Pompes à chaleur Air Eau et Air Air Pompe à chaleur : des fluides naturels, pour des équipements plus respectueux de l'environnement

Pompe à chaleur : des fluides naturels, pour des équipements plus respectueux de l'environnement

fluides naturels pour les pompes à chaleur

En ayant recours à une énergie renouvelable pour chauffer votre maison et produire de l’eau chaude sanitaire, la pompe à chaleur est considérée aujourd’hui comme un des modes de chauffage les plus respectueux de l’environnement. Idéal pour les personnes sensibilisées à la protection de la planète comme pour celles désireuses de réaliser des économies d’énergie, cet appareil nécessite cependant, pour son fonctionnement, le recours à un produit spécifique : le fluide frigorigène. Ce dernier fait l’objet de recommandations et de normes toujours plus strictes ces dernières années, pour limiter les émissions de gaz à effet de serre, enjeu primordial en matière d'écologie.

1. Une réglementation sur le fluide frigorigène
1.1. Le fluide frigorifique c'est quoi ?
1.2. Qu'est-ce que la F-Gaz ?
2. Le R32 pour assurer la transition
3. Des fluides naturels pour les PAC de demain

Une réglementation sur le fluide frigorigène

réglementation fluides frigorigènes

Face au réchauffement climatique, les pouvoirs publics ont dans le viseur différents facteurs émetteurs de gaz à effet de serre. L'industrie de la climatisation n'a pas échappé à cette volonté de rendre les technologies plus vertes. Ainsi, les pompes à chaleur, que ce soit air/eau comme air/air, doivent évoluer et avoir recours à des fluides frigorigènes plus propres.

Le fluide frigorifique, c'est quoi ?

Présent dans les pompes à chaleur, le fluide frigorifique est un élément indispensable permettant de faire circuler les calories prélevées dans l'air vers votre circuit de chauffage. Il peut être pur, ou composé d'un mélange de différents fluides purs. Il se retrouve dans des équipements thermodynamiques servant à la réfrigération, la climatisation, ainsi que dans les pompes à chaleur air/eau.

Depuis quelques années, les pompes à chaleur et climatisations réversibles vivent une petite révolution, chez plusieurs marques. Certains fabricants ont en effet décidé de ne plus alimenter leur PAC avec un fluide nommé R410A, couramment présent dans les systèmes de pompes à chaleur et de climatisation, jugé néfaste pour l’environnement.

Ainsi, d’autres fluides font leur apparition sur le marché, tels que le fluide R32. Ce dernier répond mieux aux exigences émises par une réglementation européenne, la F-Gaz, donnant un cadre à l’utilisation de ces différents fluides et fixant des objectifs pour que, à terme, les fluides les plus néfastes pour la couche d’ozone disparaissent du marché.

Qu'est-ce que la F-Gaz ?

La réglementation F-Gaz est née d’un constat sur l’absolue nécessité de réduire les émissions polluantes liées à l’industrie et à des technologies provoquant des émissions polluantes. C’est ainsi que, depuis 2015, les équipements liés à la réfrigération, à la climatisation, ou encore les pompes à chaleur, font l’objet de règles de plus en plus strictes avec différentes échéances à respecter pour en finir avec des fluides considérés comme trop polluants.

Les chlorofluocarbures (CFC) et les hydrochlorofluorocarbones (HCFC) sont désormais interdits depuis 2015, tandis que les hydrofluorocarbures (HFC) doivent disparaître d’ici 2030 des appareils sur le marché. Parmi ces derniers figure le R410A, très présent dans les systèmes de climatisation et les pompes à chaleur.

La réglementation F-Gaz s’appuie sur le Potentiel de Réchauffement Global (PRG) du fluide frigorifique (GWP en anglais soit Global Warming Potential) pour déterminer les catégories trop néfastes pour la couche d’ozone. Une unité se mesurant en kg équivalent CO2. Ainsi, plus la mesure est élevée, plus le fluide est considéré comme polluant et à supprimer du marché. À l’exemple du R410A, s’il est jugé très efficace pour le rendement des appareils, son PRG est à 2088.

