Quel est le rôle du fluide frigorigène et comment fonctionne-t-il ?

fluide frigorigèneLes dispositifs de chauffage et de refroidissement fonctionnent avec un circuit fermé basé sur la circulation d’un fluide frigorigène.

Quelle est l’importance du fluide frigorigène ?

Il assure la production du froid ou de la chaleur.

 

Afin d’éviter les dangers liés au fluide frigorigène (pour l’homme et pour l’environnement), un contrôle annuel de vos équipements frigorifiques est nécessaire..

Sommaire

 

fluide frigorigène

 

1. Qu’est-ce que le fluide frigorigène ?

Le fluide frigorigène, appelé aussi réfrigérant, est un fluide qui permet de mettre en œuvre un cycle frigorifique, soit un cycle de compression/détente. En d’autres termes, il permet, grâce à certaines caractéristiques physiques, de transférer la chaleur (les calories). En effet, les calories captées au niveau de l’évaporateur et du compresseur seront après évacuées au niveau du condensateur.

Le fluide frigorigène peut être pur ou un mélange de fluides purs liquides et/ou gazeux selon sa température et sa pression.

Les fluides frigorigènes sont utilisés dans les circuits fermés des dispositifs de production du froid ou de chaleur : congélateur, climatisation, réfrigérateur, pompe à chaleur, etc.) Dans ces appareils, il sert aussi à transporter l’huile du compresseur (étant donné que ce dernier n’est pas utile pour les autres organes du circuit).

On peut également les retrouver dans d’autres dispositifs représentant d’autres cycles thermodynamiques comme les turbines à vapeur.

 

2. Quels sont les critères de choix du fluide frigorigène ?

L’air et l’azote peuvent servir comme des fluides frigorigènes, cependant, ils ne sont pas efficaces. En effet, le fluide frigorigène doit répondre à certaines propriétés :

2.1. L’absorption et la restitution des calories

  • Une grande capacité d’absorber les calories quand il passe de l’état liquide à l’état gazeux. On appelle chaleur latente de vaporisation la chaleur absorbée lors de cette phase. Cette propriété est nécessaire lors de la production du froid.
  • Une bonne capacité de restituer les calories dans le cas des dispositifs de production de chaud.

 

2.2. Sans danger pour l’homme et la nature

Respectueux des normes de sécurité et de l’environnement. En effet, la fuite dans l’atmosphère peut être dangereuse pour l’être vivant et pour la nature de par ses effets de serre réchauffant le climat.

 

2.3. La température

Les températures de fonctionnement des échangeurs (le condensateur et l’évaporateur) doivent être adaptées : à titre illustratif, les fluides de chauffage sont différents des fluides de climatisation.

 

2.4. La pression

Les pressions doivent être choisies selon les températures. Elles doivent favoriser leur utilisation dans le circuit avec des tuyauteries et un compresseur à dimensions raisonnables.

 

Remarque

Dans les systèmes de climatisation, la capacité d’absorption est exprimée en kilowatt ou en BTU par unité réfrigérante et en TR par tonne de réfrigération.

 

3. Quelles sont les catégories des fluides frigorigènes ?

Selon les molécules, on distingue les gaz réfrigérants suivants : les Chlorofluorocarbures (CFC), les Hydrofluorocarbures (HFC), les Hydrochlorofluorocarbures (HCFC), les hydrocarbures perfluorés ou les Perfluorocarbures (PFC), les composés inorganiques tels que l’Ammoniac et les composés organiques n’appartenant pas aux types qu’on vient de citer ou les hydrocarbures.

 

3.1. Un aperçu sur l’utilisation des fluides frigorigènes

On distingue 3 grandes étapes : avant 1929, entre 1929 et le Protocole de Montréal et après le Protocole.

 

3.2. Avant 1929

Les gaz utilisés avant 1929 étaient très efficaces mais non pas sans inconvénient. En effet, ils sont toxiques, combustibles et exigent des tubes et des compresseurs à haute pression. Parmi ces gaz, on cite : le Dioxyde de soufre (SO2), le Dioxyde de carbone (CO2), l’Ammoniac (NH3), le Chlorométhane (CH3Cl) et le Chloroéthane (C2H5Cl).

 

3.3. Entre 1929 et le Protocole de Montréal

En 1929, Thomas Migdley et son équipe ont produit des molécules qui représentaient des capacités thermodynamiques intéressantes tout en étant respectueuses de l’environnement et sans danger pour l’homme.  Il s’agit de la de dichlorodifluorométhane (CCl2F2) appelée R12.

 

3.4. Après le Protocole de Montréal

Le Protocole de Montréal, signé en 1987 par 24 pays, compte aujourd’hui 190 pays. Son objectif est de réduire les éléments qui sont nuisibles à la couche d’ozone.

Parmi les mesures prises, on cite :

  • L’interdiction de l’utilisation de certaines substances (sauf pour besoin critique) : les CFC, les halons, le bromure de méthyle, l’HCFC, le tétrachlorure de carbone, le bromochlorométhane, l’hydrobromofluorocarbone et le méthylchloroforme.
  • Améliorer l’étanchéité des circuits.
  • Restituer les fluides frigorigènes.
  • Faire face aux rejets dans l’air.
  • La réduction et puis l’arrêt de la production des gaz nuisibles à la couche d’ozone, notamment les molécules en chlore : les Chlorofluorocarbones (CFC), les Hydrochlorofluorocarbones (HCFC) et les HFC.
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Faïez MAALOUL

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