Connexions de tuyaux efficaces et sûres dans la technologie du froid

Domaines d'application typiques

• Installations de froid et de réfrigération : Solutions efficaces pour les supermarchés, hôtels et industries
• Pompes à chaleur : Connexions par pressage simples et rapides possibles
• Technologie de réfrigération commerciale : Parfaitement adaptée aux exigences, choix flexible des matériaux et techniques de connexion
• Froid industriel : Idéal pour les processus de production avec des exigences élevées en matière de résistance à la pression et à la température

Défis actuels de la technologie du froid et de la climatisation du point de vue des entreprises installatrices

• Hautes pressions et températures de fonctionnement : Dans la technologie du froid, les tuyaux et autres composants doivent résister à des pressions et températures de fonctionnement extrêmes, notamment dans le domaine transcritique. Cela nécessite l'utilisation de matériaux de haute qualité et un traitement soigneux pour éviter les fuites et les pannes de système.
• Choix des matériaux et techniques de connexion : Le choix du bon matériau et de la technique de connexion est crucial pour la durabilité et l'efficacité des systèmes de froid. Le cuivre, les alliages de cuivre et des matériaux spéciaux comme le CuFe2P sont souvent utilisés. Différentes techniques de connexion comme le soudage, le pressage ou le sertissage ont chacune leurs avantages et inconvénients, et la décision dépend souvent des préférences opérationnelles et des exigences spécifiques de l'application.
• Nouvelles réglementations et exigences environnementales : Avec la prise de conscience croissante de la protection de l'environnement et du climat, les entreprises sont confrontées au défi de mettre en œuvre des solutions respectueuses de l'environnement et économes en énergie. Cela nécessite non seulement un savoir-faire technique, mais aussi des investissements dans de nouvelles technologies et matériaux. En particulier, le règlement sur les gaz fluorés est un défi pour le secteur. Les gaz à effet de serre fluorés (F-gaz) sont un terme générique pour les HFC (hydrofluorocarbures), PFC (perfluorocarbures) et SF₆ (hexafluorure de soufre).

  Les F-gaz ont une valeur GWP (Global Warming Potential) très élevée. Cela signifie qu'ils ont un impact négatif important sur le réchauffement climatique. Les HFC contribuent le plus aux émissions de F-gaz. Comme réfrigérant alternatif dans les applications de froid, le CO₂ est approprié. L'UE a donc décidé d'une élimination progressive de l'utilisation des F-gaz :

  • À partir de 2027 : Interdiction des F-gaz avec un potentiel de réchauffement climatique (GWP) supérieur à 150 dans les nouvelles pompes à chaleur et climatiseurs.
  • À partir de 2035 : Interdiction de tous les réfrigérants non naturels dans les pompes à chaleur et climatiseurs, même ceux avec une faible valeur GWP.
  • À partir de 2050 : Élimination complète de l'utilisation des HFC (hydrofluorocarbures partiellement fluorés).
• Installation et maintenance : L'installation et la maintenance des systèmes de froid et de climatisation nécessitent un personnel qualifié et une planification minutieuse. Cela comprend le choix des bons composants, l'installation correcte et des travaux de maintenance réguliers pour maximiser la durée de vie des systèmes.

Types de connexions

Les conduites de réfrigérant peuvent être connectées par soudage, pressage ou sertissage. Chaque technique a ses avantages et inconvénients. Souvent, les entreprises choisissent une seule technique de connexion pour diverses raisons, par exemple pour simplifier le stockage ou en raison de la spécialisation. Cela est tout à fait approprié, car c'est le constructeur de froid et non le fabricant qui doit prendre la décision.

Réfrigérants les plus courants

Les réfrigérants les plus courants peuvent être divisés en deux catégories principales : réfrigérants naturels et synthétiques.

