Guide des fluides frigorigènes Pour les spécialistes en chauffage, ventilation

Guide des fluides frigorigènes Pour les spécialistes en chauffage, ventilation et climatisation Edition 10/2020 FROID DE CLIMATISATION REFROIDISSEMENT DE BÂTIMENTS 2 CONTENU FLUIDES FRIGORIGÈNES – LE «FLUX VITAL» DE TOUTE INSTALLATION DE FROID DE CLIMATISATION ..............................3 SIX FLUIDES FRIGORIGÈNES TYPIQUES........................................4 LES PRINCIPAUX FLUIDES FRIGORIGÈNES DANS LE DOMAINE DU FROID DE CLIMATISATION ....................................................5 EFFICIENCE DANS LE DOMAINE DU FROID DE CLIMATISATION...7 SOUS-REFROIDISSEMENT – UN ACCROÎT SUPPLÉMENTAIRE ........8 OÙ UTILISER QUEL FLUIDE FRIGORIGÈNE? ...................................9 • Climatisation de bâtiments............................................. 10 • Systèmes réversibles: principale utilisation, le refroidissement ........................................................... 12 • Systèmes réversibles: principale utilisation, le chauffage. 13 • Systèmes de climatisation VRV-DRV ................................ 14 • Différents systèmes split................................................. 15 MESURES DE CONSTRUCTION ................................................... 16 SUBSTITUTION DU FLUIDE FRIGORIGÈNE ................................... 22 INFORMATIONS ......................................................................... 23 INSTALLATIONS FRIGORIFIQUES EFFICIENTES............................ 24 CHAMP D’APPLICATION Ce guide des fluides frigorigènes (ou réfrigérants, frigorigènes) aborde de manière compréhensible les thématiques des fluides frigorigènes, de l’énergie et de l’environnement. Dans le domaine du froid de la climatisation, ce document s’adresse aux spécialistes chauffage-ventilation-climatisation (CVC). La thématique «Fluides frigorigènes dans les pompes à chaleur» n’est pas traitée dans ce document. Le présent guide ne saurait remplacer les prescriptions et normes déjà en vigueur. Il aborde les principaux points qui couvrent 70 % des cas. Il doit ainsi permettre aux spécialistes CVC d’aborder plus facilement le thème des fluides frigorigènes. Le présent guide doit être considéré comme une aide à l’exécution en application de l’ORRChim1 ainsi que des normes SN EN 378 (sécurité), SIA 382/1 (énergie), SUVA 66139 (sécurité au travail et sécurité d’exploitation) ou CFST 6517 (sécurité au travail). En cas de doute, il convient de se référer aux textes originaux correspondants. Ce document a été élaboré dans le cadre du programme SuisseEnergie avec le soutien financier de l’Office fédéral de l’environnement OFEV. 1 ORRChim, annexe 2.10 (RS 814.81) NOUS REMERCIONS NOS PARTENAIRES 3 FLUIDES FRIGORIGÈNES – LE «FLUX VITAL» DE TOUTE INSTALLATION DE FROID/CLIMATISATION En tant que moyen de transport de chaleur, le fluide frigori­ gène est le flux vital indispensable de toute installation de froid pour la climatisation. Il absorbe la chaleur en présence d’une basse température dans l’évaporateur, puis est comprimé dans le compresseur, se réchauffe et restitue la chaleur dans le condenseur. De la planification jusqu’à l’exploitation de la climatisation, différents points doivent être considérés dans le cas des fluides frigorigènes: ils peuvent influer sur l’efficience, peuvent être inflammables, toxiques ou nocifs pour le climat. Leur fiabilité est réglemen­ tée dans l’Ordonnance sur la réduction des risques liés aux produits chimiques (ORRChim). FLUIDES FRIGORIGÈNES NATURELS Les fluides frigorigènes naturels se composent de substances que l’on trouve également dans la nature. Ils n’ont aucune