Les entreprises du secteur de l'agroalimentaire qui ont besoin d'un système de refroidissement à congélation douce délaissent de plus en plus le NH3 (ammoniac) traditionnellement utilisé au profit des réfrigérants HFO (hydrofluoro-oléfine). Elles améliorent leur durabilité, augmentent leurs performances énergétiques et réduisent considérablement leurs coûts.

Les entreprises durables ont des objectifs de durabilité et ne peuvent négliger le potentiel de réchauffement planétaire (PRP) des fluides frigorigènes lors du choix du système de refroidissement le plus approprié.

PROPRIÉTÉS DU FLUIDE FRIGORIGÈNE IDÉAL

Le fluide frigorigène idéal est non toxique, ininflammable, non explosif, non corrosif, respectueux de l'environnement, peu coûteux, facile à produire et à manipuler et doté de bonnes propriétés thermodynamiques fonctionnant à basse pression.
Les réfrigérants HFO répondent à ces critères. Ils ont un potentiel d'appauvrissement de la couche d'ozone (ODP) nul et un faible potentiel de réchauffement de la planète (GWP). Le R1234ze est un fluide frigorigène HFO synthétique plutôt qu'un fluide frigorigène naturel comme l'ammoniac, il a un PRG inférieur à 1, inférieur à celui du fluide frigorigène naturel CO2 et ne crée pas de TFA (acide trifluoroacétique). L'ammoniac a un PRP de zéro. Les deux fluides sont très comparables de ce point de vue.

HISTOIRE ET RÉGLEMENTATION DES FLUIDES FRIGORIGÈNES

Les premiers réfrigérants commerciaux utilisaient des gaz toxiques ou inflammables, tels que l'ammoniac, le chlorure de méthyle ou le propane, qui pouvaient provoquer des accidents mortels en cas de fuite. Des réfrigérants non toxiques et ininflammables ont été développés par la suite : le gaz chlorofluorocarbone (CFC) connu sous le nom de R-12, l'hydrochlorofluorocarbone (HCFC) communément appelé R-22 et les réfrigérants hydrofluorocarbones (HFC). Ces fluides frigorigènes étaient fréquemment utilisés à des fins industrielles car ils offraient un niveau élevé de sécurité et d'efficacité associé à de faibles coûts d'installation. La plupart de ces réfrigérants courants sont des gaz à effet de serre qui contribuent au réchauffement de la planète et peuvent appauvrir la couche d'ozone en cas de fuite dans l'atmosphère.

Le protocole de Montréal en 1987 et le protocole de Kyoto en 1997 ont entraîné un passage à des réfrigérants ayant un impact moindre sur l'environnement. Dans l'UE, des règlements sont entrés en vigueur en 2002 interdisant l'utilisation de réfrigérants HCFC appauvrissant la couche d'ozone, tels que le R-22, dans les nouveaux systèmes.

La réglementation européenne sur les gaz fluorés est entrée en vigueur en 2015 pour réduire les émissions de gaz à effet de serre fluorés (gaz F) par le biais de quotas de réduction progressive, d'interdictions et d'exigences de maintenance.
Ces réglementations et la demande du marché pour des solutions plus respectueuses de l'environnement ont suscité beaucoup d'innovations dans le contrôle de la température CVC avec de nombreux nouveaux réfrigérants tels que le R-454b et le R-513a.

CLASSIFICATIONS DE SÉCURITÉ DES RÉFRIGÉRANTS

Les fluides frigorigènes sont classés en fonction de leur toxicité et de leur inflammabilité. Il existe deux classes de toxicité : la classe A, où les concentrations toxiques sont inférieures ou égales à 400 parties par million (PPM) en volume, et la classe B, où la toxicité est plus élevée.

