Détection des gaz dans les systèmes de...

Détection des gaz dans les systèmes de réfrigération

Guide d’applicationREFRIGERATION &AIR CONDITIONING DIVISION

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Guide d’application Détection des gaz dans les systèmes de réfrigération

© Danfoss A/S (RA Marketing/MWA), 05 - 2008 DKRCI.PA.000.B1.04 / 520H2782 3

Sommaire Page

Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4

Technologie des sondes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4

EC - Sondes électrochimiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4

SC - Sondes semi-conductrices (état solide) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5

CT - Sondes catalytiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6

IR - Infrarouge. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6

Quelle sonde convient à un réfrigérant donné ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6

Comparaison relative des prix . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7

Nécessité de la détection des gaz. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7

Législation et normes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7

Exigences de détection des gaz selon la norme EN 378-2000 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8

Législation pour les gaz fluorés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8

Exigences de détection des gaz selon la norme prEN 378-2006 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9

États-Unis - Exigences de détection des gaz selon la norme ASHRAE 15-2004. . . . . . . . . . . . . . . . . .9

Instructions d’installation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

Position des détecteurs de gaz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

Nombre de détecteurs de gaz dans une installation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

Étalonnage/essai. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

Méthodes d’étalonnage/essai . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

Méthode I - Étalonnage/essai en remplaçant la carte de circuit imprimé de la sonde. . . . . . . . . 12

Méthode II - Étalonnage de détecteurs de gaz au moyen d’un gaz d’étalonnage. . . . . . . . . . . . . 12

Essai « bump test » . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

Plage d’alarme/sensibilité des détecteurs de gaz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

Recommandations de Danfoss pour les niveaux d’alarme. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

Limites d’exposition professionnelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

Références. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

Annexe I - Données communes de réfrigération. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

Annexe II - EN 378:2000 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

Annexe III - prEN 378:2006 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

Annexe IV - ASHRAE 15-2004 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

Abréviations communes utilisées

LII = Limite inférieure d’inflammabilitéOEL = Occupational Exposure Limits (Limites d’exposition professionnelle)ATEL = Acute-Toxicity Exposure Limit (Limite d’exposition à une toxicité aiguë)ODL = Oxygen Deprivation Limit (Limite de privation d’oxygène)OSH = Occupational Safety Limit (Limite de sécurité professionnelle)ODP = Ozone Depletion Potential (Potentiel d’appauvrissement de l’ozone)

GWP = Global Warming Potential (Potentiel de réchauffement planétaire)TRK = Technische Richtkonzentrationen (Concentrations indicatives techniques)MAK = Maximale Arbeitsplatzkonzentrationen (Concentrations maximales sur le lieu de travail)TLV = Threshold Limit Value (Valeurs seuils)STEL = Short Term Exposure Limit (Limite d’exposition de courte durée)PEL = Permissible Exposure Limits (Limites d’exposition admissible)


4 DKRCI.PA.000.B1.04 / 520H2782 © Danfoss A/S (RA Marketing/MWA), 05 - 2008

Introduction La détection des gaz et la détection de fuites sont deux activités distinctes concernant le même domaine, mais dont les méthodes sont très différentes.

La détection de gaz concerne l’analyse d’échantillons d’air afin de déterminer la présence de gaz réfrigérants. La détection de fuites est l’inspection systématique d’un système de réfrigération afin de déterminer s’il comporte des fuites. Il ne faut donc pas confondre les termes « détection des gaz » et « détection de fuite » car ils ne sont pas comparables.

L’équipement de détection de fuites est normalement un équipement manuel porté par des personnes et utilisé pour détecter des fuites dans les systèmes de réfrigération. Les multiples types de détecteurs de fuites vont de techniques simples comme l’eau savonneuse jusqu’à des instruments électriques sophistiqués.

L’équipement de détection des gaz est habituellement utilisé dans une installation

fixe et comporte un certain nombre de sondes situées dans des zones où l’on peut s’attendre à une accumulation de réfrigérant en cas de fuite dans l’installation.

Ces zones dépendent de la disposition de la salle des machines et des espaces adjacents, de la configuration de l’installation et du réfrigérant en question.La sélection de l’équipement de détection de gaz approprié doit répondre à un certain nombre de questions :

Quels gaz doivent être mesurés, et en quelles quantités ?

Quelle sonde est la plus appropriée ? Combien de sondes sont-elles nécessaires ? Où et comment doivent-elles être placées et étalonnées ?

Quelles alarmes sont appropriées ? Combien sont-elles nécessaires ? Comment traiter les informations d’alarme ?

Ce guide d’application tentera d’y apporter des réponses.

Technologie des sondes Danfoss, en fonction du réfrigérant et de la plage en ppm exigée, a sélectionné les sondes les plus appropriées pour le gaz réfrigérant ciblé.

EC - Sondes électrochimiques

Danfoss propose ainsi les technologies de sondes suivantes :

Les cellules électrochimiques sont principalement utilisées pour les gaz toxiques et conviennent pour l’ammoniac. Elles sont généralement constituées de deux électrodes immergées dans un fluide électrolytique.

Une réaction d’oxydation/réduction génère un courant électrique qui est proportionnel à la concentration du gaz.

Ces sondes sont très précises (0,02 ppm) et sont principalement utilisées pour les gaz toxiques qui ne peuvent pas être détectés autrement ou lorsque des niveaux de précision élevés sont requis (schéma 1).

