Le fluide frigorigène : élément incontournable du chaud et du froid

Sans fluide frigorigène, climatisations et pompes à chaleur n’existeraient pas. En effet, le liquide frigorigène qui circule dans certains équipements de chauffage ou de refroidissement permet le transfert des calories qui assurent la production d’un air frais ou chaud. De quoi se compose un fluide frigorigène ? Comment le choisir ? Peut-il être dangereux ? On vous dit tout.

 

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Un liquide frigorigène, ou fluide frigorigène, se présente sous forme de gaz ou de liquide. Il sert comme son nom le laisse supposer à créer du froid, mais aussi du chaud.

 

En effet, ses propriétés physico-chimiques permettent de réaliser un transfert de chaleur, c’est-à-dire de transformer et de transporter des calories d’un point A à un point B, de l’extérieur vers l’intérieur de votre maison, et inversement.

 

Ainsi, il fait partie intégrante du fonctionnement d’appareils, tels que les pompes à chaleur ou les climatiseurs.

 

En captant des calories, le fluide frigorigène subit des changements de pression qui sont accentués ou au contraire réduits par les autres éléments du système que sont le compresseur, l’évaporateur, le condensateur et le détendeur.

 

Quand le liquide capte les calories, il se trouve sous forme liquide à basse température et basse pression. Un cycle de production de chaleur ou de froid peut commencer. Quand les calories sont libérées par le fluide, à l’extérieur pour rafraîchir une pièce et à l’intérieur pour la chauffer, le liquide réfrigérant se trouve sous forme gazeuse à haute pression et à haute température. Ce changement d’état du fluide frigorigène permet la transformation de calories en chaleur.

Plus précisément, quatre cycles thermodynamiques ont lieu pour transformer les calories présentes dans l’air, la terre ou l’eau, en une chaleur restituable dans un lieu de vie (ou évacuable à l’extérieur pour refroidir une pièce) :

 

• l’évaporation consiste à faire passer le fluide frigorigène de l'état liquide à celui de gaz au moment de capter les calories ;
• la compression correspond à la montée en pression et en température du fluide frigorigène ;
• la condensation représente le passage de l’état gazeux à liquide avec libération de chaleur ;
• la détente correspond à la baisse de pression et de température subies par le fluide réfrigérant avant de recommencer un cycle de production de chaleur ou de froid.

 

Ces différentes étapes sont indispensables pour qu’une pompe à chaleur chauffe votre logement et/ou votre eau chaude sanitaire !

 

🧐 Comment se passe la production de froid ? Dans le cas d’une pompe à chaleur réversible, le fonctionnement est similaire, mais les calories de l’air sont prises à l’intérieur de l’habitation et évacuées vers l’extérieur.

Vous retrouvez différentes catégories de fluides frigorigènes au sein des multiples systèmes de production de froid disponibles sur le marché. Trois grandes familles de fluides frigorigènes sont utilisées pour produire du froid.

 

Les composés inorganiques (série 700)

Les composés inorganiques sont l’eau, le CO₂ et l’ammoniac.

 

L’eau est un fluide frigorigène théorique qui nécessite trop d’énergie pour créer de la chaleur. Le CO₂ requiert des pressions trop élevées et l’ammoniac est toxique, corrosif et inflammable.

 

Vous ne les retrouverez jamais dans une pompe à chaleur ou un climatiseur.

 

Les hydrocarbures (séries 200 et 600)

Les hydrocarbures se composent uniquement d’atomes de carbone et d’hydrogène et ce sont d’excellents fluides frigorigènes.

 

Ils sont propres pour l’environnement et peu toxiques, mais ils sont malheureusement inflammables.

 

Dans cette catégorie, vous retrouvez le propane (R290) pour le froid commercial et l’isobutane (R600a) pour le froid domestique.

 

Les hydrocarbures halogénés (séries 400 et 500)

Les hydrocarbures halogénés (séries 400 et 500) se composent des CFC (chlorofluorocarbures) qui nuisent à la couche d’ozone et ne sont plus utilisés de nos jours, et des HCFC (hydrochlorofluorocarbures).

 

Ces derniers sont composés de chlore, de fluor, de carbone et d’hydrogène. Ces fluides frigorigènes sont aussi interdits de mise sur le marché depuis 2015 en France, car dangereux.

 

Enfin, cette famille contient les HFC (hydrofluorocarbures), non dangereux pour la couche d’ozone, ils présentent toutefois un impact non négligeable sur l’effet de serre et le réchauffement climatique. Constitués d’hydrogène, de carbone et de fluor, ils sont peu à peu interdits depuis le 1^er janvier 2020.

 

Dans une pompe à chaleur neuve, vous retrouvez souvent :

 

• R410a, mélange à 50% HCF 32, 50% HCF 125 ;
• R134a, un HFC ;
• de plus en plus de R32 qui présente de nombreux atouts en remplacement du R410a.

Comme vous pouvez le constater, tous les appareils de production de froid présentent donc un impact environnemental en raison de la présence d’un fluide frigorigène dans leur système.

 

Les leaders de la production de froid réfléchissent année après année à des solutions plus écologiques pour concevoir des machines plus respectueuses de l’environnement, à l’instar de l’utilisation du R32.

 

Le fluide frigorigène d’une pompe à chaleur ou d’une climatisation est sélectionné en fonction des critères suivants :

 

• sa qualité thermodynamique ;
• sa puissance frigorifique ;
• une température critique élevée ;
• un point de congélation bas ;
• un taux de compression inférieur à 10 ;
• une pression adaptée à l’équipement et à l’usage qui en sera fait ;
• une bonne stabilité chimique et thermique.

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🧐 L’importance du liquide frigorigène ? Lorsque votre artisan RGE vous conseillera dans le choix d’une PAC ou d’une climatisation qui répond à vos attentes, le type de fluide frigorigène pourra être un critère. Sachez néanmoins que vous sélectionnerez rarement un équipement pour la nature de son liquide frigorigène. En outre, la réglementation est toujours plus contraignante et les appareils actuellement disponibles sur le marché présentent le meilleur compromis entre performance et protection de l’environnement.

Dans le cas d’une pompe à chaleur, un entretien réalisé par un professionnel qualifié est désormais obligatoire depuis juillet 2020.

 

Cette révision sera à faire tous les deux ans pour les appareils d’une puissance frigorifique comprise entre 4 kW et 70 kW.

 

Les appareils de plus de 70 kW seront révisés tous les cinq ans. Lors de cette visite, le bon état du fluide frigorigène sera vérifié et l’absence de fuite sera contrôlée.

 

Dans le cas d’une pompe à chaleur contenant plus de 2 kg de liquide frigorigène, un contrôle est réalisé de façon annuelle par mesure de sécurité.

 

 

🧹 Un entretien plus fréquent nécessaire pour une PAC ou une clim ? Outre cette révision obligatoire, un entretien régulier est recommandé pour une pompe à chaleur ou un climatiseur qui reste en bon état. Vous dépoussiérerez tous les mois votre système de production de froid. Veillez également à surveiller le niveau de pression du liquide. Enfin, quand le fluide arrive en fin de vie, environ tous les 10 à 20 ans, un professionnel doit le remplacer. Le liquide est alors récupéré pour être en partie recyclé.

Même si un fluide frigorigène présente un impact écologique, ce dernier est réduit si votre équipement est correctement utilisé, qu’aucune fuite n’est constatée et que le liquide frigorigène est bien recyclé en fin de vie.

 

Une pompe à chaleur représente l’un des systèmes les plus performants et écologiques pour produire de la chaleur et du froid. C’est notamment un équipement qui consomme peu d’énergie.

 

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