Systèmes de refroidissement secondaire : règles applicables au glycol, saumure, CO2 et eau glacée

Qu'est-ce qu'un système indirect ?

La norme EN 378-1 définit un système de refroidissement ou de chauffage secondaire comme un système qui utilise un fluide pour transférer la chaleur du produit ou de l'espace vers le système de réfrigération sans comprimer ni détendre ce fluide, et la norme s'applique également à de tels systèmes ^[3]. De l'eau glacée, du glycol ou de la saumure saline est acheminée par tuyauterie vers les refroidisseurs. Le CO2 peut également être utilisé comme fluide secondaire volatil : il est pompé à l'état liquide, s'évapore partiellement dans les refroidisseurs et est condensé par le circuit primaire, à des pressions nettement plus élevées que dans une boucle au glycol.

Les raisons en sont une charge de fluide frigorigène réduite en un seul point et l'éloignement des fluides inflammables (A2L, A3) ou toxiques (B2L, ammoniac) des zones occupées. Le coût en est une différence de température supplémentaire et l'énergie de pompage.

Comment la norme EN 378-1 classifie-t-elle les systèmes ?

La norme EN 378-1 classe les systèmes de réfrigération à l'article 5.4. Elle distingue les systèmes à rejet direct, où une fuite de fluide frigorigène peut atteindre l'espace occupé, des systèmes indirects, et l'article 5.5 donne des exemples des deux ^[3]. La classe du système est utilisée conjointement avec la classe d'emplacement et la catégorie d'accès lors de la détermination de la limite de charge ; voir l'article sur les normes EN 378 et ISO 5149.

Règlement européen sur les gaz à effet de serre fluorés (UE) 2024/573

Le règlement couvre les gaz à effet de serre fluorés. L'eau, le glycol, les saumures et le CO2 n'en font pas partie, de sorte que les obligations s'appliquent au circuit frigorifique ^[1] :

• Contrôles d'étanchéité à partir de 5 tonnes de CO2e de gaz de l'annexe I (article 5, paragraphe 1), au moins tous les 12, 6 ou 3 mois à partir de 0, 50 et 500 t de CO2e, ou tous les 24, 12 ou 6 mois en présence d'un système de détection de fuites (article 5, paragraphe 6). Les tonnes de CO2e correspondent à la charge en tonnes multipliée par le GWP (article 3) ^[1].
• Système de détection de fuites à partir de 500 t de CO2e dans les équipements fixes de réfrigération, de climatisation et de pompe à chaleur (article 6, paragraphe 1) ^[1].
• Certificats (Article 10) pour l'installation, la maintenance ou l'entretien, la réparation, la mise hors service et les contrôles d'étanchéité. Par maintenance ou entretien, on entend les travaux qui ouvrent les circuits contenant des gaz fluorés, ajoutent du gaz ou réparent des fuites (Article 3(18)). Les travaux effectués uniquement sur les pompes, les filtres ou le glycol n'ouvrent pas le circuit frigorifique ^[1].

Où la réglementation mentionne les systèmes indirects

Un refroidisseur de liquide (chiller) est un système unique dont la fonction principale est de refroidir un fluide caloporteur, et la réglementation cite l'eau, le glycol, la saumure et le CO2 comme exemples (Article 3(44)) ^[1]. L'unité desservant le circuit secondaire est donc généralement un refroidisseur de liquide (chiller), couvert par l'annexe IV, point 7 :

Les points (b) à (d) ne s'appliquent pas lorsque le gaz fluoré est nécessaire pour respecter les exigences de sécurité sur site. L'interdiction générale concernant d'autres équipements de réfrigération d'un GWP de 150 ou plus à compter du 1er janvier 2030 (point 5(c)) exclut les refroidisseurs de liquide (chillers) ^[1].

Centrales multipacks et cascades. Les systèmes multipacks commerciaux de 40 kW ou plus utilisant des gaz fluorés d'un GWP de 150 ou plus sont interdits à partir du 1er janvier 2022, sauf dans le circuit primaire des systèmes en cascade, où un GWP inférieur à 1 500 est autorisé (point 6) ^[1]. Ici, le circuit secondaire est un circuit de fluide frigorigène à moyenne température dont la chaleur de condensation est absorbée par le circuit primaire, et non une boucle de saumure (Article 3(35)) ^[1].