Il existe quatre classes d'inflammabilité : 1, 2L, 2 ou 3. La classe 1 est destinée aux fluides frigorigènes qui ne présentent aucune propagation de flamme à 60°C (140°F), allant jusqu'à la classe 3 hautement inflammable. L'objectif de la sous-classe 2L est de refléter les propriétés d'inflammabilité inférieures des nouveaux réfrigérants à faible PRP, tels que les HFOS (hydrofluorooléfines), comme le R-1234yf et le R-1234ze.

PAO ET PRG

Tous les réfrigérants ont un classement ODP (potentiel d'appauvrissement de la couche d'ozone) et un GWP (potentiel de réchauffement de la planète). L'ODP est la quantité relative de dégradation de la couche d'ozone.

Le PRG (potentiel de réchauffement de la planète) est la chaleur absorbée par un gaz à effet de serre dans l'atmosphère, exprimée en multiple de la chaleur qui serait absorbée par la même masse de dioxyde de carbone (CO2). Le PRG est une mesure de la nocivité des réfrigérants pour l'environnement par rapport au C02, dont le PRG est de 1,0.

DÉVELOPPEMENT DES RÉFRIGÉRANTS TRANE

Trane possède une vaste expérience dans la conception de produits fonctionnant avec des réfrigérants à faible PRP. L'ensemble de la gamme de refroidisseurs à compresseur à vis et à compresseur centrifuge à grande vitesse est déjà disponible avec des réfrigérants à faible PRP tels que le R-1234ze, le R-515b et le R-513a. L'ensemble du portefeuille d'unités scroll de Trane est passé au R-454B comme option à faible PRG pour remplacer le R-410a tout en maximisant le fonctionnement à haut rendement. Par rapport aux systèmes à l'ammoniac, les refroidisseurs Trane utilisent des réfrigérants non toxiques, qui nécessitent une maintenance plus facile, ont un coût initial plus faible et un faible PRP.

DÉFINITION DES TERMES CLÉS

ODP - Ozone Depletion Potential (potentiel d'appauvrissement de la couche d'ozone) - degré auquel une substance peut dégrader la couche d'ozone ; toutes les mesures sont effectuées par rapport à une masse similaire de CFC-11, qui est indexée à 1,0.
PRG - Potentiel de réchauffement de la planète - degré auquel un gaz à effet de serre (GES) piège la chaleur dans l'atmosphère ; toutes les mesures sont rapportées à une masse similaire de dioxyde de carbone (CO²), qui est indexée à 1,0. L'accumulation de GES peut provoquer des changements climatiques.
CFC - Chlorofluorocarbones (par exemple R-11, R-12) - éliminés progressivement par le protocole de Montréal en 1996 en raison de leur très fort PDO. Impact important sur l'appauvrissement de la couche d'ozone et le réchauffement de la planète en raison de leurs atomes de chlore et de fluor et de leur très longue durée de vie dans l'atmosphère.
LesHCFC - Hydrochlorofluorocarbures (par exemple R-22, R-123) - contiennent également du chlore, mais contribuent moins à l'appauvrissement de la couche d'ozone et au changement climatique en raison de leur durée de vie dans l'atmosphère plus courte. Ils sont toujours utilisés dans le monde, mais leur élimination progressive est prévue par le protocole de Montréal.
HFC - Hydrofluorocarbures (par exemple R-134a, R-404A, R-407C, R-410A) - ne contiennent pas de chlore, mais ont un PRP élevé en raison de leur teneur en fluor. Ils sont actuellement visés par une réduction progressive à l'échelle mondiale dans le cadre du Protocole de Montréal.
HFO et HCFO - Hydrofluoro-oléfines (p. ex. R-1234yf, R-1234ze) et hydrochlorofluoro-oléfines - réfrigérants de nouvelle génération qui n'appauvrissent pas la couche d'ozone, ont un très faible PRP et une très courte durée de vie dans l'atmosphère (mesurée en jours plutôt qu'en années ou en décennies).
Mélanges HFO (p. ex. R-452b, R-454b, R-513a, R-514a) - mélanges comprenant un HFO à faible PRP.


Voir Systèmes CVC durables à basse température

En savoir plus sur le fluide frigorigène R1234ze