LAQUELLE DES ALTERNATIVES CONVIENT LE MIEUX?

Pour savoir laquelle de ces alternatives convient le mieux, il faut tenir compte de plusieurs facteurs:

GWP < 150

Les réfrigérants avec un GWP > 2.500 sont exclus. Ceux avec un GWP < 2.500 et > 150 sont une bonne solution intermédiaire mais il est conseillé de remplir les nouvelles installations frigorifiques avec un réfrigérant avec un GWP < 150. Ce serait la solution la plus à l’épreuve du temps.

CLASSIFICATION DE SECURITE

La classification de sécurité est indiquée avec des lettres et des chiffres (voir tableau 2). Le A ou le B porte sur la toxicité:

• la classe A a une faible toxicité (non toxique à des concentrations < 400 ppm);
• la classe B a une forte toxicité (toxique à des concentrations < 400 ppm).

Les 1, 2(L) et 3 indiquent l’inflammabilité du réfrigérant:

• classe 1: non inflammable;
• classe 2L: faiblement inflammable;
• classe 2: inflammable;
• classe 3: très inflammable.

Concrètement, un réfrigérant comme le propane avec une classification de sécurité de A3 est peu toxique mais inflammable. Bon nombre des solutions à GWP plus faible sont des réfrigérants inflammables dans certaines conditions. Cela a des conséquences pour l’applicabilité du réfrigérant car le remplissage doit s’effectuer selon la norme EN378, imposant des restrictions au contenu de réfrigérant. La quantité de réfrigérant avec laquelle une installation peut être remplie dépend notamment de:

• la catégorie d’accès de l’installation (s’agit-il d’un accès public ou surveillé?);
• la classification de la localisation de l’installation (est-ce qu’il y a un boîtier ventilé?);
• la classification de sécurité du réfrigérant

En raison des restrictions de l’EN378, certains réfrigérants ne peuvent pas être utilisés dans certaines situations.

GLISSEMENT DE TEMPERATURE

Les réfrigérants de composition récente sont habituellement de la famille R400. Un glissement de température survient en général pour tous les réfrigérants de la série 400. Il résulte du fait que les composants distincts du réfrigérant ont des températures d’ébullition différentes. Dans la pratique, cela veut dire que tous les composants ne s’évaporent ou se condensent pas complètement en même temps. Lors de la phase d’évaporation, il est possible qu’un composant soit déjà évaporé tandis que les autres continuent de bouillir. La température d’évaporation moyenne augmente, de ce fait, constamment au niveau de la zone à deux phases (et la température à l’entrée est moins élevée qu’à la sortie de l’évaporateur). Dans le condenseur, avec la zone à deux phases dans le sens inverse, c’est exactement le contraire. La température du réfrigérant à l’entrée d’un condenseur est plus élevée que celle à la sortie. Ce phénomène (= glissement de température) exige une attention particulière lors de la conception d’évaporateurs (les évaporateurs ont une puissance d’évaporateur plus élevée lors de l’utilisation de réfrigérants avec un glissement de température) et de condenseurs (les condenseurs ont une puissance de condenseur moins élevée si des réfrigérants avec un glissement de température sont utilisés).

Dans le cas du R404A, le glissement de température est tellement minime que le réfrigérant est considéré comme une substance pure lors de la conception. Il en va autrement pour les nouveaux mélanges synthétiques comme R407F, R448A ou R449A. Leur important glissement de température a bien une influence sur le choix des évaporateurs et des condenseurs.

FACTEURS DE SELECTION SUPPLEMENTAIRES

Lors du choix d’un réfrigérant adéquat, les propriétés suivantes du réfrigérant jouent notamment un rôle:

Propriétés thermodynamiques, comme:

• capacité frigorifique volumétrique élevée: un grand rendement volumétrique se traduit par des composants d’installation plus petits (cela permet p.ex. d’utiliser des compresseurs ‘petit volume’);
• capacité de refroidissement et de chauffage élevée avec une faible consommation d’énergie;
• température critique élevée: au-delà d’une certaine température ‘critique’, un réfrigérant atteint la zone transcritique. Dans cette zone, il n’est plus question de phase liquide et gazeuse séparée;

Propriétés physiques/chimiques, comme:

• bonne solubilité de l’huile: il est inévitable qu’un peu de l’huile de lubrification du compresseur se retrouve dans le circuit de refroidissement. Si l’huile est soluble dans le réfrigérant ou l’inverse, l’huile peut recirculer et être évacuée de l’installation frigorifique. En cas de non-solubilité, une part énorme de l’huile resterait dans le système;
• mauvaise hydrosolubilité: de l’eau dans le réfrigérant et donc dans le système peut entraîner la formation de rouille;
• coefficient de transmission therm. élevé;
• faible viscosité;
• inerte et stable: le réfrigérant ne doit pas réagir avec les composants de l’installation et la composition chimique ne peut pas changer au fil du temps;
• basses pressions de service: plus la pression dans l’installation est élevée, plus il y a de vibrations et de risque de fuites;
• inflammabilité, explosibilité, toxicité faibles ou nulles;
• détection de fuite simple.

Impact environnemental:

• pas de potentiel de déplétion ozonique (ODP);
• valeur GWP peu élevée;
• faible TEWI: le TEWI est la somme des contributions directes et indirectes du réfrigérant à l’effet de serre.

Prix et disponibilité:

• prix réduit;
• grande disponibilité (le R134a est p.ex. disponible à l’échelle mondiale).