Fluides frigorigènes inflammables

1 - Champs d’application

Ce guide s’applique aux composants d’un système à compression de vapeur utilisant des fluides frigorigènes inflammables, c’est-à-dire des vannes, des échangeurs de chaleur, des compresseurs et d’autres commandes mécaniques, électroniques et électromécaniques. Ce guide ne s’applique qu’aux composants des systèmes destinés à fonctionner dans des zones non dangereuses, c’est-à-dire dans des zones non ATEX. Il convient de noter que les systèmes de compression de vapeur sont utilisés dans une grande variété d’applications conçues pour fonctionner dans des conditions particulières. Ce guide ne concerne que les principales applications fixes.

• Chiller.
• Climatiseurs à deux ou plusieurs blocs.
• Climatiseur en toiture.
• Appareils de réfrigération commerciale autonomes et systèmes de réfrigération commerciale à distance. 

2 - Cadres et normes réglementaires, introduction

Le scénario d’analyse des risques est un élément central de toutes les normes et directives de sécurité. Les normes de sécurité sont une somme d’expérience et, dans une certaine mesure, une évaluation théorique des risques, même si une procédure spécifique d’évaluation des risques ne fait pas partie de ces normes. Celles-ci créent des cadres pour les conditions de fonctionnement, y compris l’entretien et la conception.

2.1- Normes EN

Les normes harmonisées sont le moyen privilégié de se conformer aux directives de sécurité de l’UE, telles que la directive européenne sur les équipements sous pression, la directive européenne sur les basses tensions et la directive sur les machines. Mais elles ne sont pas la seule solution, car les fabricants sont autorisés à remplacer tout ou partie d’une norme par une analyse de risques. Il existe un certain nombre de normes de sécurité pour les systèmes de réfrigération fixes. Celles-ci peuvent être regroupées selon l’étendue du segment de marché qu’elles couvrent. La norme horizontale (également appelée norme de sécurité des groupes) couvre une large gamme de produits, tandis que la norme verticale (également appelée norme de sécurité des produits) ne couvre qu’un type de produit spécifique. Voir le tableau 2. La norme internationale ISO 5149 est une norme horizontale de sécurité des systèmes très semblable à la norme EN 378. Ces dernières années, les textes ont évolué de la norme ISO 5149 à la norme EN 378 et vice versa. De même, les normes internationales CEI 60335 sont comparables à la série de normes EN 60355. Les normes de sécurité des installations frigorifiques fixent un certain nombre d’exigences pour les systèmes utilisant des fluides frigorigènes inflammables. Ces exigences peuvent être classées de la manière suivante :

• Compétences des personnes travaillant avec le système ;
• Limites de charge afin de minimiser l’impact des accidents les plus graves ;
• Éviter les surfaces chaudes, pour éviter l’inflammation ou la décomposition de fluide frigorigène en cas de fuite ;
• Éviter les sources d’inflammation au-delà de la surface chaude, pour éviter l’inflammation des fuites de fluide frigorigène.

Les exigences en matière de compétences des personnes sont généralement régies par la certification exigée par le règlement de l’UE sur les gaz à effet de serre fluorés (F-Gas). La directive ATEX « Lieu de travail » exige également un niveau de compétence suffisant pour travailler avec des substances inflammables, de sorte que même si la réglementation européenne sur les gaz à effet de serre fluorés ne couvre pas toutes les substances inflammables (par exemple, les hydrocarbures), il existe une obligation légale de compétence pour le personnel. La norme EN 13313:2010 décrit les compétences requises pour le personnel concerné dans les différentes phases du cycle de vie de l’équipement frigorifique, de la conception à la mise en service, en passant par l’exploitation, la maintenance et le déclassement. Cette norme est en cours de mise à jour pour tenir compte des derniers changements apportés à la réglementation de l’UE sur les gaz à effet de serre fluorés et sera publiée en tant que norme internationale ISO 22712. En attendant, la meilleure référence en matière de compétences est celle définie dans les décisions d’application du règlement de l’UE sur les gaz à effet de serre fluorés. Les exigences en matière de compétences n’entraînent pas directement des exigences en matière de composants. Les normes de sécurité du système décrivent un ensemble de règles concernant les charges de fluide frigorigène. Les normes ne sont valides que dans les limites des charges qu’elles prescrivent. La quantité limitée varie en fonction de l’architecture et de l’emplacement du système, des utilisateurs ayant accès au système et, parfois, de la fonction du système. Le tableau 1 donne un aperçu des normes européennes de sécurité des systèmes. Les limites de charge ne fixent pas d’exigences pour les composants. Les normes européennes de sécurité des systèmes traitent généralement les surfaces chaudes séparément des autres sources d’inflammation. D’après les normes EN, les températures des surfaces du système susceptible d’entrer en contact avec les fuites de fluide frigorigène doivent être inférieures de 100 K à la température d’auto-inflammation du fluide frigorigène inflammable (EN 378-2, EN 60335-2-11, EN 60335 -2-24, EN 60335-2-40, EN 60335-2-89). Elles sont plus strictes que les exigences ATEX, selon lesquelles la température de surface doit être simplement inférieure à la température d’auto-inflammation. Les températures de surface maximales de certains fluides frigorigènes sont indiquées dans le tableau 2. Dans la pratique, très peu de composants deviennent suffisamment chauds pour que cette exigence soit pertinente. 

Tableau 1 : Normes européennes de sécurité des systèmes

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Tableau 2 : Températures maximales de surface 

2.2 - Option d’évaluation des risques

Dans le système législatif européen, la sécurité des produits est souvent démontrée par le respect de normes harmonisées. L’application d’une norme harmonisée donne au fabricant le droit de présumer la conformité à la loi selon laquelle la norme est harmonisée. Bien que les normes EN harmonisées soient le moyen privilégié de se conformer à la législation européenne en matière de sécurité, il est également possible de suivre « d’autres spécifications que les normes harmonisées » (voir figure 1). Cette méthode s’appelle normalement l’analyse des risques. Faire une analyse des risques en partant de zéro peut conduire à omettre des risques potentiels. Par conséquent, cette méthode est généralement limitée à un seul aspect d’une application. Souvent, l’évaluation des risques est fondée sur le respect d’une norme non harmonisée, c’est-à-dire une évaluation des risques montrant que cette norme non harmonisée est appropriée pour traiter les risques de l’application. Un exemple pourrait rtre de suivre la dernière norme CEI 60335-2-40, avant même qu’elle ne soit adoptée dans l’UE en tant que norme EN 60335-2-40 et harmonisée. 

3 - Exigences à l’égard des composants

Par défaut, les normes ne sont pas cohérentes, harmonisées, ni bien rédigées. Cette situation peut entraîner une confusion du marché et une réaction excessive vis-à-vis des exigences à l’égard des composants. Prenons l’exemple d’un constructeur de systèmes qui ne sait pas interpréter clairement les exigences relatives aux sources d’inflammation d’une norme. Il peut alors exiger une spécification élevée « sûre », mais inutile, qui est souvent la certification ATEX. Ce n’est évidemment pas une façon viable de procéder. Les systèmes utilisant des fluides frigorigènes inflammables peuvent comporter des composants pour le fluide frigorigène inflammable en question. Cependant, le fabricant du système est responsable de la conception d’un système sûr. Les systèmes doivent être conçus, installés et entretenus conformément aux exigences des normes de sécurité et aux réglementations locales.