Le fluide frigorigène naturel est de plus en plus utilisé dans les systèmes de réfrigération et de climatisation. Avec l’interdiction des hydrocarbures halogénés CFC et HCFC, les HFC et les fluides frigorigènes naturels émergent, en effet, sur le marché et sont étudiés pour s’adapter aux installations thermodynamiques de réfrigération, de climatisation ou de pompe à chaleur. Ils sont moins nocifs pour l’environnement.

L’intérêt des fluides frigorigènes naturels

Les règlementations imposent, depuis 2015, l’utilisation des fluides réfrigérants à bas pouvoir de réchauffement planétaire ou PRP (GWP en anglais). Les HFC et les HFO se sont présentés comme les solutions de transition.

Les fluides frigorigènes naturels, dont les substances inorganiques pures et certains hydrocarbures, sont pourtant les plus proches de cette exigence. Leur efficacité énergétique et leur puissance frigorifique sont plus élevées comparées aux HFC. Ils sont considérés comme la solution green pour réduire l’empreinte carbone de l’équipement de congélation.

La température d’évaporation, le niveau de pression requis pour atteindre le changement d’état physique ou encore la quantité d’énergie absorbée sont les principaux critères qui déterminent les performances d’un fluide réfrigérant. Par rapport à ces propriétés, les fluides frigorigènes naturels peuvent s’avérer plus ou moins performants selon le domaine d’application.

Les fluides frigorigènes naturels et leur application

Voici les différents fluides naturels.

  • L’eau ou R718

L’eau forme un fluide frigorigène naturel appartenant à la famille des fluides inorganiques. Elle n’est, de ce fait, pas toxique. Son potentiel thermodynamique est important, mais ne permet pas encore la production de froid en dessous de 0 °C. Elle n’est pas exploitable dans les cycles de compression. Rares sont les domaines où on l’utilise en tant que fluide frigorigène.

  • Le CO2 ou R744

Avec un PRP =1, le dioxyde de carbone est un fluide frigorigène qui suscite beaucoup l’intérêt dans le monde de la réfrigération et de la climatisation. Il est ininflammable, non toxique et peu coûteux.  Il présente aussi des performances intéressantes malgré quelques contraintes. Une pression élevée, allant au-delà de 100 bars, est nécessaire pour le faire fonctionner dans la production de froid. Cela implique forcément l’utilisation de composants adaptés pour des raisons de sécurité. Le CO2 reste également peu performant dans un climat chaud. En ce moment, il est plus utilisé dans les processus de réfrigération, notamment dans les procédés agroalimentaires et la production de froid négatif.

Les domaines d’application préconisés : commerce alimentaire, pompes à chaleur, réfrigération industrielle, refroidissement d’équipements électroniques, etc.

  • Les hydrocarbures

Dans la liste des fluides frigorigènes naturels, on peut citer le propane ou R290, le butane R600a et l’isobutane R600. Ils sont connus pour leurs propriétés thermodynamiques excellentes. Malheureusement, ces fluides réfrigérants ont extrêmement inflammables. Un circuit frigorifique ne doit, par exemple, pas utiliser plus de 150 grammes de propane. Ces hydrocarbures sont majoritairement utilisés dans le secteur industriel.

Les domaines d’application préconisés : petits systèmes et refroidissements, refroidisseurs de systèmes de commerce d’alimentation, conditionnement d’air de bâtiment, etc.

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100 milliards de tonnes d'équivalent CO2 en jeu

100 milliards de tonnes d'équivalents CO2 sont en jeu, soit dix fois plus que les objectifs qui avaient été fixés par le protocole de Kyoto sur le climat. L'interdiction totale de ces supergaz sur la planète permettrait d’infléchir la courbe du réchauffement climatique de 0,5 °C d’ici à 2050. Ce serait enfin l’une des mesures les plus rapides et les plus efficaces pour lutter contre le changement climatique.

Les gaz frigorigènes sont utilisés dans les équipements frigorifiques (réfrigérateur, chambre froide, climatisation, climatiseur, vitrine réfrigérée, etc.) pour produire du froid et dans les pompes à chaleur pour fournir également de la chaleur.

La production de froid commercial est le premier poste de consommation énergétique pour les supers et hypermarchés alimentaires et émet davantage de CO2 que le transport routier dans le bilan carbone des enseignes. Utilisé comme fluide frigorigène, le CO2 est par ailleurs beaucoup plus « écologique » que le HFC. Son bilan carbone est de 1 kilo pour 1 kilo de gaz, tandis que 1 kilo de HFC peut émettre jusqu'à 3 750 kilos de CO2 !

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Le protocole de Montréal

FLUIDES FRIGORIGÈNES, HCFC, HFC SUPERGAZ EFFET DE SERRE ENVIRONNEMENT

Liste de réfrigérants

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Les fluides frigorigènes naturels constituent la base des techniques de froid modernes.

Les fluides frigorigènes naturels n'aggravent pas l'effet de serre, ne détruisent pas la couche d'ozone et n'ont donc pas d'impact négatif sur l'environnement.

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Le surcoût d'un système de réfrigération à base de fluides frigorigènes naturels est faible. Ces derniers offrent en outre un délai d'amortissement plus court en raison de leur coût d'exploitation moindre (notamment parce qu'ils permettent de réduire la consommation énergétique). Une installation de réfrigération et de congélation utilisant des frigorigènes naturels consomme entre 10 et 30 % d'énergie en moins, car leur transmission calorifique est plus élevée que celle des HFC. En outre, vous pouvez également économiser sur l'achat des fluides frigorigènes.

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Protéger l'environnement, c'est préserver l'avenir de l'homme.

Étes-vous prêts à sauver notre belle Planète?