Ces appareils étaient relativement onéreux et peu durables. Danfoss propose désormais des sondes EC spécifiques pour l’ammoniac dans la plage 0-5,000 ppm dont la durée de vie est d’environ 3 ans.

La durée de vie de la sonde sera réduite en cas d’exposition à de fortes fuites ou à une exposition de fond constante à l’ammoniac (schéma 2).

Elles ne sont que très rarement soumises à des interférences réciproques. Même si elles peuvent réagir aux variations d’humidité importantes brusques, leur fonctionnement revient rapidement à la normale.

Schéma 1

Temps

Sens

ibili

té

Plage min. de tolérancemax.

Temps de fonctionnement max. avant étalonnage

Concentration de gaz « forte »

Concentration de gaz « faible »

tolérance



EC - Sondes électrochimiques(suite)

Gaz

1

Gaz

2

Gaz

3

Gaz

cib

lé

Gaz

4

Gaz

5

Spéci�cation du gaz

Sens

ibili

té

Spectre de sensi-bilité « large »– Semi-conducteur– Catalytique

Spectre de sensi-bilité « étroit »– Électrochimique– Infrarouge

SC - Sondes semi-conductrices (état solide)

Les sondes semi-conductrices mesurent le changement de résistance (proportionnel à la concentration) pendant que le gaz est absorbé sur la surface d’un semi-conducteur constitué normalement d’oxydes métalliques.

Ces sondes peuvent être utilisées pour une large gamme de gaz, y compris les gaz combustibles, toxiques et réfrigérants.

Leurs performances sont censées être meilleures que celles du type catalytique dans la détection des gaz combustibles à faibles concentrations, jusqu’à 1,000 ppm. C’est pourquoi leur popularité augmente dans le domaine de la réfrigération, puisqu’il est nécessaire de pouvoir détecter les réfrigérants hydrocarbures à bas niveaux pour éviter des problèmes potentiels et des dépenses.

Elles sont économiques, durables, sensibles, stables, résistent à la contamination et peuvent être utilisées pour détecter une large gamme de gaz, y compris tous les réfrigérants CFC, HCFC, HFC, l’ammoniac et les hydrocarbures.

Elles ne sont cependant pas sélectives, et ne conviennent pas à la détection d’un gaz isolé dans un mélange ou lorsque la présence de fortes concentrations de gaz d’interférence est prévisible (schéma 3).

Les interférences provenant de sources à court terme (p. ex. les gaz d’échappement d’un camion) entraînant de fausses alertes peuvent être surmontées en retardant le déclenchement de l’alarme.

Les sondes semi-conductrices pour les hydrocarbures halogénés peuvent être utilisées pour la détection simultanée de plus d’un gaz ou d’un mélange gazeux, ce qui est particulièrement utile pour le contrôle d’une salle d’installation en présence de plusieurs réfrigérants différents.

Schéma 2

Schéma 3

TempsSe

nsib

ilité

Plage min. de tolérance max.

Temps de fonctionnement max. avant étalonnage

Fuite de gaz « importante »

Important ! L’installation d’une nouvelle sonde est nécessaire

tolérance



CT - Sondes catalytiques Les sondes catalytiques (de type à bille ou pellistor) sont principalement utilisées pour les gaz combustibles, y compris l’ammoniac, et sont les sondes les plus populaires dans les applications à hauts niveaux de détection.

La sonde fonctionne en brûlant le gaz à la surface de la bille et en mesurant la variation de résistance (proportionnelle à la concentration) ainsi provoquée dans la bille. Ces sondes sont relativement économiques, populaires et bien comprises, et leur durée de vie peut atteindre 5 ans. Le temps de réponse est d’environ 20 à 30 secondes.

Elles sont parfois sensibles à la contamination dans certaines applications, mais généralement pas en réfrigération, et sont plus efficaces à des niveaux de gaz de 1,000 ppm jusqu’à une LEL de 100 %.

Elles sont principalement utilisées avec les gaz combustibles et sont par conséquent adaptées à l’ammoniac et aux réfrigérants hydrocarbures à fortes concentrations.

Elles sont capables de détecter tous les gaz combustibles mais leurs vitesses de réponse sont différentes pour chacun, ce qui permet de les étalonner pour des gaz particuliers. Il en existe des versions spécifiques pour l’ammoniac.

IR - Infrarouge La technologie infrarouge repose sur le fait que les gaz présentent une bande d’absorption caractéristique dans la zone infrarouge du spectre, ce qui permet de les détecter. La concentration peut être déterminée par comparaison avec un faisceau de référence.

Lors de l’introduction des sondes à infrarouge, elles étaient spécifiques à un seul gaz, donc ne convenaient pas à des applications impliquant le contrôle de plusieurs gaz. Elles étaient très sélectives et précises - permettant une lecture jusqu’à une partie par million. L’infrarouge était typiquement utilisé dans les applications nécessitant un haut niveau de précision et de spécificité. Cette même précision des performances implique leur coût élevé.

La spécificité est cependant devenue un désavantage dans les salles des machines car l’élimination progressive a donné lieu à des installations à gaz mélangés nécessitant un modèle différent pour chaque gaz, ce qui est une solution très onéreuse.De nouveaux modèles ont été développés sur la base d’un contrôle à large longueur d’onde infrarouge permettant de détecter des mélanges gazeux, ce qui réduit cependant la spécificité et la précision. Des modules spécifiques au réfrigérant peuvent être utilisés selon les préférences dans le cas d’une possible présence d’interférence réciproque.

