LES RENCONTRES PATINOIRES Mai 2007 – Mont Dore

1. SYNDICAT NATIONAL DES PATINOIRES LES RENCONTRES PATINOIRES Mai 2007 – Mont Dore • Remplacement du R22 ? • - Les fluides caloporteurs

2. CO2 HFC H2O HCFC HC CFC NH3 SOMMAIRE • Problématique de l’exploitant • Les différents type de production frigorifiques  • État actuel • Solutions et expériences

3. Problématique de l’exploitant

4. Problématique de l’exploitant De nombreuses patinoires en explotation utilisent le R22 (HCFC) comme fluide frigorigène direct (dans la piste) ou indirect (refoidissement de saumure) Les fluides HCFC sont condamnés à disparaître. Seuls les HCFC recyclés pourront être utilisés pour le Service à partir de 2010 Les rapports montrent que seulement 1% des HCFC sont recyclés, la pénurie paraît donc inévitable Interdiction totale des HCFC à partir de 2015 Les nouveaux fluides HFC vont être soumis à des contraintes particulières

5. Fluides Frigorigènes - Le futur ? Aspects Environnementaux HCFC R22 futur compromis, fluide rare et coûteux HFC R404A Prix futurs ? R507,… Réglementation (F Gaz,..) NH3 R717 Pérenne, efficace, peu coûteux Réglementé, Toxique Installation confinée CO2 R744 Pérenne, efficace, peu coûteux Haut niveau de pression aux conditions ambiante Utilisation en système cascade basse température Ozone depletion Global warming ODP GWP HCFC Elevé Elevé HFC Zéro Elevé HC Zéro Négligeable CO2 Zéro Négligeable NH3 Zéro Zéro Aspects Technico économiques

6. Problématique de l’exploitant Les années 1990 & 2000 • 1987: Protocole de Montréal (couche d’ozone) • 1997: Protocole de Kyoto (effet de serre) • 2000: Règlementation UE (Élimination R-22) • 1997/98/99 : Règlementation NH3 (ICPE) • 2000: Arrêté du 15 mars 2000 • 2002: DESP • 2006: F Gaz • Nomenclature ICPE • Sécurité des personnes, Sécurité alimentaire • Evolution du coût de l’énergie • Développement durable • …

7. 2000+: Etat des lieux Coûts Pérennité ? Fiabilité ? Sécurité ! Rendement Traditions Réglementations Montreal Kyoto HCFC HFC ?

8. Les différents types de productions frigorifiques

9. Les différents type de production frigorifiques Refroidissement direct, principe DTR 22 : Evaporation directe du fluide frigorigène dans le réseau de piste Refroidissement indirect : Circulation d’une saumure (eau glycolée) dans le réseau de piste. Saumure refroidie par une unité de réfrigération fonctionnant avec des fluides types HFC, HCFC ou NH3

10. PRINCIPE DETENTE DIRECTE (R134a – R22) Fluide pompé dans l’échangeur de piste

11. PRINCIPE DETENTE DIRECTE Fluide R22 ou R507 dans l’échangeur de piste

12. PRINCIPE INDIRECT (R22, R507, R134a, R404A, NH3) Fluide frigoporteur dans l’échangeur de piste

13. SYSTEME DIRECT / INDIRECT

14. FLUIDES FRIGORIGENES

15. H C F C (R22)

16. R22 + FRIGOPORTEUR : détente directe / système noyé (flood) à l’évaporateur

17. HFC (R 507 – R 404A – R 134a)

18. NH3 (Ammoniac) + FRIGOPORTEUR

19. Solutions  ?

20. LES SOLUTIONS SYSTÈME INDIRECT (frigoporteur) Fluide HFC (R134a-R507-R407a) Fluide HCFC (R22) Ammoniac (NH3) Installation vétuste Installation récente Fonctionnement au R22 Évaporateur détente directe Évaporateur noyé (étude) (étude) Installation neuve Passage au fluide HFC Passage au fluide HFC sans glissement (R507 – R404a) Installation PERENNE Installation PERENNE Installation PERENNE (fluide naturel) Installation PERENNE Installation PERENNE

21. LES SOLUTIONS SYSTÈME DIRECT (fluide dans la piste) La quantité de fluide est importante (Q > 3 T) Fluide HCFC pompé R134a Fluide HCFC Détente directe R22 En général, anciennes installations qui fonctionnent avec du R12. Quantité de fluide très importante. Q : environ 6 tonnes Différents scénarios : Voir pages suivantes. Installation PERENNE mais contraintes HFC à venir Expérience : Angers – Paris Bercy – Bordeaux Meriadeck – Champigny – Garches les Gonesses Limoges – Mantes la Jolie – Megève centrale – Morzine