influence sur l’environnement, ou ne sont que faiblement nocifs. Toutefois, bon nombre d’entre eux sont inflammables, explosifs et/ou toxiques. FLUIDES FRIGORIGÈNES SYNTHÉTIQUES STABLES DANS L’AIR Les fluides frigorigènes synthétiques stables dans l’air (HFC 1) se basent sur des hydrocarbures fluorés. Ils sont appelés stables, car ils ne se dégradent que lentement dans l’air (durée de séjour moyenne de plus de 2 ans). Lorsqu’ils sont libérés (p. ex. fuite), ils ont un effet nocif durable sur le climat. Ils permettent l’utilisation d’une large gamme de propriétés dans la technique de climatisation et ne sont pas directement toxiques ou inflammables. 1 HFC: hydrofluorocarbures pur ou mélanges (voir page 9) FLUIDES FRIGORIGÈNES SYNTHÉTIQUES NON STABLES DANS L’AIR Les nouveaux fluides frigorigènes HFO 2 sont de composition synthétique et apportent également une grande partie des propriétés intéressantes des fluides frigorigènes synthétiques. A l’inverse des autres fluides frigorigènes, ils ne sont toutefois pas stables dans l’air. En d’autres termes, ils possèdent une durée de séjour dans l’atmosphère de quelques jours (donc nettement inférieure à 2 ans) et sont ainsi très peu nocifs pour le climat. PERMIS NÉCESSAIRE Toute personne qui travaille avec des fluides frigorigènes, au niveau professionnel ou artisanal, doit être au bénéfice d’une autorisation spéciale. DÉCLARATION OBLIGATOIRE Les machines frigorifiques ou pompes à chaleur exploitées avec plus de 3 kg de fluide frigorigène doivent être déclarées au Bureau suisse de déclaration des installations productrices de froid et des pompes à chaleur: www.meldestelle-kaelte.ch. ATTENTION À L’EFFICIENCE Le choix du fluide frigorigène, des composants et du concept influencent la consommation d’énergie de l’ensemble de l’installa­ tion productrice de froid. La production frigorifique volumique est une première indication de la rentabilité d’une installation de froid de climatisation. Le choix du fluide frigorigène peut modifier l’efficience globale du système de 10 à 15 %! 2 HFO: hydrofluoroléfines (voir page 9) 4 SIX FLUIDES FRIGORIGÈNES TYPIQUES Aperçu des avantages et inconvénients de six fluides frigorigènes typiques du froid de climatisation. La technique frigorifique industrielle a débuté avec des fluides frigorigènes (réfrigérants) naturels tels que par exemple l’ammo­ niac. Ceux-ci, à l’exception du CO2, ne sont toutefois pas sans danger. Certains sont explosifs, d’autres sont toxiques. Pour davantage de sécurité, on a donc créé des fluides frigorigènes synthétiques (CFC, HCFC, HFC), moins dangereux à manipuler. Ce n’est que plus tard que l’on a découvert qu’ils étaient nocifs pour l’environnement: les fluides frigorigènes contenant du chlore polluent la couche d’ozone, et les substances fluorées encouragent le réchauffement climatique. C’est pourquoi les fluides frigorigènes qui détruisent la couche d’ozone (CFC, HCFC) sont aujourd’hui interdits. Les fluides frigorigènes ayant un potentiel d’effet de serre élevé (PRG) feront bientôt l’objet de restrictions importantes. De nouveaux fluides frigorigènes à faible potentiel de réchauffement climatique (HFO) doivent encore faire leurs preuves dans la pratique et ne doivent déve­ lopper aucun nouveau potentiel de dommages environnemen­ taux. R513A R290 (propane) R32 Frigorigène synthétique, stable dans l’air Frigorigène naturel Frigorigène synthétique, stable dans l’air + Frigorigène éprouvé + Non inflammable + Toxicité réduite – PRG (631) + Frigorigène éprouvé – Hautement inflammable + Toxicité réduite + PRG bas (3) + Frigorigène éprouvé – Faiblement inflammable + Toxicité réduite – PRG (675) – Pression élevée (27 à 35 bar) R717 (ammoniac) R744 (CO2) R1234ze, R1234yf Frigorigène naturel Frigorigène naturel Frigorigènes synthétiques, non stables dans l’air + Frigorigène éprouvé – Faiblement inflammable – Toxicité accrue + PRG bas (0) – domaine d’application commerciale à partir de 200 kW + Frigorigène éprouvé + Non inflammable1 + Toxicité réduite + PRG bas (1) – Pression élevée (80 à 90 bar) – Aucune expérience à long terme pour l’instant – Faiblement inflammable – Produit de dégradation: acide trifluoroacétique1 + Toxicité réduite + PRG bas (<1) A partir de 1755 A partir de 1929 A partir de 1988 A partir de 2000 A partir de 2015 Thème Faisabilité technique Sécurité • inflammabilité • toxicité Trou d’ozone • chlore (ODP, potentiel de dé- plétion ozonique) Réchauffement climatique • PRG (Global Warming Potential) Réchauffement • PRG • risques inconnus Point fort Fluide frigorigène naturel CFC HCFC HFC HFC Fluide frigorigène naturel HFO Fluide frigorigène naturel Fluide frigorigène Ether Acide sulfurique Dichloroéthylène CO2 Ammoniac R11 R12 Ammoniac R22 R124 R142b Ammoniac R134a R404A R410A R32 Ammoniac, CO2 R1234ze R1234yf Propane Ammoniac, CO2 CE QUE NOUS APPREND L’HISTOIRE DES FLUIDES FRIGORIGÈNES 1 Le produit de dégradation acide trifluoroacétique peut être toxique pour les plantes. 5 LES PRINCIPAUX FLUIDES FRIGORIGÈNES DANS LE DOMAINE DU FROID DE CLIMATISATION Fluides frigorigènes PRG Puissance fri­ gorifique rap­ portée au débit volumique Plage de tempéra­ ture d’une utilisa­ tion économique des rejets thermiques Valeur limite pratique kg/m3 Classe de sécurité (page 16) Toxicité (ATEL/ODL) Inflammabilité (LIE) kJ/m3 °C [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] Fluides frigorigènes synthétiques, stables dans l’air R32 675 5300 35 – 45 (max. 55) 0,061 A2L faiblement toxique faiblement inflamm. R134a [9] 1430 2050 30 – 40 (max. 75) 0,25 A1 faiblement toxique non inflammable R410A [9] 2090 4600 30 – 40 (max. 55) 0,44 A1 faiblement toxique non inflammable R452B 698 4400 30 – 40 (max. 55) 0,062 A2L faiblement toxique faiblement inflamm. R454B 466 4500 30 – 40 (max. 55) 0,039 A2L faiblement toxique faiblement inflamm. R513A 631 2050 30 – 40 (max. 75) 0,35 A1 faiblement toxique non inflammable Fluides frigorigènes synthétiques, non stables dans l’air R1234ze < 1 1550 30 – 40 (max. 85) 0,061 A2L faiblement toxique faiblement inflamm. R1234yf < 1 1900 30 – 40 (max. 75) 0,058 A2L faiblement toxique faiblement inflamm. Fluides frigorigènes naturels R290 Propane 3 2750 30 – 40 (max. 60) 0,008 A3 faiblement toxique hautement inflamm. R717 Ammoniac NH3 0 3650 30 – 40 (max. 90) 0,00035 B2L hautement toxique faiblement inflamm. R1270 Propène (propylène) 3 3350 30 – 40 (max. 55) 0,008 A3 faiblement toxique hautement inflamm. R744 CO2 1 8500 30 – 60 (max. 90) [8] 0,1 A1 faiblement toxique non inflammable [1] PRG = Potential de réchauffement global (potential d’effet de serre), source: IPCC IV, 2007 et IPCC V, 2014 (pour HFO) [2] Valeurs valables pour t0 = 0 °C, tc = 40 °C [3] Valeurs indicatives des températures de la chaleur rejetée pour lesquelles l’énergie thermique peut être découplée à un prix de la chaleur inférieur à 2 ct./ kWh. Selon le type de compresseur et le concept de l’installation, la chaleur rejetée utilisable est également possible à des températures plus élevées. La température maximale du fluide uploads/Geographie/ 8710-kaeltemittelfibel-2020-f-web 1 .pdf

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• Publié le Mar 14, 2022
• Catégorie Geography / Geogra...
• Langue French
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