Interdictions de maintenance. Depuis le 1er janvier 2025, les gaz d'un GWP de 2 500 ou plus ne peuvent plus être utilisés pour l'entretien des équipements de réfrigération, à l'exception des gaz régénérés ou recyclés jusqu'au 1er janvier 2030 (Article 13(3)). L'interdiction des gaz d'un GWP de 750 ou plus à compter du 1er janvier 2032 exclut les refroidisseurs de liquide (chillers) (Article 13(5)) ^[1].

Suisse : ChemRRV Annexe 2.10

La Suisse dispose de ses propres règles dans l'ordonnance sur la réduction des risques liés aux produits chimiques (ChemRRV, RS 814.81), annexe 2.10. Elles concernent les frigorigènes stables dans l'air, tels que les HFC. La version en vigueur à compter du 1er janvier 2027 mentionne le circuit secondaire (Kälteträgerkreislauf) ^[4] :

• La réfrigération commerciale et industrielle des denrées alimentaires qui est autonome ou dotée d'un circuit secondaire ne peut être mise sur le marché avec un frigorigène d'un GWP de 150 ou plus (section 2.1(3)(b)(4)) ^[4].
• Pour la climatisation des bâtiments et le refroidissement de processus industriels, l'interdiction à un GWP de 150 ou plus cible les systèmes à détente directe (section 2.1(3)(a)(5) et (c)(5)) ^[4].
• Le rechargement avec un GWP de 750 ou plus est interdit dans la réfrigération alimentaire et industrielle ainsi que dans les patinoires, mais le frigorigène vierge reste autorisé dans les systèmes dotés d'un circuit secondaire (sections 3.3.1(2) et 3.3.2(2)(b)). Pour les autres systèmes, l'interdiction du frigorigène vierge prend effet après le 31 décembre 2031 (section 7(5)) ^[4].

Équipements sous pression : la DESP du côté secondaire

La directive 2014/68/UE traite un fluide comme un liquide lorsque sa pression de vapeur à la température maximale admissible TS est supérieure d'au maximum 0,5 bar à la pression atmosphérique. L'eau, le glycol et les saumures remplissent généralement ces conditions. Le groupe 1 couvre les fluides inflammables, toxiques et autres fluides dangereux répertoriés à l'article 13(1)(a), ainsi que les fluides dont la TS est supérieure à leur point d'éclair ; tous les autres relèvent du groupe 2 ^[2]. L'article 4(1) fixe ces limites :

Une boucle glycolée avec une PS de 10 bar ou moins se trouve donc hors du champ de l'article 4(1), quelle que soit sa taille. Cet équipement relève des règles de l'art, est fourni avec des instructions et ne porte pas de marquage CE au titre de la directive (Article 4(3)) ^[2]. Le CO2 en tant que secondaire relève du groupe 2 mais suit les limites pour gaz : à une PS de 40 bar, une ligne DN 40 donne 1 600 bar et est couverte ^[2]. Un évaporateur ou un échangeur thermique à plaques comportant plusieurs chambres est classé selon la chambre présentant la catégorie la plus élevée (Article 13(2)) ^[2].

Protection du glycol, des saumures et de l'eau

Les glycols et les saumures peuvent nuire à l'eau et aux sols. Des réglementations nationales sur les substances présentant un danger pour les eaux peuvent s'appliquer ; consultez l'autorité environnementale locale.

Liste de contrôle pratique

• Calculez le CO2e uniquement pour le circuit frigorifique ^[1].
• Vérifiez si l'unité de refroidissement est un refroidisseur de liquide (chiller) (Article 3(44)) et utilisez l'annexe IV, point 7 ^[1].
• L'ouverture du circuit frigorifique nécessite un certificat pour gaz fluorés ; les travaux sur le côté saumure seul n'en nécessitent pas ^[1].
• Vérifiez la classe du système par rapport à la norme EN 378-1, clauses 5.4 et 5.5 ^[3].
• Définissez la PS du côté saumure et notez si elle dépasse 10 bar ; utilisez les limites applicables aux gaz pour le CO2 ^[2].
• En Suisse, vérifiez les règles relatives au circuit secondaire dans la ChemRRV, annexe 2.10 ^[4].

Dimensionnez les tuyauteries, les pompes et la chute de pression d'un circuit d'eau ou de glycol à l'aide du calculateur Chauffage et climatisation (hydronique).