Fluide frigorigène

Un fluide frigorigène est un fluide pur ou un mélange de fluides purs présents en phase liquide, gazeuse ou les deux à la fois selon la température et de la pression de ce dernier.


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  • Le coût du fluide frigorigène rapporté à celui de l'installation se situe entre 1..... et plus le nombre d'atomes d'hydrogène dans une molécule est grand, .... L'utilisation du CO2 comme fluide frigorigène est certainement une piste à ... (source : energieplus-lesite)

Un fluide frigorigène (ou réfrigérant) est un fluide pur ou un mélange de fluides purs présents en phase liquide, gazeuse ou les deux à la fois selon la température et de la pression de ce dernier. La principale propriété des fluides frigorigènes est de s'évaporer à une faible température sous pression atmosphérique. Les fluides frigorigènes sont utilisés dans les dispositifs de production de froid (climatisation, congélateur, réfrigérateur, etc. )

Propriétés

En théorie, l'air ou l'azote (des fluides courants sur notre planète... ) pourraient servir de réfrigérant. En somme, tout fluide présente un potentiel en termes de réfrigération. Mais, en pratique, il en est tout autrement. Ces fluides doivent répondre aux critères suivants :

Dans les climatisations, leur capacité à absorber une certaine quantité de chaleur par unité réfrigérante est toujours exprimée en BTU.

Le Fréon est le nom commercial de plusieurs des gaz réfrigérants fabriqués par la société DuPont de Nemours.

Rôle du fluide frigorigène

Dans un circuit frigorifique, le fluide frigorigène véhicule deux éléments :

(Pour plus de précision, voir : froid industriel)

Les différentes catégories de fluide frigorigène

On peut distinguer parmi les gaz réfrigérants différentes catégories de molécules :

Article détaillé : gaz fluoré.
Article détaillé : liste de réfrigérants.

Les fluides frigorigènes utilisés avant 1929

Les principaux gaz utilisés avant 1929 au cours de la première période du froid artificiel, étaient :

Tous ces fluides avaient des propriétés thermodynamiques intéressantes mais ils présentaient tous un inconvénient, par exemple un danger pour l'homme de par leur toxicité (SO2, CH3Cl, C2H5Cl, NH3) ou du fait qu'ils étaient combustibles CH3Cl, C2H5Cl, NH3) ou demande des tubes et compresseurs à particulièrement haute pression (CO2).

Les fluides frigorigènes utilisés entre 1929 et le Protocole de Montréal

En 1929, un savant américain, Thomas Migdley, et son équipe produisent les premières molécules de Dichlorodifluorométhane (CCl2F2) ou R12. Le R12 et les fluides frigorigènes de la même famille ont la propriété d'être assez inoffensifs pour l'homme et d'être intéressants du point de vue thermodynamiques.

Ils furent fabriqués industriellement par la société DuPont de Nemours à partir de 1932 (dichlorodifluorométhane - R12 et trichlorofluorométhane - R11) sous le nom de fréon. Ces fluides frigorigènes sont des dérivés du pétrole.

Restriction d'utilisation depuis le Protocole de Montréal

Depuis le 16 septembre 1987, le Protocole de Montréal signé par 24 pays et par la Communauté économique européenne et qui compte actuellement 190 pays signataires, [1] est un accord international visant à diminuer et , à terme, éliminer totalement les substances qui appauvrissent la couche d'ozone. La CEE a ainsi depuis voté des lois dans ce sens. [2]

Ce protocole impose la suppression de l'utilisation des CFC (sauf pour des utilisations qualifiées de critiques ou principales), de halons, bromure de méthyle et autres substances appauvrissant la couche d'ozone (HCFC, tétrachlorure de carbone, bromochlorométhane, hydrobromofluorocarbone, méthylchloroforme), et cela dans un délai donnant la possibilité de la mise en place de substituts.

Le protocole de Montréal invite les intéressés à prendre les mesures nécessaires pour diminuer l'émission de fluides frigorigènes dans l'atmosphère ; il s'agit :

• de ne plus utiliser ces produits comme propulseurs (ils furent interdits dès 1978 aux États-Unis pour cette utilisation)
• de perfectionner l'étanchéité des circuits frigorifiques
• de lutter contre les purges et les rejets dans l'atmosphère
• de récupérer toujours les fluides frigorigènes[3]

De plus, il recommande de diminuer puis d'arrêter la production des gaz les plus néfastes à la couche d'ozone et ceux ayant un impact important sur l'effet de serre. Ce sont les fluides frigorigènes dont la molécule est riche en chlore et dont la durée de vie est grande.

