Dans les systèmes HVAC modernes, tels que les chillers et les pompes à chaleur air-eau, l’armoire électrique joue un rôle stratégique : elle regroupe l’ensemble des composants essentiels au contrôle et à la gestion de la machine, de l’électronique de régulation aux capteurs, des actionneurs de puissance aux interfaces de communication.
Avec l’évolution technologique du secteur et l’adoption croissante de réfrigérants naturels à base d’hydrocarbures, comme le R290 (gaz propane), la conception de l’armoire électrique devient encore plus critique.
Le R290 constitue en effet un choix durable grâce à son GWP (Global Warming Potential) extrêmement faible, mais il introduit de nouvelles contraintes liées à son inflammabilité, qui doivent être gérées avec une attention particulière.
Conception de l’armoire électrique : réduction du risque
Au-delà de la continuité opérationnelle de l’installation, la conception des armoires électriques destinées aux systèmes HVAC utilisant le R290 doit répondre à des exigences de sécurité spécifiques.
L’objectif principal est de réduire au minimum la possibilité que le gaz réfrigérant atteigne des concentrations critiques à l’intérieur de l’armoire électrique, en particulier en présence de composants électriques susceptibles de constituer une source d’inflammation.
Le choix des matériaux, la compartimentation des composants et une ventilation appropriée deviennent donc des éléments clés pour limiter le risque d’accumulation de réfrigérant et prévenir des situations potentiellement dangereuses.
Normes de référence pour les systèmes HVAC utilisant le gaz R290
Les composants électriques, actifs comme passifs, doivent être conçus et sélectionnés conformément aux principales normes du secteur, et en particulier :
- EN 378, relative à la sécurité et à l’impact environnemental des installations de réfrigération ;
- EN IEC 60335-2-40:2023, qui définit les exigences de sécurité applicables aux pompes à chaleur, climatiseurs et déshumidificateurs.
Ces normes fournissent des indications précises sur la conception, l’installation et la maintenance des machines, sur l’utilisation de dispositifs de protection ainsi que sur la classification des produits en fonction des limites de charge de réfrigérant autorisées.
Compartimentation et systèmes de protection active
Afin d’augmenter encore le niveau de sécurité, il est recommandé de compartimenter les zones à risque à l’intérieur de l’armoire électrique et d’intégrer des capteurs ainsi que des algorithmes de contrôle capables de couper automatiquement l’alimentation électrique en cas de fuite de gaz réfrigérant.
Les relais et contacteurs dédiés à la commande des actionneurs doivent être étanches, afin de réduire la probabilité de contact entre le gaz et des éléments électriques critiques.
Pré-ventilation et ventilateurs certifiés ATEX
Dans de nombreuses applications HVAC utilisant le propane R290, un cycle de pré-ventilation est mis en œuvre : les ventilateurs sont activés quelques secondes avant le démarrage du compresseur, afin de renouveler l’air à l’intérieur de l’armoire électrique et d’éliminer d’éventuelles accumulations de gaz.
Pour cette fonction, il est essentiel d’utiliser des ventilateurs certifiés ATEX II 3G, fabriqués avec des matériaux adaptés à la réduction du risque d’étincelles électrostatiques et conçus pour maintenir la température bien en dessous du point d’inflammation du réfrigérant, même en cas de rotor bloqué.
Groupes filtre, matériaux et comportement au feu
Lorsque le ventilateur est installé sur un groupe filtre, il devient tout aussi important d’empêcher l’entrée de poussières ou d’humidité à l’intérieur de l’armoire électrique.
Les plastiques et éléments structurels doivent donc présenter des caractéristiques auto-extinguibles, conformes à des normes telles que UL 94, avec un classement V0 ou supérieur.
Ces solutions réduisent significativement le risque d’inflammation ou de propagation des flammes à l’intérieur de l’enveloppe.
Ventilation d’urgence et systèmes d’alarme
La norme EN 378 impose également que les composants électriques soient conçus de manière à éviter toute source d’inflammation dans les zones où le réfrigérant pourrait s’accumuler.
Des mesures de ventilation d’urgence, ainsi que des systèmes d’alarme et de signalisation, doivent être prévus afin de permettre une intervention rapide en cas d’anomalie.
Les solutions Fandis pour les systèmes HVAC utilisant des réfrigérants inflammables
Pour répondre à ces exigences de plus en plus strictes, Fandis propose une gamme complète de solutions dédiées à la ventilation et au thermal management des armoires électriques destinées aux systèmes HVAC utilisant le gaz propane R290.
L’offre comprend des ventilateurs certifiés ATEX, équipés de signaux d’alarme et/ou tachymétriques, spécifiquement conçus pour les applications avec réfrigérants inflammables.
Ces solutions allient sécurité, fiabilité et conformité réglementaire, accompagnant constructeurs et concepteurs dans le développement de systèmes HVAC durables et sûrs.
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