Semi-conductrice Électrochimique Catalytique Infrarouge

Ammoniac à concentration « faible » (< 100 ppm) – 4 – –

Ammoniac à concentration « moyenne » (< 1000 ppm) 1) (4) 4 – (4)

Ammoniac à concentration « forte » (< 10000 ppm) 1) 4 – 4 (4)

Ammoniac à concentration « très forte » (> 10000 ppm) – – 4 (4)

Dioxyde de carbone CO2 – – – 4

Hydrocarbures HC (4) – 4 (4)

Hydrocarbures halogénés HCFC - HFC 4 – – (4)

La meilleure solution Applicable - mais moinsintéressante

Non applicable

Quelle sonde convient à un réfrigérant donné ?

Schéma 4

1) Plage de mesure de 0 à 1000 ppm. Peut être ajusté sur toute la plage.



Coût

rela

tif d

e la

so

nde

SC Semi-conductrice

EC Électro-chimique

CT Catalytique

IR Infrarouge

Comparaison relative des prix

Nécessité de la détection des gaz

Différentes raisons expliquent la nécessité de la détection des gaz. Bien entendu, la réglementation est un argument de poids, mais encore • Réductiondescoûtsd’entretien(coût du gaz de remplacement et des demandes d’intervention)• Réductiondelaconsommationd’énergie causée par le manque de réfrigérant.• Risqued’endommagerlesproduits entreposés en raison d’une fuite importante.• Réductionpossibledescoûtsdesassurances.• Taxessurlesréfrigérantspolluants

Différentes applications de réfrigération nécessitent une détection des gaz pour des raisons différentes.

L’ammoniac est classé parmi les substances toxiques, et son odeur caractéristique en fait un produit « à alarme intégrée ». Des détecteurs de gaz restent cependant très utiles dans une salle des machines car le personnel n’est souvent pas présent pour prendre les mesures nécessaires. En outre, l’ammoniac est le seul réfrigérant commun qui soit plus léger que l’air.

Les hydrocarbures sont classés comme inflammables. Il est donc essentiel de vérifier

que la concentration autour du système de réfrigération ne dépasse pas la limite d’inflammabilité.

Les réfrigérants fluorés ont tous un certain impact sur l’environnement. Il est donc essentiel d’en éviter toute fuite. Le CO

2 (dioxyde de carbone) est directement impliqué dans le processus de respiration et doit être traité en conséquence. L’air contient environ 0,04 % de CO

2. A des concentrations plus élevées,

on constate l’apparition d’effets indésirables, depuis l’accélération de la vitesse de respiration (~100 % pour une concentration de 3 % de CO

2)

jusqu’à la perte de conscience et la mort à des concentrations de CO

2 dépassant les 10 %.

Oxygène - des sondes de privation d’oxygène peuvent être utilisées dans certaines applications, mais elles ne seront pas décrites dans ce guide, Danfoss n’en proposant pas.

Remarque : Les sondes à oxygène ne doivent jamais être utilisées dans des installations au CO

2.

Législation et normes Les exigences mondiales de détection des gaz sont différentes selon les pays. Vous trouverez ci-dessous une présentation des lois et réglementations les plus communes :

Europe :La norme de sécurité en vigueur en Europe pour les systèmes de réfrigération est la norme EN 378-2000. Une mise à jour exhaustive de cette norme a été réalisé au cours des dernières années.

Ce travail a été achevé (prEN 378-2006), mais la norme n’a pas encore reçu son approbation finale.

Danfoss recommande de consulter cette version de la norme, beaucoup plus contraignante, dont les exigences sont différentes.

Remarque ! Les exigences de détection des gaz ne sont pas identiques dans les normes EN 378-2000 et prEN 378-2006.

Les exigences pour l’équipement de détection des gaz en Europe sont définies par la législation nationale des différents pays et peuvent donc être différentes de celles de la norme EN 378.

Les exigences de détection des gaz selon les normes EN 378:2000 et prEN-378:2006 sont limitées aux salles des machines. Il faut noter que les salles des machines, selon ces normes, sont des zones réservées. Les niveaux d’alarme spécifiés ne reflètent pas les effets à long terme (sécurité personnelle).

Schéma 5



Exigences de détection des gaz selon la norme EN 378-2000

La détection des gaz est nécessaire selon la norme EN 378:2000 pour toutes les installations où la concentration dans la salle des machines peut dépasser la limite pratique dans cet espace.

Dans le cas des réfrigérants toxiques et inflammables, cela signifie virtuellement tous les systèmes commerciaux ou industriels, mais dans le cas des réfrigérants A1, les petits systèmes ne nécessitent pas obligatoirement de détection des gaz. Cependant, dans la majorité des installations importantes, il est probable que la limite pratique soit dépassée dans le cas d’une fuite majeure, rendant indispensable la détection des gaz.

Vous pourrez trouver des indications dans la norme EN 378:2000, partie 3, paragraphe 7.2, qui stipule que « la concentration de réfrigérant dans chaque salle des machines doit être contrôlée en un ou plusieurs points ». Cela concerne tous les groupes de réfrigérants, y compris A1. Cependant, dans le paragraphe 7.4.1, la norme stipule « Si un système réfrigéré… est équipé de détecteurs de réfrigérants… », soulevant la question de la nécessité ou non de la détection. On peut en conclure que, si les calculs indiquent que la concentration de réfrigérant dans la salle des machines ne peut jamais atteindre la

N

N

Y

Y

Y

N

EN 378-3:2000 Début

AmmoniacClause 6.2.5.1

Clause 7.5

Pas d’exigences Charge > 10 kg

Détection des gaz requise

niveau haut/bas

Charge > limite

« pratique »


Pas d’exigences

limite pratique, une détection des gaz fixe n’est pas nécessaire. Cependant, si la concentration peut atteindre la limite pratique, même pour les réfrigérants A1, la détection fixe devient obligatoire.

