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Les différents fluides

a) Généralités

Dans une pompe à chaleur, circule un fluide, appelé fluide frigorigène. C'est lui qui transporte la chaleur, en la prenant à l'évaporateur pour la céder au condenseur. Il existe plusieurs fluides :

- le R 407c : composé de 52% de R 134a, 25% de R 125, et 23% de R 32. Il est de création européenne, et est par conséquent principalement utilisé sur les pompes à chaleur allemandes et françaises.

- le R 410a : composé de 50% de R 32, et de 50% de R 125. Crée et utilisé par les États-Unis et le Japon.

- le R 404a : composé de 52% de R 143a, 44% de R 125, et 4% de R 134a.

Chaque fluide possède son propre diagramme enthalpique.

Quel que soit le fluide, leur utilisation est très réglementée. Ils ne doivent en aucun cas être rejetés dans la nature, car ils contribuent très fortement à l'effet de serre. Le dégazage est rigoureusement interdit, et est passible d'une amende de 5ème classe, et d'une peine d'emprisonnement (sauf si ce dégazage est réalisé pour protéger des personnes).

Lorsqu'il est extrait de la machine, le fluide doit être récupéré dans une bombonne, et remis au fabriquant. Ce dernier se chargera de purifier le gaz, et de le remettre en service. Il est préférable de ne pas directement réinjecter le gaz dans la pompe à chaleur, car il n'est plus forcément pur. Toutes les manipulations sur ces gaz doit être consignées dans un registre, que les autorités peuvent être amenées à contrôler à tout moment.

b) Classification des fluides

- CFC (chlorofluorocarbones) : leur utilisation est interdite depuis 2001, car ils sont très nocifs pour la couche d'ozone, et contribuent fortement à l'effet de serre. Exemples : R11, R12, R502, R509.

- HCFC (hydrochlorofluorocarbones) :  leur production cessera en 2010, et leur utilisation sera interdite dès 2015. Ils restent cependant moins nocifs que les CFC. Exemples : R22, R123, R409a.

- HFC (hydrofluorocarbones) : ce sont à l'heure actuelle les fluides les plus "propres". Ils n'ont pas d'effet négatif sur la couche d'ozone, mais contribuent cependant très fortement à l'effet de serre. Exemples : R134a, R410a, R407c, R404a.

- Les autres : ils seraient beaucoup moins nocifs que les HFC, mais ils présentent chacun au moins un inconvénient. Le R600 (isobutane) est trop inflammable et détonant, l'ammoniac est nocif par inhalation (utilisé sur les grosses installations industrielles), ou encore le CO2 qui nécessite de trop grandes pressions de fonctionnement.

 

c) Caractéristiques des fluides

Pour chaque fluide, on attribue 3 indices principaux, qui sont fonction de leurs impacts respectifs sur l'environnement.

O.D.P. (Ozone Depresion Potential) : c'est le potentiel d'appauvrissement de la couche d'ozone. il s'étend de 0 à 1, un gaz ayant un ODP de 1 serait très dangereux pour la couche. Exemple : ODP (R22) = 0.05 ; ODP (R404a) = 0.

G.W.P. (Global Warming Potential) : c'est la potentiel à provoquer directement l'effet de serre. Le GWP est gradué de 0 à l'infinie. Il représente un équivalent de CO2. Par exemple, 1kg d'un fluide ayant un GWP de 150 aura le même effet que 150kg de CO2. Exemples :

R407c 1600
R22 1700
R410a 1900

On constate que ces indices sont très élevés. A titre de comparaison, rejeter dans l'atmosphère 1kg de R410a (certaines installations font parfois plusieurs centaines de kg...) revient à parcourir près de 13 000km à bord d'une voiture* !

* : véhicule émettant 150g co2/km.

T.E.W.I : il est représentatif de la pollution générée par un appareil sur toute sa durée de vie, que ce soit de manière directe (émissions) ou indirecte (consommation d'électricité). Sa formule parait un peu fastidieuse, mais elle est en réalité très simple :

    avec :

TEWI = GWP [M(1-x) + M.f.N] + E.A.N 
  effet direct

effet indirect

 

GWP : voir ci-dessus

M : masse de fluide contenue dans la machine

x : fraction de charge de fluide récupérée en fin de vie
f : taux de fuite annuel de la machine
N : durée de vie en année de la machine
E : consommation annuelle de la machine en kwh
A : équivalent en C02 de la production d'un kwh (pour la France : A = 0.1)
 

d) Autres

Téléchargements des diagrammes enthalpiques des gaz :

R134a R290 (propane)
R404a R407a
R407b R407c
R410a

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