Parmi ces gaz, on trouve :

En cas de fuite, il est interdit de recharger avec ce fluide.
Il est par conséquent indispensable de remplacer la totalité du fluide. Quelquefois, selon l'âge de l'équipement et sa vétusté, il est préférable de changer d'équipement.
Un équipement frigorifique conçu pour la destruction doit être impérativement dépollué de ses fluides frigorigènes et lubrifiants;[4] certains seront détruits (CFC) et d'autres recyclés (huile). [5]
(* R11, R12, R502, R504... )
Pour l'instant, la recharge est autorisée. Mais, à partir de 2010, il sera interdit de recharger par des fluides neufs ainsi qu'à partir de 2015, par des fluides recyclés. [5]
(* R22, R123, R124, R142b, R401A, R401B, R402A, R402B, R403B, R408A, R409A, R409B... )
Les restrictions concernant cette famille de gaz sont pour l'instant limitées. Au sein de l'Union Européenne, les HFC seront interdits dans les climatisations pour automobiles à partir de 2011.
En cas d'investissement ou de remplacement d'un équipement frigorifique, privilégiez ceux fonctionnant avec des HFC contenant moins de 2 kg de fluide. [5]
(* R14, R23, R125, R134a, R152a, R227, R404A, R407C, R410A, R413A, R417A, R507, R508B, Isceon 59, Isceon 89, Forane 23, Forane FX 80... )

Les conférences qui ont suivi ont accentué la tendance et ont écourté les échéances : à la conférence de Copenhague, il a été décidé d'arrêter la production des CFC le 31 décembre 1994 et celle des HCFC le 31 décembre 2014. Les CFC sont actuellement définitivement supprimés à l'exception de quantités particulièrement minimes et indispensables (utilisation en médecine, surtout comme agents propulseurs dans les inhalateurs doseurs, type ventoline).

Cependant, une minorité de scientifiques contestent le fait que les fluides frigorigènes chlorés soient nocifs pour la couche d'ozone stratosphérique.

Traitements des fuites

Rappel : une fuite d'un kilogramme de réfrigérant de synthèse dans l'atmosphère produit un effet de serre équivalant à celui généré par l'émission de 1 500 jusqu'à 3 000 kilogrammes de CO2.

Il est désormais obligatoire[6] de vérifier régulièrement les installations de production frigorifiques pour des applications de réfrigération ou de climatisation.

Toute fuite détectée doit être située et faire l'objet d'un enregistrement, d'une réparation et d'un suivi. Le tout doit être documenté pour être présenté à la requête de l'inspection des services de l'environnement. L'exploitant est tenu responsable de la quantité de réfrigérant de synthèse utilisée dans son installation (climatique).

Si la réparation nécessite la vidange de l'équipement, le liquide frigorigène sera récupéré pour être recyclé.

Nomenclature

Ce modèle de nomenclature peut s'appliquer pour tout fluorocarbure (FC) de type CFC, HCFC, HFC et PFC. La nomenclature des gaz fluorés suit le modèle de type "XYZ-c0123b4a", où chacun des chiffres et lettres représentent :

Dans le cas où la molécule contient du brome, le gaz (toujours du CFC) se nomme halon.

Quand ces substances sont utilisées comme fluide frigorigène, les "XYZ" est remplacé par la lettre "R", comme réfrigérant. La valeur du premier chiffre qui suit la lettre R peut prendre alors les valeur spécifiques suivantes :

Quelques exemples de CFC :

Un exemple de HCFC :

Un exemple de HFC :

Règle du "90", exemple du R32 :

Voir aussi...

Liens externes

Notes et références

  1. Source : Environnement Canada
  2. Règlement CE N° 2037/2000 du Parlement européen et du Conseil du 29 juin 2000 relatif à des substances qui appauvrissent la couche d'ozone, modifié par les règlements CE N° 2038/2000 et n° 2039/2000 du 28 septembre 2000 (JOCE L 244 du 29/09/2000)
  3. Décret du 7/12/1992 modifié par le décret du 30 juin 1998 et arrêté du 10 février 1993, modifié par arrêté du 12 janvier 2000, relatif au contrôle d'étanchéité suivi et entretien des équipements frigorifiques et climatiques non-domestiques ou contenants plus de 2 kg de fluide
  4. Arrêté du 10 février 1993 relatif à la récupération de certains fluides frigorigènes utilisés dans les équipements frigorifiques et climatiques
  5. Conférence de presse du CFBP (Comité Français Butane Propane), le 6 avril 2004
  6. [1] Arrêté du 7 mai 2007 relatif au contrôle d'étanchéité des éléments assurant le confinement des fluides frigorigènes utilisés dans les équipements frigorifiques et climatiques

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