Les annexes II et III récapitulent les limites pratiques de divers réfrigérants, qui sont extraites des normes EN 378-2000 partie 1 et prEN 378-2006. Dans ces tableaux, la limite pratique de l’ammoniac est calculée sur sa toxicité et les limites pratiques des hydrocarbures sont calculées sur leur inflammabilité et sont fixées à 20 % de la limite inférieure d’inflammabilité. Les limites pratiques pour tous les réfrigérants A1 sont fixées à leur limite d’exposition de toxicité aiguë (ATEL).

Si la charge totale de réfrigérants dans une salle, divisée par le volume net de la salle, est supérieure à la « limite pratique » (voir les annexes II et III), il est alors raisonnable de conclure qu’un système de détection des gaz doit être installé.

La norme EN 378-2000 n’impose l’installation d’une détection des gaz fixe que dans les salles des machines.

Schéma 6

Législation pour les gaz fluorés Réglementation sur les gaz fluorés (EC) N° 842/2006. L’objectif de la réglementation est de contenir, prévenir et par conséquent réduire les émissions de gaz à effet de serre fluorés concernés par le protocole de Kyoto.La directive sur les gaz fluorés est obligatoire pour tous les états membres de l’UE et de l’AELE.

La réglementation concerne l’utilisation des HFC, PFC et SF6 (GWP > 150) dans toutes leurs applications, à l’exception des climatisations mobiles, rattachées à la directive relative aux réfrigérateurs domestiques.

La réglementation est entrée en vigueur le 4 juillet 2006 et un certain nombre des mesures s’appliquent depuis le 4 juillet 2007.

Ces exigences de vérification de fuite, qui constitueront la base pour les opérateurs, imposent d’utiliser « toutes les mesures qui sont

techniquement réalisables et n’entraînent pas de dépenses disproportionnées » pour prévenir les fuites et réparer toute fuite détectée.

Une vérification de fuite périodique par un personnel certifié est nécessaire, aux fréquences suivantes en fonction de la quantité utilisée :

• 3kgouplus:aumoinstousles12 mois - sauf pour les systèmes hermétiquement clos contenant moins de 6 kg ;• 30kgouplus:aumoinstousles6mois(12 mois avec un système de détection de fuites approprié) ;• 300kgouplus:aumoinstousles3mois (6 mois avec un système de détection de fuites approprié - qui est de toute façon obligatoire).• Lessystèmesdedétectiondefuitedoivent être vérifiés au moins tous les 12 mois.

O

O



N

Y

Y

N

Début

Charge < 3 kg

Salle des machines

(Clause 7.2.a)

Charge > limite Pas d’exigences

Exigences supplé-mentaires


N

YPas d’exigences


(Clause 8.11.2.1)

(Clause 7.2, tableau 1*)

(Clause 7.2.2)

Exigences de détection des gaz selon la norme prEN 378-2006

La norme prEN 378:2006 est une mise à jour de la norme EN 378:2000. La norme n’a pas encore reçu l’approbation finale, mais elle contient des informations importantes concernant la détection des gaz.

États-UnisExigences de détection des gaz selon la norme ASHRAE 15-2004

Les exigences de détection des gaz selon la norme ASHRAE 15-2004 concernent les exigences pour les pièces comportant un équipement réfrigérant, y compris les salles des machines. Les valeurs d’alarme de « bas niveau » sont inférieures ou égales aux niveaux des TLV-TWA. (Voir aussi Limite d’exposition professionnelle, page 14)

Schéma 7

Fig. 8

* Remarque : la limite de charge, définie dans la norme ASHRAE 15-2004, se trouve aussi, pour les réfrigérants sélectionnés, dans l’annexe IV (limite pratique).

N

Y

N

N

Y

Y

Y

N

prEN 378-3:2006 Début

Ammoniac

Charge > limite

« pratique »

Clause 8.1

Clause 8.7

Clause 8.1

Charge >100% ATEL/ODL

Détection des gaz requise niveau

haut/bas

Charge >25 kg

Pas d’exigences

Charge >50 kg

Y

N

Clause 8.1


Pas d’exigences


O

O

O

O

O

O

O

O



Instructions d’installation Deux approches existent : la protection de périmètre ou la détection ponctuelle. La détection de périmètre implique la pose de sondes tout autour du périmètre de l’espace en question pour assurer un contrôle de l’ensemble de l’espace. En détection ponctuelle, une sonde est placée dans une position particulière correspondant à une inquiétude de fuite particulière, par ex. au niveau du compresseur. Pour les gaz plus lourds que l’air, les sondes doivent être placées près du sol/au point le plus bas.

Pour les gaz plus légers que l’air, les sondes doivent être montées tout en haut des murs, au plafond ou près des extractions, tout en restant à des endroits facilitant l’entretien.En cas de densité égale, le montage est effectué à hauteur de tête.Dans certains pays, il peut être obligatoire de relier les détecteurs de gaz à une UPS (onduleur) pour qu’ils continuent de fonctionner en toute sécurité en cas de panne de courant.

