CETAF | Corporation des entreprises de traitement de l’air et du froid

Verger Hamel choisit la solution au co2 transcritique


Verger Hamel choisit la solution au co2 transcritique

Categorie(s) :   Climapresse   Nouvelles  


Par Alexandre Théberge

 

 

Verger Hamel est une entreprise familiale qui œuvre dans le domaine de la pomiculture depuis quatre générations. L’entreprise cultive, entrepose, emballe et distribue des pommes. Les propriétaires de Verger Hamel poursuivaient deux objectifs lorsqu’ils ont décidé d’investir dans la construction de leurs propres chambres à atmosphère contrôlée.

 


 

D’une part, diminuer les coûts élevés d’entreposage et, d’autre part, fournir à leurs clients une pomme d’une fraîcheur parfaite à la sortie de l’entrepôt, comparable à celle d’une pomme récemment cueillie. En raison du coût élevé de l’entreposage et dans le but d’en améliorer la qualité, l’entreprise Verger Hamel a pris la décision de bâtir ses propres chambres à atmosphère contrôlée afin d’assurer des conditions optimales de stockage pour chaque variété de pommes. Dans le monde des pomiculteurs, les unités de condensation sont la norme, le but étant de faire des installations à faible coût au détriment de la performance énergétique.

 

Par contre, dans le cas du Verger Hamel, le jeune entrepreneur qui reprend les rênes de l’entreprise familiale est très intéressé par les nouvelles technologies. Il était donc très ouvert à sortir des sentiers battus. Lorsque nous lui avons proposé un système frigorifique centralisé fonctionnant au CO2 transcritique, il a exprimé un très grand intérêt. Dans ce type de chambre, les différents paramètres à contrôler sont la température, l’humidité, les taux d’oxygène, de dioxyde de carbone et d’éthylène. En lien avec ces éléments, nous aborderons la gestion de la température et de l’humidité dans cet article.

 

 

Description du système

Verger Hamel a fait le choix d’un système de refroidissement au CO2 transcritique installé par la firme leprohon pour l’ensemble de ses chambres à atmosphère contrôlée. Le projet comprenait la mise en place d’un système de refroidissement pour dix chambres d’entreposage à atmosphère contrôlé ainsi que d’un corridor réfrigéré pour l’entreposage standard. Du côté des avantages, le système aura une très bonne pérennité, la gestion de l’énergie sera optimale et l’utilisation d’un fluide frigorigène naturel permettra de minimiser l’impact environnemental (faible PRG), ce qui est indispensable pour notre planète. Dire qu’à l’époque, lors des nuits froides de printemps, une des pratiques les plus répandues dans ce type de production était de brûler de vieux pneus de voitures dans les champs pour empêcher le gel des bourgeons … les temps changent et c’est pour le mieux!

 

La saison de récolte des pommes débute en août et se termine à la mi-octobre. Dès que les pommes sont cueillies, il faut les entreposer le plus rapidement possible dans les chambres afin d’abaisser leur température, ce qui ralentit le métabolisme du fruit, donc son vieillissement. Les consommateurs peuvent alors croquer dans ce fruit délicieux tout au long de l’année comme s’il avait été cueilli la journée même. Le processus d’entreposage se fait sur deux mois et demi. Cela permet entre autres de diminuer la capacité (btu/hr) des compresseurs, car le remplissage et le refroidissement des chambres se font consécutivement. Nous pouvons ainsi gérer l’ensemble des chambres avec seulement trois compresseurs. Dans notre système, il y a un compresseur raccordé à un variateur de fréquences. Cette approche nous permet de moduler la capacité en fonction du nombre de chambres utilisées. De plus, un variateur de vitesse sert de démarreur progressif, ce qui engendre une diminution de l’intensité lors du démarrage.

 

Le refroidisseur de gaz (gas cooler) est équipé de moteurs ECM à débit variable qui permettent de s’adapter à la température de sortie du CO2. La technologie de modulation utilisée par le compresseur et le refroidisseur de gaz permet de diminuer le nombre de démarrages. De plus, nous faisons flotter la haute pression, ce qui est d’une importance capitale pour augmenter le rendement énergétique de ce type de réfrigérant. La haute pression flottante permet de diminuer considérablement la pression de condensation lorsque la température extérieure diminue. Ce qui, dans un pays nordique comme le nôtre, représente un avantage non négligeable. Ce processus entraîne une diminution du taux de compression et donc de la puissance absorbée. Le COP (coefficient de performance) est ainsi grandement amélioré.

 

 

Verger Hamel

Lorsque le refroidissement des pommes est terminé et que le contrôle d’atmosphère est stabilisé, la capacité (btu/hr) requise pour maintenir les chambres sous contrôle est beaucoup plus faible, ce qui nous permet d’utiliser un seul compresseur pour l’ensemble des chambres. Dans ce type d’installation, les chambres sont totalement scellées. Les joints des panneaux des chambres froides sont recouverts d’un produit scellant et des portes étanches sont installées afin de prévenir toute perte d’atmosphère vers l’extérieur et toute infiltration d’air extérieur dans les chambres. Le maintien constant des différents paramètres de conservation de la pomme est donc assuré. Un test de pression ainsi que de vide (vacuum) est effectué afin d’assurer l’étanchéité de la chambre. Le test consiste à pressuriser la chambre à 1.0 po/d’eau et 20 minutes plus tard, la pression minimum maintenue dans la chambre doit être >= 0.05 po/d’eau. Et pour le vide (vacuum), c’est l’inverse, un vide de -1.0 po/d’eau est créée dans la chambre et 20 minutes plus tard le vide minimum doit être <= -0.05 po/d’eau. Bref, lorsque la chambre est sous atmosphère contrôlée, l’augmentation de la charge (btu/hr) due à l’infiltration est négligeable.