Réfrigérants naturels

• Ammoniac (R-717) : Souvent utilisé dans les installations de froid industrielles, car il a une haute efficacité énergétique et n'a pas d'effets directs sur les gaz à effet de serre.
• Gaz carbonique (R-744) : Souvent utilisé dans les supermarchés et l'industrie alimentaire. Il a un potentiel de réchauffement climatique très faible.
• Propane (R-290) : Un hydrocarbure utilisé dans les réfrigérateurs domestiques et les petits climatiseurs.
• Butane (R-600a) : Également un hydrocarbure utilisé dans les appareils ménagers comme les réfrigérateurs.
• Eau (R-718) : Utilisée dans des applications spéciales comme les grands climatiseurs et les pompes à chaleur.

Réfrigérants synthétiques

• R-134a : Un réfrigérant largement utilisé dans les climatiseurs automobiles et les réfrigérateurs domestiques.
• R-410A : Souvent utilisé dans les climatiseurs modernes et les pompes à chaleur.
• R-32 : Un réfrigérant plus récent avec un potentiel de réchauffement climatique inférieur à celui du R-410A, de plus en plus utilisé dans les climatiseurs.

R-134a, R-410A et R-32 font partie des F-gaz.

Ces réfrigérants sont choisis en fonction de l'application et des exigences environnementales. Les réfrigérants naturels sont souvent plus respectueux de l'environnement, tandis que les réfrigérants synthétiques peuvent être plus efficaces dans certaines applications.

Inconvénients des réfrigérants naturels

Les réfrigérants naturels ont de nombreux avantages, mais il y a aussi quelques inconvénients à prendre en compte :

• Inflammabilité : De nombreux réfrigérants naturels comme le propane (R-290) et le butane (R-600a) sont inflammables et présentent un risque d'explosion.
• Toxicité : L'ammoniac (R-717) est toxique et peut être nocif en cas de fuite.
• Odeur : Certains réfrigérants naturels, comme l'ammoniac, ont une odeur forte et désagréable.
• Compatibilité : Tous les réfrigérants naturels ne sont pas compatibles avec les installations de froid existantes, ce qui peut nécessiter des ajustements ou le remplacement de composants.
• Haute pression : Le gaz carbonique (R-744) fonctionne à des pressions très élevées, ce qui nécessite des équipements spéciaux et plus coûteux.

Malgré ces inconvénients, les réfrigérants naturels sont une alternative plus respectueuse de l'environnement aux réfrigérants synthétiques et sont de plus en plus utilisés dans diverses applications.

Fabrication de connexions soudées dans le domaine du froid

Les raccords à souder capillaires sont composés de :

• cuivre désoxydé Cu-DHP (CW024A, au moins 99,90 % Cu)
• alliages de cuivre comme le laiton (Cu-Zn39Pb2, Cu-Zn40Pb2)
• bronze (CC499K, CuSn5Zn5Pb2-C)
• ainsi que, en particulier pour les applications de soudage à haute pression dans le domaine transcritique, de l'alliage cuivre-fer CuFe (CuFe2P, CW107C)

Les raccords à souder pour le brasage fort ou tendre, comme la série 5000, sont conformes à la norme EN 1254 et peuvent être utilisés dans les installations de chauffage, solaires et d'air comprimé ainsi que jusqu'à environ 40 bars dans des applications à haute pression comme les circuits de refroidissement et de réfrigération. Ces raccords sont métriques, c'est-à-dire que la dimension est indiquée en millimètres.

La connexion par soudage tendre n'est utilisable que jusqu'à des températures de fonctionnement maximales de 110 °C et est encore parfois utilisée dans le domaine de l'eau potable. Les connexions soudées dans les conduites de gaz, de gaz liquéfié et d'huile doivent être réalisées uniquement par brasage fort.

Remarque : Comme dans le circuit collecteur des installations solaires thermiques, des températures de stagnation de plus de 110 °C peuvent se produire, le brasage fort doit également être choisi pour les connexions soudées.