Densité relative(Réfrigérant à air à 25 °C/1 bar [-])

0

1

2

3

4

R717

R744 R2

2

R134

a

R404

A

R407

C

R410

A

R507

R290

R600

R600

a

R127

0

Position des détecteurs de gaz

Les détecteurs de gaz doivent être alimentés comme l’indique leur manuel d’instructions et avec une longueur de câble correcte pour le

Généralités :Ne pas monter les sondes sur une structure qui est soumise aux vibrations ou aux impacts, comme les tuyaux et les supports de tuyaux.

Ne pas positionner les sondes près d’une source de chaleur excessive ou à des endroits

mouillés ou humides.

Ne pas les monter a un endroit directement exposé à la chaleur du soleil.

Ne pas les installer dans des zones où de la condensation peut se former.

Deux méthodes de positionnement de sondes :

Détection ponctuelle, où les sondes sont placées aussi près que possible des sources de fuites les plus probables.

Détection de périmètre, où les sondes entourent complètement la zone dangereuse.

La méthode la plus appropriée est sélectionnée en fonction de la taille et de la nature du site.

Les détecteurs doivent être positionnés en haut/en bas en fonction de la densité du réfrigérant concerné.

Si la salle des machines est équipée d’une ventilation mécanique, l’air se déplace vers le ventilateur. Pour des problèmes de positionnement, un tube de fumée peut indiquer la circulation de l’air dans la pièce et aider à positionner les sondes.

Dans un entrepôt frigorifique, les sondes doivent si possible être placés sur le mur dans

le courant d’air de retour en dessous de la hauteur de la tête.

Important ! Ne pas placer les sondes directement devant un serpentin en raison des fluctuations de température et d’humidité qui peuvent en particulier se produire pendant le dégivrage ou le chargement d’un entrepôt frigorifique.

S’assurer que les puits, cages d’escaliers et tranchées sont contrôlés car ils peuvent se remplir de poches de gaz stagnants. Les normes imposent généralement le contrôle de telles zones.

Schéma 9

raccordement au module de commande / ou unité centrale.



Position des détecteurs de gaz(suite)

La disposition de l’équipement dans la pièce peut également avoir un impact sur l’emplacement de sondage le plus efficace.

En règle générale :S’il y a un compresseur/refroidisseur dans la pièce, sonder sur le périmètre du module. Pour deux refroidisseurs, sonder entre eux, avec trois refroidisseurs ou plus, sonder entre les modules et de chaque côté. S’assurer que la zone sondée est suffisamment contrôlée. Ne pas lésiner sur les sondes.

Placer la sonde aux emplacements les plus susceptibles de générer une fuite de gaz, y compris les jonctions mécaniques, les joints, et les endroits de changements réguliers de température et de pression du système ou de vibrations excessives comme les compresseurs et les vannes de contrôle des évaporateurs.

Les positions nécessitant le plus de protection dans les salles des machines ou d’installations se situent autour des chaudières à gaz, des compresseurs, des réservoirs de stockage pressurisés, des bouteilles ou des salles de stockage de gaz ou des gazoducs. Les vannes, manomètres, brides, jonctions en T, raccords de remplissage ou de drain etc. sont les points les plus vulnérables. Les sondes doivent être positionnées un peu en arrière de toute pièce à haute pression pour permettre la formation de nuages de gaz, afin d’éviter qu’une fuite de gaz passe en un jet à grande vitesse et ne soit pas détectée par la sonde.

Il faut prendre en compte l’accessibilité permettant l’étalonnage et l’entretien dans le futur. Ne pas monter les sondes sur une structure qui est soumise aux vibrations ou aux impacts, comme les tuyaux et les supports de tuyaux. Éviter les zones de chaleur excessives, mouillées, humides ou sujettes à la formation de condensation. Il faut également accorder de l’attention aux zones où l’on peut anticiper l’apparition de fuites, par exemple à proximité de vannes, brides de tuyaux, compresseurs, etc. ainsi que la possibilité de l’accumulation dans des poches de gaz en cas de fuite.

Nombre de détecteurs de gaz dans une installation

Les normes ne stipulent pas spécifiquement le nombre de détecteurs de gaz nécessaires dans une installation.En règle générale :•Undétecteurpeutnormalementcouvrirunezone d’environ 50-100 m2 en fonction des conditions réelles de l’espace contrôlé. Dans les espaces comportant plusieurs obstacles et manquant de ventilation, la couverture est d’environ 50 m2, à condition que la sonde soit montée près du niveau du plafond ou près du niveau du sol en fonction de la densité du réfrigérant. Dans les espaces non obstrués avec une bonne ventilation mécanique, la couverture peut atteindre 100 m2. •Sallesdesmachines:Ilestrecommandéquedesdétecteurs soient placés au-dessus ou de part et d’autres des compresseurs et autres éléments

non statiques du système ou en aval de tels équipements dans la direction d’extracteurs de ventilation fonctionnant en continu. En présence de poutres profondes et de réfrigérants plus légers que l’air, il est recommandé que les détecteurs soient montés entre les poutres ainsi que sur les côtés inférieurs des poutres.

Étalonnage/essai L’étalonnage/l’essai de détecteurs de gaz revêt une importance considérable. Différents facteurs doivent être pris en compte. En général, trois éléments sont particulièrement importants.• Exigencesdelalégislationnationale.• Lesdétecteursdegazcommelessondesélectrochimiques consomment des produits qui doivent être renouvelés périodiquement, en fonction de leur type et de la concentration de réfrigération.• Duréedeviedessondesengénéral.

