Critère de choix du fluide frigorifique

 

Le choix du fluide caloporteur relève du constructeur de la pompe à chaleur.

Il peut être différent d’une pompe à l’autre selon la température maximum souhaitée au condenseur.

 

Les fluides frigorigènes ont pour rôle d’assurer les transferts thermiques dans l’évaporateur et le condenseur d’une pompe à chaleur. Pour cela ils doivent répondre à un certain nombre de critères :

1.      thermodynamiques (obtention du rendement optimal, bon positionnement des températures d’évaporation et de condensation),

2.      de sécurité (toxicité, inflammabilité),

3.      techniques (leur action sur le milieu à refroidir, les matériaux constitutifs de la machine et les huiles de graissage ne doit pas être nocive),

4.      économiques et écologiques.

 

D’une manière générale les fluides frigorigènes utilisés dans une pompe à chaleur doivent présenter les propriétés physico-chimiques suivantes :

• Une basse température de vaporisation à la pression atmosphérique afin de soutirer la chaleur à une pression légèrement supérieure à la pression atmosphérique et ainsi éviter la pénétration de l’air dans l’évaporateur.

• Une caractéristique favorable des courbes de saturation, afin d’obtenir des rapports de compression modérés.

• Des pressions de condensation réduites aux températures exigées par les consommateurs, dans le but de réduire le travail mécanique de compression, des pertes de fluide dans le milieu ambiant ainsi qu’une construction plus simple du compresseur.

• Une chaleur latente élevée dans le domaine des températures de fonctionnement, ce qui conduit à des débits réduits dans l’installation et à des coefficients de transfert thermiques élevés.

• Une viscosité du liquide aussi basse que possible.

• Une stabilité chimique sur tout le domaine des températures de fonctionnement et une compatibilité avec les huiles de graissage et les matériaux constructifs de l’installation.

• Une solubilité totale par rapport à l’eau, afin d’éviter la formation de morceaux (bouchons) de glace.

• Être non inflammables, non toxiques et non explosifs.

• Une rigidité diélectrique élevée, surtout dans le cas des installations sertissées où l’agent thermodynamique entre en contact direct avec les éléments du circuit électrique.

• Être non polluants, à la suite d’éventuelles fuites, pour le milieu de distribution de la chaleur.

• Avoir un coût acceptable, surtout pour les installations de grande puissance.

Le R134a est un HFC (hydro fluorocarbure) ayant une quasi innocuité pour la couche d’ozone. Il est utilisé en quantité pour la climatisation automobile. Dans l'habitat, il présente l'intérêt de pouvoir faire fonctionner les pompes à chaleur à plus haute température (généralement jusqu'à environ 60 °C). C'est l'application idéale pour une production d'eau chaude pour radiateurs en remplacement d'une ancienne chaudière. Ce réfrigérant fonctionne à pression relativement basse. Retenons que la plupart des PAC peuvent fournir de l’eau à 55°C à la source chaude.

Pour une température comprise entre 10 et 12 °C à la source froide.

  

      

 

Le R134a est un HFC (hydrofluorocarbure) ayant une quasi innocuité pour la couche d’ozone qui remplace le R12 (CFC : chlorofluorocarbure) à présent interdit car très destructeur de la couche d'ozone. Le R134a est utilisé en quantité pour la climatisation automobiles. Dans l'habitat, il présente l'intérêt de pouvoir faire fonctionner les pompes à chaleur à plus haute température (généralement jusqu'à environ 60 °C). C'est l'application idéale pour une production d'eau chaude pour radiateurs en remplacement d'une ancienne chaudière. Ce réfrigérant fonctionne à pression relativement basse.