Fluides frigorigènes – informations générales

Refrigerants: general information-Featured image

Définition d’un réfrigérant

Dans les systèmes de réfrigération et CVC, un réfrigérant est une substance de travail naturelle ou synthétique qui traverse une série de transformations thermodynamiques et participe au transfert de chaleur. Il agit comme un agent de refroidissement dans un évaporateur en absorbant la chaleur d’une autre substance, comme l’air chauffé par les produits stockés. Les fluides frigorigènes existent à la fois sous forme de substances pures à un seul composant et sous forme de mélanges de divers composants.

Comment fonctionnent les fluides frigorigènes ?

Les fluides frigorigènes absorbent la chaleur du produit ou de l’espace refroidi à une température et une pression basses et la libèrent à une température et une pression élevées grâce à leurs propriétés physiques et chimiques appropriées. Étant donné qu’un tel transfert de chaleur, conformément à la deuxième loi de la thermodynamique, ne peut se produire seul, une énergie externe doit être fournie pour comprimer le réfrigérant. Pour la plupart des fluides frigorigènes, l’effet de l’absorption et du rejet de chaleur est une transition de phase: évaporation et condensation, respectivement. La chaleur latente de ces transformations de phase varie en fonction du type et des propriétés thermodynamiques du réfrigérant. Plus la valeur de la chaleur latente de vaporisation est élevée, plus la substance à refroidir peut absorber de l’énergie.

Animation of a refrigerant operation

Où sont utilisés les fluides frigorigènes ?

On retrouve de nombreuses applications des fluides frigorigènes dans la vie quotidienne. Les plus courantes sont les réfrigérateurs domestiques, les congélateurs, les climatiseurs et les pompes à chaleur. L’industrie alimentaire constitue l’une des principales applications des fluides frigorigènes. On distingue notamment les stockages alimentaires commerciaux de fruits, de viande, de légumes, de produits laitiers et autres. Les fluides frigorigènes sont également utilisés dans les dispositifs de refroidissement des magasins d’alimentation, tels que les armoires et les comptoirs réfrigérés. On les trouve également dans le secteur des transports, par exemple dans l’installation de la climatisation dans les voitures ou les avions. Les camions, les navires et les trains sont d’autres exemples de systèmes de réfrigération mobiles où les fluides frigorigènes sont utilisés pour maintenir à basse température les aliments et autres produits sensibles à la température qui doivent être transportés sur une longue distance. Les fluides frigorigènes sont également utilisés dans les secteurs pharmaceutique et médical, ainsi que dans les sports d’hiver, par exemple dans les systèmes de refroidissement des patinoires et des tremplins de saut à ski.

Propriétés du réfrigérant idéal

Le réfrigérant utilisé dans les systèmes de réfrigération est généralement choisi en fonction du type d’application. Malheureusement, il n’existe aucun réfrigérant qui réponde à toutes les exigences majeures pour tous les types de systèmes. Par exemple, le meilleur réfrigérant pour les applications à basse température ne sera pas aussi bon pour les applications à moyenne température. Par conséquent, le fluide doit être choisi de manière cohérente pour convenir au mieux à l’application choisie. Le réfrigérant idéal doit avoir les paramètres indiqués dans le tableau.

Aucune incidence sur l’environnement Sécurité d’utilisation

Potentiel d’appauvrissement de la couche d’ozone nul
(ODP = 0)

Potentiel de réchauffement planétaire nul
(GWP = 0)

Non-toxique

Ininflammable

Non-explosif

Facilement détectable en cas de fuite

Propriétés thermodynamiques parfaites Bonne stabilité chimique

Faible énergie requise pour la compression
(bénéfice: réduction des coûts de consommation d’énergie)

Capacité de refroidissement spécifique élevée
(bénéfice: moins de charge de réfrigérant, compresseur plus petit)

Coefficients de transfert de chaleur élevés
(bénéfice: échangeurs de chaleur plus petits)

Point de congélation bas et point critique élevé

Aucun effet négatiff sur les matériaux structurels
(par exemple, tubes en cuivre, joints en caoutchouc)

Aucune réaction avec les molécules d’huile

Bonne résistance à la décomposition dans des conditions de température et de pression élevées

PRG et PDO: qu’est-ce que c’est ?

De nombreux fluides frigorigènes, notamment synthétiques, ont un effet négatif sur l’environnement et l’atmosphère. Pour déterminer l’impact environnemental d’un réfrigérant, deux indicateurs ont été introduits :

PRG: Potentiel de réchauffement global

Il s’agit d’un indicateur relatif de la chaleur absorbée et retenue dans l’atmosphère par une certaine masse d’un gaz à effet de serre. Selon la norme, la valeur du PRG d’un gaz est un multiple de la chaleur qui serait absorbée par la même masse de dioxyde de carbone CO2, pour laquelle la valeur est égale à 1. Par exemple, la fuite d’une tonne de réfrigérant R134a (PRG = 1 430) équivaut à l’émission de 1 430 tonnes de CO2</sub.

PDO: Potentiel de déplétion ozonique

Il s’agit d’un indicateur relatif de l’effet d’une substance donnée sur la dégradation de la couche d’ozone, par rapport au réfrigérant R-11 pour lequel la valeur PDO est fixée à 1. Plus précisément, le PDO est défini comme le rapport entre la perte globale d’ozone due à la substance donnée et la perte globale d’ozone due au CFC-11 de masse identique.

Les fluides frigorigènes naturels, l’une des principales tendances du secteur de la réfrigération

Grâce au développement durable de la technologie frigorifique, à la conscience écologique des consommateurs et des professionnels du secteur, et à la nécessité croissante de protéger l’environnement, nous observons l’augmentation de la quantité d’unités de condensation à réfrigérant naturel opérant sur le marché.

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