Durée de vie estimée

[années]

Intervalle d’étalonnage min. recommandé

[années]

Intervalle d’essai recommandé**

[années]

SC Semi-conductrice >5 2 1

EC Électrochimique 2-3* 2 1

CT Catalytique ~5 2 1

IR Infrarouge >5 2 1

* La sonde doit être renouvelée si elle a été exposée à de fortes concentrations d’ammoniac** Doit être un essai « bump test »

Du point de vue technique et de sécurité, les sondes proposées par Danfoss doivent être étalonnées/testées en fonction des intervalles indiqués dans le tableau (schéma 10).

IMPORTANT ! Si la législation nationale impose un étalonnage/essai à des intervalles inférieurs à ceux indiqués dans le tableau 10, il faut respecter les intervalles de la législation nationale.Remarque : la norme EN 378 impose un essai tous les ans.

Schéma 10

S’il existe une circulation d’air continue dans la pièce, une sonde/un point de sondage doit être placé en aval de la dernière source de fuite potentielle.



L’étalonnage « sur site » nécessite des compétences spécifiques

Gas Étalonnage du gaz + Procédure d'essai Þ Sonde à gaz testée

Les procédures d’étalonnage/essai peuvent être réalisées selon deux méthodes différentes.. En remplaçant la carte de circuit imprimé de la sonde. En utilisant un gaz d’étalonnageUn essai « bump test » peut s’appliquer en plus de ces méthodes.

Méthodes d’étalonnage/essai

Certificat

XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX

Certificat : Niveaux de gaz/éta-lonnage, etc.

Exchange of PCB sensor board + Essai élec-

trique des alarmes

Þ Sonde à gaz testée

Méthode I :Étalonnage/essai en remplaçant la carte électronique avec sonde

La méthode impose que le fournisseur propose des cartes electroniques avec sonde étalonnées en usine accompagnées d’un certificat d’étalonnage et de codes de traçabilité. Une simulation électrique est également nécessaire pour vérifier les signaux de sortie et les réglages d’alarme. Cette méthode peut être comparée à la méthode employée dans les vannes de sûreté. Le fabricant produit, essaie et certifie le produit avant que ce dernier ne soit monté dans le système. Danfoss propose la solution susmentionnée. La carte électronique avec sonde qui représente l’élément de mesure essentiel du détecteur de gaz, est produite, étalonnée, testée et certifiée par Danfoss.

Après avoir testé la carte électronique avec sonde principale du détecteur de gaz au moyen d’un testeur GD, on peut installer la nouvelle carte électronique avec sonde étalonnée.Danfoss recommande de réaliser la procédure d’étalonnage/essai en remplaçant la carte électronique avec sonde parce que :

Cette méthode garantit que le client dispose fondamentalement d’un nouveau détecteur de gaz après remplacement de la carte de circuit imprimé de la sonde car il s’agit du composant dont la durée de vie décroît avec le temps.

Lorsque Danfoss propose cette méthode, elle est plus économique que l’étalonnage/essai réalisé sur site.

Méthode II :Étalonnage de détecteurs de gaz au moyen d’un gaz d’étalonnage

L’étalonnage des détecteurs de gaz au moyen d’un gaz d’étalonnage est relativement compliqué, long à mettre en œuvre et onéreux. La méthode requiert un équipement d’essai spécifique et des compétences en étalonnage.

Un équipement d’étalonnage (kit d’étalonnage) est au moins constitué de :•Unevanne/régulateurdeflux•Unebouteilledegazcontenantlegazd’étalonnage adapté pour chaque réfrigérant et chaque concentration (ppm)•Lesinstructionsd’étalonnagepourletypedesonde spécifique (sonde EC, SC, CT ou IR).

Certaines bouteilles de gaz d’étalonnage sont considérées comme des substances dangereuses, ce qui implique de respecter des exigences spécifiques pour leur livraison.

Schéma 11

Schéma 12

Essai et étalonnage de la carte principale du GD au moyen d’un testeur GD

Carte électronique avec sonde

Gaz



Essai « bump test » L’essai « bump test » ne peut supplanter les essais d’étalonnage car il ne s’agit que d’un test de fonctionnalité (présence ou absence de signal).

« Bump test » des sondes à gaz (ce test est un test de fonctionnalité - ce n’est pas un étalonnage)

Méthode Réfrigérant

SC EC CT IR

Semi-conductrice

Electro- chimique

Catalytique Infrarouge

Ampoules Ammoniac 4

Ampoules ou gaz plus léger HCFC, HCF 4 4

Gaz plus léger HC - Hydrocarbure 4 4

Ampoules ou souffler sur la sonde CO2 4

Les différents types de réfrigérants peuvent être regroupés en différentes familles. Il existe de nombreux types de réfrigérants différents dans le groupe des HFC. Un détecteur de gaz spécifique étalonné pour un gaz spécifique peut être également utilisé avec de bons résultats pour un réfrigérants du même groupe, mais sa sensibilité

Sensibilité des sondes avec des gaz différents du gaz d’étalonnageGaz d’étalonnage Réfrigérant réel Sensibilité relative

Ammoniac R717 R717 100%

Dioxyde de carbone (CO2) R744 R744 100%

Hydrocarbure halogéné HCFC

R22 R22 100%

Hydrocarbure halogéné HFC

R404AR404AR507

100%95%

Hydrocarbure HC R290

R290R600

R600aR1270

100%104%101%94%

0 - 1

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0 - 9

50 p

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5%)

Schéma 13

Schéma 14

sera alors légèrement différente (voir le schéma 14).Danfoss peut sur demande étalonner les sondes pour tous les réfrigérants les plus communément utilisés. Veuillez contacter votre distributeur local Danfoss.



