À la recherche d’une alternative au R 227ea du fait de son GWP trop élevé, l’entreprise Kuthe a choisi le Solstice N15 produit par Honeywell, après l’avoir testé avec Climalife pour ses applications en températures ambiantes extrêmes.

Dans l’industrie de la sidérurgie, Kuthe intervient principalement sur la climatisation des cabines de pontiers qui sont soumises à des températures ambiantes pouvant atteindre près de 80 degrés, ainsi que sur le refroidissement des compartiments électriques se trouvant à l’intérieur des ponts roulants. En plus des applications en ambiances extrêmes dans lequel la société kuthe opère, l’évolution des réglementations environnementales est un défi supplémentaire pour le fabricant qui doit être en mesure de proposer de nouvelles solutions à ses clients.

Le R 227ea dans le viseur de la F-Gaz

Suite à l’interdiction de certains gaz fluorés à fort GWP, l’entreprise s’est retrouvée contrainte de stopper l’utilisation du R 227ea au GWP de 3220, bien que ce fluide était exploité depuis 2007 sur un parc d’environ 150 à 200 machines en France et en Europe. Pour faire face à la date butoir du 1er janvier 2020 où les fluides frigorigènes avec un GWP supérieur à 2500 sont interdits en installations neuves, le fabricant devait trouver une alternative pour ses clients « Nous ne pouvions même plus intervenir en maintenance ou en réparation sur des machines contenant plus de 11,4 kilos de R 227ea », explique Matthieu Bourguignon, directeur de Pôle Fabrication chez Kuthe. Dans l’industrie sidérurgique, l’inflammabilité est un critère incontournable. Les très fortes températures et la présence de flammes restreignent le choix des fluides envisageables pour ce type d’application. Les A2L, appréciés pour leur faible GWP/inflammabilité ne sont pas exploitables pour le fabricant sur des applications aux températures ambiantes supérieures à 60 degrés.

R 515B : la bonne alternative

Fin 2019, Climalife a su être pro-actif face à la problématique de la société Kuthe en proposant le R 515B. Les propriétés thermodynamiques du Solstice N15 ont très vite séduit le fabricant. Produit par Honeywell, ce nouveau fluide A1 a été fourni sous forme d’échantillons, offrant à l’entreprise la possibilité de réaliser une première phase de tests. Dès janvier 2020, Kuthe réalise une campagne de mesures au sein de leur chambre climatique qui confirme rapidement leurs espérances. Après une étude théorique appropriée, afin de calculer les volumes balayés, les puissances d’évaporation et de condensation, les sous-refroidissements, etc., les essais et mesures montrent que le R 515B a un fonctionnement plus intéressant côté BP. Dans les mêmes conditions de températures que le R 227ea, il évite les problèmes de BP trop basse qu’on connaissait en période froide avec le R 227ea qui travaillait au vide. Avec le R 515B, on travaille à une BP plus haute et le fluide est aussi efficace à température ambiante élevée qu’à température plus faible. Après analyse du comportement du R 515B sur des climatiseurs standards fonctionnant auparavant au R 227ea, la sélection d’un nouveau compresseur s’impose compte tenu du volume balayé nécessaire plus faible de 30 %. En revanche, les échangeurs, le détendeur et les autres composants sont conservés. La charge en fluide frigorigène est légèrement inférieure de 5% environ. Dans les climatiseurs équipés d’une détente électronique, l’intégration des coefficients de l’équation d’Antoine est de rigueur. Les détendeurs thermostatiques au R 227ea peuvent être conservés en faisant simplement un réglage de la surchauffe. « Nous avons eu de très bons résultats qui nous permettaient de garder les puissances frigorifiques avec peu de changement sur nos installations. Aujourd’hui nous avons même pu réduire la taille de nos compresseurs et obtenir un gain de consommation énergétique d’environ 30 % à 40 % pour les mêmes fonctionnalités que le R 227ea » selon Mathieu Bourguignon.

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Les températures en sidérurgie et la présence de flammes complexifient le choix des fluides frigorigènes.

Un retour d’expérience plus que positif

Depuis mars 2020, la société Kuthe propose donc à l’ensemble de ses clients ce nouveau fluide Solstice N15 comme solution de substitution au R 227ea, particulièrement au sein de sa gamme Euroeco 6VA. Le R 515B est dorénavant utilisé à hauteur de 50 %, privilégié pour les températures ambiantes de plus de + 60°C. Six machines obsolètes qui fonctionnaient au R 227ea ont déjà été remplacées par des nouvelles installations au R 515B, tandis qu’une quinzaine, plus récentes, ont simplement été rétrofitées.

Le savoir-faire de Kuthe

C’est en 1963 que le spécialiste de la climatisation industrielle a vu le jour. Kuthe, société basée à Metz, filiale du groupe familial et indépendant EIMI, conçoit et installe des climatiseurs spécifiques dans les industries à environnements particulièrement difficiles comme la sidérurgie, la pétrochimie, le nucléaire ou encore les zones à atmosphères explosives. Avec un chiffre d’affaires moyen de 12 millions d’euros, le fabricant dispose d’une double casquette : fabricant « sur mesure » et installateur, qui lui vaut sa réputation sur le marché européen et mondial. Composée de 65 salariés, cette PME est dotée d’une équipe d’ingénieurs d’affaires et de techniciens frigoristes de formation.

Profil du R 515B

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Destiné aux chillers, aux pompes à chaleur ou à la climatisation en ambiances extrêmes (Ex : sidérurgie, métallurgie, …) le Solstice N15 est un mélange azéotropique sans glissement, classé ininflammable (A1). Avec un GWP de 293 selon l’IPCC4, le Solstice N15 permet d’offrir une alternative à faible impact environnemental dans des applications où la solution long terme R 1234ze ne peut être mise en œuvre pour des critères d’inflammabilités. La capacité frigorifique du R 515B est identique à celle du R 1234ze et par conséquent supérieure de 65 % à celle du R 227ea. La solution R 515B présente l’avantage de pouvoir fonctionner à température ambiante élevée grâce à une température critique élevée. Les systèmes au R 1234ze seront facilement validés au R 515B par les constructeurs, car la conception est la même.

Mathieu Bourguignon

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