Contribution to the gas chromatographic analysis for both refrigerants composition and cell gas in insulating foams – Part I: Method

In this paper, an easy low cost chromatographic analysis for both refrigerants blend composition and cell gas in insulating foams is presented. This work firstly deals with the measurement protocols for these substances. The presented protocols are simple, likely to be used by non-specialists of chemical analysis (i.e. by refrigeration engineers). Among other methods, gas chromatography was used for separation and detection of halocarbons. For refrigerants extracted from refrigeration plants, the analysis requires a prior oil separation. As for insulating foams, analysis of cell gas composition is processed with the same protocol. Sampling remains of main importance; two possible sampling methods were validated and compared. Finally, the interest in the analysis method is illustrated with the example of a real application: study of the distillation phenomenon of a zeotropic refrigerant in an industrial refrigeration plant with flooded evaporators. The results are discussed for their consequences on the working performances of the refrigerating system. In part II, we propose original results obtained with that method to study the aging of insulating foams.

RésuméCe travail présente une méthode simple d'analyse de la composition des frigorigènes et des gaz occlus dans les mousses isolantes. Les protocoles que nous présentons sont des protocoles simples, susceptibles d'être utilisés par des non spécialistes des analyses chimiques (par exemple des frigoristes); nous les situons préalablement parmi les autres méthodes proposées jusqu'à maintenant. Les analyses sont réalisées au moyen d'un chromatographe en phase gazeuse. Pour l'analyse des frigorigènes prélevés sur des installations frigorifiques, elle nécessite une séparation préalable de l'huile. Quant aux mousses isolantes, l'analyse de la composition des gaz occlus est réalisée selon le même protocole. Cependant, cela pose le problème préalable de la méthode de prélèvement ; deux méthodes possibles de prélèvement ont été validées et comparées. Enfin, l'intérêt de la méthode d'analyse est illustré sur l'exemple d'une application réelle: étude du phénomène de distillation d'un frigorigène zéotrope dans une grosse installation frigorifique à recirculation. Les résultats sont discutés quant à leurs conséquences sur les performances de l'installation. En partie II, nous proposons des résultats originaux obtenus grâce à cette méthode pour étudier le vieillissement de mousses isolantes.