Plage d’alarme/sensibilité des détecteurs de gaz

Tous les détecteurs de gaz communément utilisés émettent un signal de sortie proportionnel (4-20 mA, 0-10 V ou 0-5 V) et disposent de réglages d’alarme prédéfinis.Plusieurs facteurs doivent être pris en compte lors de la sélection de la plage de mesure réelle et du type de sonde :En général, les niveaux d’alarme doivent être aussi bas qu’il est possible en pratique, en fonction du réfrigérant réel et du but de l’alarme. Des niveaux d’alarme plus nombreux sont souvent demandés, mais l’expérience montre que deux limites d’alarme sont suffisantes pour la détection des gaz. Une pré-alarme provoque une réaction, automatique et/ou sous forme d’instructions d’alarme ; si rien ne se produit, l’alarme principale peut se déclencher, entraînant toute une série de conséquences, y compris l’arrêt des machines. Une alarme principale ne devrait que rarement (voire jamais) être nécessaire !

Les alarmes peuvent être sélectionnées pour des concentrations de gaz inférieures aux niveaux acceptables pour la sécurité du personnel à court ou long terme. Les niveaux d’alarme peuvent aussi être sélectionnés pour des niveaux spécifiques en raison des risques d’inflammabilité/d’exclusivité.

Les recommandations suivantes sont fondées sur l’expérience actuelle avec les limites convenables, en prenant en compte les conditions susmentionnées, ainsi que les exigences des normes EN 378:2000, prEN 378:2006 et ASRAE 15:2004.Le détecteur de gaz GD comporte deux alarmes prédéfinies et un signal de sortie proportionnel. Cette configuration permet de remplir toutes les exigences de niveaux d’alarme nécessaires, dans la plage de fonctionnement spécifique de la sonde.

Recommandations de DANFOSS pour les niveaux d’alarme : EN 378:2000 et prEN 378:2006

Exigences nationales Conforme : EN 378/prEN 378

Typ

e de

son

de

NIVEAU I

Sécurité personnelle

(professionnelle) (valeurs TWA)

Typ

e de

son

de

NIVEAU II

(pré-alarme)

Typ

e de

son

de

NIVEAU III

(alarme principale)

[ppm] [ppm] [ppm]

Ammoniac R717

Salles des machines EC 500 CT 10000

Salles des machines EC 25 EC 150

Vannes de sûreté - conduite d’évent

– SC 1000

Dioxyde de carbone R744 (CO2) IR 5000 IR 10000


R22 SC 5001) SC 1000

Hydrocarbure halogéné

R134a, R404A, R407C,R410A, R507

SC 5001) SC 1000

Hydrocarbure HC

R290, R600, R600a, R1270

Concentration ≤ 20 % de la LII

CT 800 CT 2500

1) 50 % de la valeur TWA

Remarque : tous les niveaux proposés sont ≤ aux valeurs max. des normes EN 378:2000 et EN 378:2006

Recommandations de Danfoss pour les niveaux d’alarme

Recommandations de DANFOSS pour les niveaux d’alarme : ASRAE 15:2004

Conforme : ASHRAE 15:2004

Typ

e de

son

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NIVEAU I

Sécurité personnelle

(professionnelle) (valeurs TWA)

Typ

e de

son

de

NIVEAU II

(pré-alarme)

[ppm] [ppm]

Ammoniac R717Salles des machines EC 25 EC 500

Vannes de sûreté - conduite d’évent

– SC 1000

Dioxyde de carbone R744 (CO2) IR 5000 IR 10000


R22 SC 5001) SC 1000

Hydrocarbure halogéné HFC

R134a, R404A, R407C,R410A, R507

SC 5001) SC 1000

Hydrocarbure HC

R290, R600, R600a, R1270

Concentration ≤ 25% of LFL

CT 800 CT 2500

1) 50 % de la valeur TWA

Remarque : tous les niveaux proposés sont ≤ aux valeurs max. de la norme ASHRAE 15:2004

Schéma 15

Schéma 16



Limites d’exposition professionnelle

Les limites d’exposition professionnelle sont différentes en UE/aux É.-U. et dans le monde. Une courte description de pays sélectionnés est présentée ci-dessous. Il est vivement recommandé de vérifier la législation nationale.

Pour de plus amples informations, merci de consulter la page Internet suivante :http://agency.osha.eu.int/good_practice/risks/dangerous_substances/oel/members.stm/document_view?

AllemagneL’Allemagne applique deux sortes d’OEL relatives à l’atmosphère des lieux de travail : Les TRK (Technische Richtkonzentrationen) qui sont les concentrations indicatives techniques, et les MAK (Maximale Arbeitsplatzkonzentrationen) qui définissent la concentration maximale d’une substance chimique sur le lieu de travail.

Pays-BasIl existe deux types d’OEL aux Pays-Bas : Les OEL légales obligatoires et les OEL administratives.

Leurs statuts et leurs fondements sont différents. Les limites d’exposition professionnelles (OEL) sont appelées valeurs MAC (Maximaal Aanvaarde Concentraties).

Europe ItalieLes limites d’exposition italiennes sont identiques aux TLV établies par l’ACGIH (É.-U.)