 

 

Évaporateur

Verger HamelLe système au CO2 alimente les évaporateurs en détente directe. C’est au niveau du distributeur que se situe l’une des différences entre l’utilisation du CO2 et celle d’un réfrigérant synthétique. Comme la densité du CO2 est beaucoup plus élevée que celle du HFC, moins de circuits sont requis à l’évaporateur pour atteindre un régime turbulent, donc un bon échange de chaleur. Cette différence permet d’améliorer la capacité des évaporateurs sélectionnés pour notre projet de 15% par rapport au HFC. Les évaporateurs sont sélectionnés en fonction de la faible différence de température (∆Tº). Le but est de rapprocher la température ambiante de l’enceinte à la température de vaporisation du fluide, afin de maintenir une humidité relative élevée dans la chambre. Ceci permet de diminuer les pertes d’eau provenant de la pomme et favorise le maintien d’une belle qualité du produit. La détente est effectuée par une valve électronique gérée par un contrôleur dont l’algorithme a été spécialement conçu pour la réfrigération au CO2, dû au fait que la surchauffe varie rapidement. De cette façon, nous nous assurons de toujours maintenir le meilleur rendement possible dans l’évaporateur.

 

 

Installation

L’installation de la partie basse pression est en cuivre, ce qui permet au frigoriste ayant une certification en brassage d’effectuer 90% du travail. La section haute-pression qui est en acier inoxydable doit supporter une pression de service de 1740 psi. Un soudeur qui possède la certification haute-pression est requis lors du montage. L’installation est aussi équipée d’une unité de condensation de faible capacité raccordée à une génératrice, qui va démarrer automatiquement lors des pannes de courant afin de prévenir l’augmentation de la pression du CO2 qui serait causée par l’élévation de la température chambre à la température ambiante. Cet ajout est essentiel puisque le côté basse pression n’est pas en mesure de maintenir une pression supérieure à 600 psi.

 

 

Système de gestion centralisé

Un système de gestion centralisé prend en charge les différents paramètres d’opération du système de réfrigération. Le système permet de rester connecté à distance et d’avoir accès aux données en temps réel. Au démarrage, étant donné que chaque installation a ses propres spécifications, cet outil est d’une très grande utilité pour faire la mise au point des différents paramètres et faire un suivi 24 heures sur 24 et ainsi optimiser la programmation initiale. Il permet l’enregistrement des paramètres de fonctionnement, tels que les températures, les pressions d’opérations, les séquences de dégivrage, les heures de fonctionnement et bien d’autres informations. De plus, cet outil est très utile lors des périodes de maintenance et en cas de bris, puisqu’il permet de trouver le problème beaucoup plus rapidement.

 

 

Gestion d’huile

Une des problématiques majeures des systèmes au CO2 est la gestion de l’huile. Puisque l’huile circule beaucoup plus que dans un système au HFC, il est essentiel de bien la gérer. Un séparateur d’huile est installé sur la décharge des compresseurs. L’huile récupérée dans le séparateur d’huile est dirigée dans la réserve qui, sous contrôle électronique, la réachemine aux compresseurs. Par contre, le séparateur d’huile ne suffit pas. Afin d’assurer une lubrification optimale des compresseurs, la température d’aspiration est constamment surveillée. Une température d’aspiration trop basse peut provoquer la dispersion de l’huile frigorifique hors des compresseurs. C’est un phénomène qui est très fréquent dans les systèmes utilisant le CO2 comme fluide frigorifique. Un échangeur est donc installé pour maintenir la surchauffe nécessaire aux compresseurs. De plus, étant donné que la surchauffe est bien contrôlée, on prévient un retour de liquide éventuel aux compresseurs. Enfin, l’huile fait partie intégrante de tous les systèmes de réfrigération. Une bonne gestion de l’huile est essentielle afin de s’assurer qu’il n’y a aucun surplus en circulation, car c’est un isolant thermique qui diminue l’efficacité des échangeurs.

 

 

Conclusion

L’utilisation du CO2 est en croissance à travers le monde. Après une énième augmentation des prix des HFC et en raison de l’incertitude réglementaire, le CO2 s’avère un très bon choix et évite d’être pénalisé par une éventuelle restriction sur les HFC. La démarche écoresponsable amorcée par le nouveau gestionnaire de Verger Hamel incitera sûrement la relève future à continuer dans la même veine. La réfrigération au CO2 est une technologie qui a évolué énormément au cours des dix dernières années, ce qui a entraîné une amélioration appréciable du fonctionnement et des performances de ces systèmes. Le Québec peut être fier d’être un des pionniers dans ce type de technologie en Amérique du Nord.

 


Alexandre Théberge

 

 

 



Retour aux nouvelles et événements

Inscription à Verger Hamel choisit la solution au co2 transcritique


  • Ce champ n’est utilisé qu’à des fins de validation et devrait rester inchangé.

S'inscrire à l'infolettre


  • Ce champ n’est utilisé qu’à des fins de validation et devrait rester inchangé.
Défiler vers le haut
error

Vous avez aimé cet article ? Partagez-le !