22. Les installations en détente directe de R22 LA PROBLEMATIQUE : • Le fluide R22 concerné par le Protocole de Montréal : • - Fin de production fluide neuf Janvier 2010 • - Fin possibilité recharge janvier 2015 • Le système de refroidissement de l’installation est en général un CONDENSEUR EVAPORATIF • - Consommation importante d’eau • - Consommation importante de produits de traitement d’eau • - Légionella – contraintes réglementaires. • La piste de patinage • L’emploi de fluide dans la piste implique un réseau en acier. • - Circuitage et diamètres spécifiques au fluide. • - problèmes de corrosion à moyen ou long terme. • (qualité du béton, contraintes mécaniques et thermiques).

23. Changement de fluide frigorigène R22 par HFC 507 • APPLICABLE DANS CERTAINS CAS UNIQUEMENT : - Piste en très bon état et parfaitement étanche (test de pression impératif), - Pression maximale de service (PMS) des chaudronneries suffisante pour le nouveau fluide, - Diamètre des collecteurs et échangeur de piste suffisant. UNE ETUDE DETAILLEE DOIT ETRE SYSTEMATIQUEMENT REALISEE • AVANTAGES - Investissement réduit - Arrêt minimum de l’installation - Performances quasi-identiques • INCONVENIENTS - La charge en fluide reste identique (3,5 tonne) et onéreuse. - Risque de fuite de la piste car pression de fonctionnement supérieure et huile « décapante » - Probabilité de contraintes réglementaires à venir importantes compte tenu de la quantité de HFC dans l’installation. - Système de refroidissement inchangé (consommation et traitement de l’eau, Légionella). NB : Sauf cas particulier, nous déconseillons cette solution qui présente certains risques et qui ne fait que Retarder l’échéance. Expérience : Annecy

24. PASSAGE EN SYSTEME INDIRECT avec l’installation existante - Démolition de la piste existante, - Reconstruction piste neuve avec réseau d’échange en polyéthylène, - Mise en place d’un échangeur à plaques et d’un système de pompage frigoporteur en salle des machines, - Mise en place d’un système de « refroidissement sec » de l’installation. • AVANTAGES - Les travaux réalisés sur la piste sont définitifs. La piste est indépendante du mode de production de froid. - La charge en fluide frigorigène est divisée par 7 (500 kg au lieu de 3,5 tonnes). - le fluide est confiné en salle des machines. - Suppression de la consommation d’eau et de produits de traitement par le système de refroidissement. - Plus aucun danger de contamination par la Légionella. Suppression des contraintes réglementaires. - Fractionnement de l’investissement. L’installation frigorifique pourra être exploitée jusqu’à son terme normal. Le changement du système de production de froid pourra intervenir ultérieurement.

25. PASSAGE EN SYSTEME INDIRECT avec l’installation existante • INCONVENIENTS : - Immobilisation de la patinoire pour une durée de 6 mois, - Diminution de la puissance frigorifique instantanée (compensée par l’augmentation du temps de fonctionnement), - Augmentation de la consommation électrique (en partie compensée par la suppression de la consommation d’eau et de produits). Expérience : Grand Bornan – Les Arcs Bourg St Maurice – Chatel – Compiègne En cours de réalisation : Reims Barot - Nantes Petit Port

26. PASSAGE EN SYSTEME INDIRECT avec PRODUCTION NEUVE - Prestation identique à la précédente, avec en plus réalisation d’une production frigorifique bénéficiant des techniques les plus récentes (compresseur à vis en système économiseur) • Optimisation énergétique • Utilisation de fluides frigorigènes pérennes (HFC – NH3) Expérience : Wasquehal – Charleville Mézières – Mégève Palais des Sports

27. FRIIGOPORTEURS Déjà 60% des installations frigorifiques de patinoire fonctionnent en système indirect. • A terme, 100% des installations seront concernées. • Tendance à la réduction de la charge et au confinement en salle des machines du fluide frigorigène. LES PARAMETRES : • La température de fonctionnement < -15°C • Le volume du circuit de refroidissement est important (entre 6 et 15 m3 selon la taille de la piste) • Coût • Gros débits véhiculés par le système de pompage car fonctionnement à faible écart de température. La puissance absorbée par les pompes est transmise intégralement dans la piste (au rendement du du moteur près. • Chaleur spécifique, • Viscosité. En fonction de ces paramètres, deux types de frigoporteurs sont rencontrés en patinoire : MEG : Eau + mono éthylène glycol (35% environ) ALCALI : Eau + Ammoniac (15% environ)

28. FRIGOPORTEURS

29. Merci de votre attention