FranceEn France, les limites d’exposition professionnelle (atmosphériques) (OEL) sont appelées « Valeurs limites d’exposition professionnelle aux agents chimiques en France » (VL). DanemarkDans le système SST danois, les « Grænseværdier for stoffer og materialer » (valeurs limites pour les substances et matériaux) sont des instructions administratives qui sont appliquées selon la loi sur les environnements professionnels. Le ministère du Travail définit les réglementations de ces valeurs limites et l’« Arbejdstilsynet » (inspection du travail) publie les listes d’OEL et en supervise l’exécution.

Le système de sécurité professionnel varie aux États-Unis selon les États. Les informations ci-dessous concernent les principaux organismes de réglementation des limites d’exposition professionnelles aux États-Unis - ACGIH, OSHA et NIOSH.ACGIH American Conference of Governmental Industrial Hygienists (Conférence américaine des hygiénistes industriels gouvernementaux) (ACGIH) (TLV-TWA) - Valeur de seuil - moyenne pondérée en fonction du temps, la concentration moyenne pondérée en fonction du temps pour une journée de travail conventionnelle de 8 heures et une semaine de travail de 40 heures, à laquelle presque tous les employés sont en principe exposés, jour après jour, sans effet indésirable.(TVL-STEL) - Valeur de seuil - limite d’exposition à court terme, la concentration moyenne à laquelle les employés peuvent en principe être exposés en continu pour une courte période sans en souffrir.Les TLV de l’ACGIH n’ont pas de force légale aux États-Unis et ne sont que des recommandations.

OSHAL’Occupational Safety and Health Administration (Administration de la santé et de la sécurité au travail) (OSHA) de l’U.S. Department of Labour (département du travail) (USDOL) publie les limites d’exposition admissible (PEL) qui sont les limites réglementaires de la quantité ou de la concentration atmosphérique d’une substance et sont exécutoires.L’OSHA utilise les types d’OEL suivants de façon similaire à l’ACGIH : TWA, niveaux d’action, limites au plafond, STEL, limites d’excursion et dans certains cas BEI.NIOSHLe National Institute for Occupational Safety and Health (institut national de la santé et de la sécurité professionnelle) (NIOSH) a la responsabilité statutaire de recommander les niveaux d’exposition permettant de protéger les employés. Le NIOSH a identifié des niveaux d’exposition recommandés (REL) pour environ 700 substances dangereuses. Ces limites n’ont pas force de loi.REL = Recommended Exposure Levels (niveaux d’exposition recommandés).

États-Unis

Références EN 378:2000 Systèmes de réfrigération et pompes à chaleur – Exigences de sécurité et environnementales

prEN 378:2006 Systèmes de réfrigération et pompes à chaleur – Exigences de sécurité et environnementales (projet)

ASHRAE 15:2004 Norme de sécurité pour les systèmes de réfrigération.

IoR – Code de sécurité pour les systèmes de réfrigération utilisant du dioxyde de carbone (2003).

IoR – Note d’instructions 13, Détection de la réfrigération

http://agency.osha.eu.int/good_practice/risks/dangerous_substances/oel/members.stm/document_view?

Documentation Danfoss : Documentation sur les sondes GD N° RD7HA.

Réglementation sur les gaz fluorés (EC) N° 842/2006



Annexe I

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Annexe II

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Annexe III

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2/12

5/13

4a

(23/

25/5

2)A

10.

310.

3143

272

--

4330

0-

HFC

R410

AR3

2/12

5 (5

0/50

)A

10.

440.

4473

163

--

7320

0-

HFC

R507

AR1

25/1

43a

(50/

50)

A2

0.49

--

--

?-

HC

R290

Prop

ane

A3

0.00

80.

0924

563

0.03

841

4842

0010

00

HC

R600

Buta

neA

30.

0086

0.19

3893

40.

043

3525

3000

800

HC

R600

aIs

obut

ane

A3

0.00

860.

0612

295

0.04

335

2535

0080

0

HC

R127

0Pr

opyl

ène

A3

0.00

80.

0128

650.

040

4585

5000

-

Gro

up

es d

e sé

curi

té

Toxi

cité

cro

issa

nte


A1

B1

A2

B2

A3

B3



Annexe IV

ASH

RAE

15-2

004

Typ

e de

ré

frig

éran

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frig

éran

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-R7

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000

5000

HC

FCR2

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hane

A1

L115

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000

1000

HFC

R134

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1,1,

2-té

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étha

neA

1L1

250

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0–

HFC

R404

AR1

25/1

43a/

134a

(44/

52/4

)A

1L1

––

–

HFC

R407

CR3

2/12

5/13

4a (2

3/25

/52)

A1

L1–

––

HFC

R410

AR3

2/12

5 (5

0/50

)A

1L1

––

–

HFC

R507

R125

/143

a (5

0/50

)A

2L2

––

–

HC

R290

Prop

ane

A3

L38

4400

1000

HC

R600

Buta

neA

3L3

8.2

3400

800

HC

R600

aIs

obut

ane

A3

L38.

234

0080

0

HC

R127

0Pr

opyl

A3

L35.

934

00–

DKRCI.PA.000.B1.04 / 520H2782 Produced by Danfoss RA Marketing, MWA. 05-2008

La gamme de produits Danfoss destinée à l’industrie de la réfrigération et du conditionnement d’air

Danfoss Refrigeration & Air Conditioning

est un fabricant mondial leader dans les

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Notre activité principale consiste à fabriquer

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