Conseils importants pour l'installation de conduites de réfrigérant

Lors du brasage fort de conduites de réfrigérant, par exemple dans les pompes à chaleur à évaporation directe, il faut travailler sous azote comme gaz de protection ou de formage pour éviter la formation de calamine à l'intérieur du tuyau. La calamine peut endommager les compresseurs, obstruer les vannes et favoriser la corrosion.

En ce qui concerne les obstructions, la propreté est essentielle. Les copeaux, la calamine, le flux ou l'humidité à l'intérieur du tuyau peuvent entraîner la formation d'acide, qui attaque les enroulements du moteur ou provoque un placage de cuivre. Les gaz de protection, comme l'azote ou les mélanges azote-hydrogène, empêchent la formation de calamine. La teneur en hydrogène ne doit pas dépasser 4 % en volume.

Dans la technologie du froid, en plus de la brasure à l'argent, des brasures contenant du phosphore, comme L-Ag2P, numéro de catalogue SANHA® 4936, ou L-CuP6 et L-Ag5P, sont utilisées. Elles permettent de souder des tuyaux en cuivre sans flux, car le phosphore empêche l'oxydation. Le brasage fort est effectué selon la norme EN ISO 17672.

Les brasures à haute teneur en argent doivent toujours être utilisées avec du flux. Pour les installations de tuyaux en cuivre dans des environnements contenant de l'ammoniac et/ou de l'hydrogène sulfuré, par exemple dans les bâtiments agricoles, selon la fiche technique DVGW GW 2, un brasage à haute teneur en argent doit être utilisé pour éviter les dommages de corrosion. L'installation et les points de connexion doivent dans ces cas être protégés contre la corrosion externe, par exemple avec des bandes de protection contre la corrosion ou des gaines thermorétractables selon la norme DIN 30672.

Conduites dans la technologie du froid et de la climatisation

Les conduites de réfrigérant relient les unités intérieures et extérieures. Le diamètre et la longueur dépendent du réfrigérant. Par exemple, le R-410A permet des systèmes de conduites longs et fins. En plus des conduites de réfrigérant, il existe des conduites de commande et de condensat. Les climatiseurs à évaporation directe sont appelés systèmes split.

Lors des travaux sur les climatiseurs, la norme EN 378-2 doit être respectée. On distingue les conduites suivantes :

• Conduites d'aspiration
• Conduites de pression (gaz chaud)
• Conduites de liquide

Les points importants à prendre en compte lors de la planification sont :

• Chute de pression
• Retour d'huile
• Protection du compresseur

Tuyaux en cuivre dans la technologie du froid

Pour les installations de froid, seuls les tuyaux conformes à la norme EN 12735-1 doivent être utilisés. Le cuivre (Cu-DHP) est adapté pour des températures de −269 °C à +250 °C et résistant à la plupart des réfrigérants. Les installations au CO₂, comme toutes les applications transcritiques, nécessitent des alliages de cuivre particulièrement résistants à la pression.

Cela inclut par exemple le CuFe.

Raccords à souder pour le domaine transcritique

Les raccords haute pression SANHA® RefHP® en alliage cuivre-fer ont été conçus sur la base de décennies d'expérience dans le domaine des raccords à souder, spécialement pour des pressions de fonctionnement plus élevées, par exemple avec le CO₂, et peuvent être utilisés jusqu'à 130 bars.

Les raccords en cuivre-fer sont optimaux pour la connexion de tous les tuyaux CuFe courants sur le marché de Mueller, Halcor, KME et Wieland. Avec RefHP®, les circuits au CO₂ et autres circuits transcritiques peuvent être installés de manière sûre et rapide.

En particulier pour les supermarchés, où les installations de refroidissement fonctionnent 24 heures sur 24, il est possible d'économiser jusqu'à 25 % d'énergie. Un autre avantage : SANHA® propose RefHP® dans des dimensions allant jusqu'à 2 5/8″.

