Groupe froid au R410A : sous-refroidissement nul et demande de simple recharge
Un groupe froid à détente directe au R410A climatise un plateau tertiaire. Sa puissance frigorifique nominale est de 80 kW et la charge de fluide déclarée de 14 kg. La consommation relevée sur l'année atteint 38 500 kWh, contre 31 000 kWh pour le bilan théorique de l'installation. Le technicien relève : condensation 47 °C, température du liquide en sortie de condenseur 46 °C, évaporation 2 °C, aspiration 16 °C, refoulement 96 °C. Le détendeur est thermostatique et le voyant liquide présente des bulles intermittentes. Le compresseur est un scroll équipé d'une protection de température de refoulement. Le carnet d'entretien ne mentionne aucun contrôle d'étanchéité depuis deux ans. Le contrat de maintenance prévoit une visite annuelle ; le kWh est facturé 0,17 €. Aucune fuite n'a été localisée et l'exploitant souhaite seulement « recharger » pour repartir en production.
1. Calculer la surchauffe et le sous-refroidissement, puis en déduire un diagnostic argumenté.
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Calculs
- Sous-refroidissement = T condensation − T liquide = 47 − 46 = 1 K (valeur usuelle 5 à 8 K).
- Surchauffe = T aspiration − T évaporation = 16 − 2 = 14 K (valeur usuelle 5 à 10 K, ici à la limite haute et probablement sous-estimée car la sonde est proche du compresseur).
- Refoulement à 96 °C : très élevé, signe d'un taux de compression important et d'une huile qui se dégrade.
Interprétation Un sous-refroidissement quasi nul signifie que le fluide n'est pas totalement liquide en sortie de condenseur : le détendeur reçoit un mélange et laisse passer de la vapeur, ce qui provoque une surchauffe excessive et un refoulement chaud. Les bulles au voyant liquide confirment la présence de vapeur. Le diagnostic est donc un manque de charge en fluide, cohérent avec l'absence de contrôle d'étanchéité depuis deux ans : il y a une fuite non localisée, pas un simple défaut de réglage.
Conséquence pratique : toucher au réglage du détendeur aggraverait la situation, et une recharge sans recherche de fuite ne traiterait que le symptôme.
2. Évaluer l'enjeu énergétique et le coût réel de l'inaction pour l'exploitant.
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Enjeu énergétique
- Écart de consommation : 38 500 − 31 000 = 7 500 kWh/an, soit 7 500 × 0,17 = 1 275 €/an de surcoût direct.
- Ce chiffre est un plancher : la surchauffe élevée fait grimper la température de refoulement, dégrade le rendement volumétrique et vieillit l'huile. Le risque associé est un remplacement de compresseur, de plusieurs milliers d'euros, très supérieur à l'économie réalisée en repoussant l'intervention.
- S'y ajoute le fluide à recharger chaque année : 14 kg de R410A, avec un GWP de 2 088, soit 29,2 t éq. CO2 pour la charge totale. Un appoint annuel coûte plusieurs centaines d'euros et ne règle rien.
Conclusion : l'inaction coûte 1 275 €/an d'énergie, plus le fluide, plus une exposition matérielle forte. Le rechargement seul est en réalité la solution la plus chère à terme, alors qu'il est présenté comme la moins chère.
3. Proposer une démarche technique et l'argumentaire à présenter à l'exploitant, en intégrant le cadre réglementaire du contrôle d'étanchéité.
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Démarche proposée
- Recherche de fuite : mise en pression à l'azote avec détecteur électronique et savonnage sur les raccords, le détendeur, les soudures et les échangeurs ; ne pas se contenter d'un contrôle en fonctionnement.
- Réparation, tirage au vide poussé avec déshydratation, charge complète en phase liquide, puis contrôle des réglages : viser un sous-refroidissement de 5 à 7 K et une surchauffe de 6 à 8 K.
- Mise à jour du carnet d'entretien et de la fiche d'intervention, avec la charge en kg et en tonnes éq. CO2.
Argumentaire
- Avec 29,2 t éq. CO2, l'installation entre dans le champ du contrôle d'étanchéité périodique obligatoire (périodicité à confirmer selon le règlement F-Gas applicable) ; deux ans sans contrôle constituent une non-conformité, pas un simple retard administratif.
- Une recharge sans réparation repousse le problème de quelques mois et sera à refaire : le coût cumulé sur trois ans dépasse celui d'une recherche de fuite menée sérieusement.
- Le devis doit distinguer recherche de fuite, réparation et recharge, pour que l'exploitant compare le coût réel et non le prix affiché du seul rechargement.