1 34,0 13,4 29,7 34,5 13,6 30,2 35,1 13,8 30,7 35,6 14,0 31,2 36,1 14,2 31,8 36,6 14,4 32,3 37,1 14,6 32,8 37,6 14,8 33,3 38,1 15,0 33,8 38,6 15,2 34,3 39,1 15,4 34,8 39,5 15,6 35,3 40,0 15,8 35,8 40,5 16,0 36,3 40,9 16,2 36,7 41,4 16,4 37,2 41,9 16,6 37,7 42,3 16,8 38,1 42,8 17,0 38,6 43,2 17,2 39,1 43,6 17,4 39,5 44,1 17,6 40,0 44,5 17,8 40,4 44,9 18,0 40,8 45,4 18,2 41,3 45,8 18,4 41,7 46,2 18,6 42,2 46,6 18,8 42,6 47,0 19,0 43,0 47,4 P T. Liq. Sat. T. Vap. Sat. bar (g) 19,2 43,4 47,8 19,4 43,9 48,2 19,6 44,3 48,6 19,8 44,7 49,0 20,0 45,1 49,4 20,2 45,5 49,8 20,4 45,9 50,2 20,6 46,3 50,6 20,8 46,7 51,0 21,0 47,1 51,4 21,2 47,5 51,7 21,4 47,9 52,1 21,6 48,3 52,5 21,8 48,7 52,9 22,0 49,1 53,2 22,2 49,4 53,6 22,4 49,8 53,9 22,6 50,2 54,3 22,8 50,6 54,7 23,0 50,9 55,0 23,2 51,3 55,4 23,4 51,7 55,7 23,6 52,0 56,1 23,8 52,4 56,4 24,0 52,8 56,8 24,2 53,1 57,1 24,4 53,5 57,4 24,6 53,8 57,8 24,8 54,2 58,1 25,0 54,5 58,4 25,2 54,9 58,8 25,4 55,2 59,1 25,6 55,6 59,4 25,8 55,9 59,7 26,0 56,3 60,1 26,2 56,6 60,4 26,4 56,9 60,7 26,6 57,3 61,0 26,8 57,6 61,3 27,0 57,9 61,6 27,2 58,3 61,9 27,4 58,6 62,3 27,6 58,9 62,6 27,8 59,3 62,9 28,0 59,6 63,2 28,2 59,9 63,5 28,4 60,2 63,8 28,6 60,5 64,1 11

12 Pour de plus amples informations sur la famille de fluides frigorigènes Opteon ou autres produits de DuPont Refrigerants, veuillez consulter opteon.com. Les informations figurant dans le présent document sont fournies à titre gratuit et sont établies sur la base de données techniques jugées fiables par DuPont. Elles sont destinées à être utilisées, à leur seul risque et à leur seule discrétion, par des personnes possédant les compétences techniques requises en la matière. Les informations concernant les précautions de manipulation sont fournies en présupposant que les personnes les utilisant veilleront elles-mêmes à ce que leurs conditions d utilisation spécifiques ne présentent aucun danger matériel ni aucun risque pour la santé. Les conditions d utilisation de ce produit n étant pas placées sous notre contrôle, nous n entendons accorder aucune garantie, expresse ou implicite, ni assumer une quelconque responsabilité quant à l usage qui sera fait de ces informations. Comme pour tout matériau, une évaluation de tout compound dans les conditions d utilisation finale est indispensable préalablement à toute spécification. Le présent document ne constitue pas une licence d utilisation et n entend pas inciter à violer un brevet existant. Copyright 2014 DuPont. Tous droits réservés. L Ovale DuPont, DuPont et tous les noms de produits suivis du signe ou sont des marques déposées ou marques de E.I. du Pont de Nemours and Company ou de ses filiales. Le logo GWP est enregistré comme copyright de E.I. Du Pont de Nemours and Company.