Les raccords sont désormais utilisés dans de nombreuses chaînes de supermarchés connues en Belgique, aux Pays-Bas, en France et en Allemagne, mais aussi dans des centres de données ou d'autres domaines d'application.

Raccords à presser jusqu'à 48 bars : ACR Copper Press

Avec ACR Copper Press, SANHA® a lancé un nouveau système de pressage pour des applications jusqu'à 48 bars. ACR Copper Press convient à de nombreux réfrigérants d'avenir, circuits VRF/VRV, pompes à chaleur et plus encore.

Le nouveau système se distingue par de nombreuses caractéristiques uniques dans le secteur, qui garantissent ensemble un maximum de sécurité. En même temps, les circuits HVACR et VRV/VRF, les pompes à chaleur et d'autres applications peuvent être réalisés beaucoup plus rapidement.

En particulier lors des rénovations, une économie de temps de plus de 30 % par rapport aux méthodes classiques comme le sertissage a été constatée dans les projets étudiés. Par rapport au soudage capillaire, l'avantage est encore plus grand, tout en garantissant la plus haute sécurité et étanchéité de la connexion.

Avec la technique de pressage, une connexion par emboîtement est réalisée par déformation radiale commune du raccord et du tuyau. La fonction d'étanchéité contre la fuite du fluide est assurée par un joint en plastique élastique, dans ce cas même deux joints ou un joint double.

Cela signifie que la connexion entre le raccord et le tuyau est réalisée par un double pressage de chaque côté des raccords (DualSeal™). La zone de blocage entre les deux éléments d'étanchéité (TrapZone™), son profil D hautement étanche et le profil de pressage particulièrement rond rendent les connexions extrêmement fiables et durables.

Tout cela conduit à une très haute sécurité contre la perte de réfrigérant. ACR Copper Press est proposé de ¼″ à 1 3/8″, ce qui permet de réaliser facilement même de grands circuits.

Acier inoxydable depuis 2007 : NiroTherm®

Le système en acier inoxydable NiroTherm® convient aux systèmes de refroidissement dans le domaine subcritique, comme le glycol, et aux installations de chauffage. Il a été introduit dès 2007. Le fabricant d'Essen a donc de loin la plus longue expérience sur le marché avec ce système de tuyauterie.

Les tuyaux et raccords sont en acier inoxydable austénitique au chrome-nickel, numéro de matériau 1.4301 (AISI 304; NiroTherm®-F : 1.4520/X2CrTi17), et offrent ainsi une haute protection contre la corrosion, notamment de l'extérieur.

Que ce soit l'eau de condensation, la chape humide ou d'autres influences : une peinture de protection longue et coûteuse peut être évitée grâce à la haute qualité du matériau. L'avantage est évident, car les installateurs et les maîtres d'ouvrage économisent ainsi beaucoup de temps.

Avec l'introduction des nouveaux tuyaux NiroTherm®-F sans nickel en 1.4520 (X2CrTi17), la rentabilité du système est encore augmentée. Le système en acier inoxydable convient à une utilisation dans les installations de refroidissement avec du glycol.

Comparaison de produits : Quelle solution SANHA est la bonne ?

Conclusion

SANHA® offre aux constructeurs de froid un large choix de systèmes de tuyauterie sans compromis sur la sécurité. La qualité de fabrication est constamment surveillée de manière stricte.

De plus, non seulement la qualité du produit, mais aussi l'efficacité des contrôles de qualité en cours sont régulièrement vérifiées par des instituts de test neutres selon les règles strictes, par exemple de la Gütegemeinschaft Kupferrohr e. V. et du DVGW.

Grâce aux matériaux de haute qualité et aux technologies de connexion, les conduites de froid et de réfrigérant peuvent être fabriquées rapidement, économiquement et en toute sécurité, et les installations peuvent être exploitées efficacement.