D’ici 2030, il faudra diviser par 5 les émissions de CO2 de ces fluides, qui ne devront pas présenter un PRG supérieur à 150. Il est donc nécessaire pour de nombreux fabricants d’avoir recours à un autre fluide, plus propre, pour le fonctionnement de leurs pompes à chaleur.

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Le R32 pour assurer la transition

R32 transition pour PAC

Rendre sa PAC plus propre tout en maintenant un bon coefficient de performance, tel est l'enjeu des marques pour se mettre en conformité avec cette réglementation européenne. La disparition programmée des HFC a imposé la nécessité de faire un état des lieux des différentes solutions possibles pour les remplacer. Deux solutions semblent ressortir de ces recherches, en mettant sur le devant de la scène un fluide de transition, le R32, et une solution optimale tournée vers les fluides naturels.

Daikin a été le premier fabricant à passer le cap du R32, supprimant au passage le R410A de toutes ses machines. Ce virage technologique est progressivement constaté chez d'autres fabricants, tels que Mitsubishi.

Avec un PRG de 675, ce fluide permet d'assurer la transition alors que le R410A est voué à disparaître d'ici 2025, selon les recommandations de la F-Gaz. Permettant également de s'adapter aux préconisations prévues dans la future réglementation RE2020 pour l'habitat neuf, ce fluide dispose de plusieurs atouts :

✔️ Un impact sur l'environnement réduit de 75 % par rapport au R410A

✔️ Une efficacité énergétique reconnue et un gain de performance thermique de 6 à 7 %

✔️ Une manipulation facilitée et une possibilité de le recycler, sans impact sur la couche d'ozone

✔️ Des économies sur votre facture énergétique

À ces avantages s'ajoutent cependant quelques inconvénients. La principale étant le caractère légèrement inflammable du produit, répertorié dans la classe de sécurité A2. Ceci a pour conséquence des contraintes sur l'installation de votre PAC, notamment sur le volume de la pièce où sera disposée l'unité intérieure.

Enfin, si son PRG actuel permet de remplacer le R410A, il demeure trop élevé pour correspondre aux exigences réglementaires de la F-Gaz. C'est pour cela que son rôle transitoire est précisé, en attendant de trouver des solutions encore plus écologiques pour la planète. Le recours aux fluides naturels semble être une piste sérieuse, déjà envisagée par différents fabricants.

Des fluides naturels pour des PAC plus écologiques

fluide naturel pour les pac de demain

Afin de correspondre aux prochaines contraintes réglementaires, le recours aux fluides naturels est actuellement à l'étude, voire déjà en cours d'utilisation, selon les marques de pompes à chaleur. Pour la plupart connus de longue date, ils promettent des avantages encourageants pour le futur :

👉 Un PRG quasi nul pour la plupart des fluides, soit un impact nul sur l'environnement

👉 Une efficacité énergétique remarquable par rapport aux HFC, et des performances constatées en utilisant une quantité réduite de fluide

👉 Un élément moins coûteux et facilement disponible

Plusieurs fluides naturels sont envisageables pour alimenter les pompes à chaleur. Idéaux pour la production de chauffage sans impact sur l'environnement, ils ont eux-mêmes des avantages et inconvénients en lien avec leur composition :


🔍
Les fluides naturels et leurs caractéristiques


🧪
Types de fluides

🔬
Composition

👀
Caractéristiques

👎
Inconvénients

L'eau ou R718

 

- Fluide inorganique

 

- Fort potentiel thermodynamique

- Ne peut produire du froid si les températures extérieures sont en dessous de 0°C

Le dioxyde de carbone (CO2)

ou R744

- Fluide inorganique pur


- Facilement puisable dans l’environnement

- PRG = 1


- Performant pour obtenir de hautes températures


- Ininflammable et non toxique

- Coût accessible

- Nécessite des équipements compacts et adaptés aux besoins de pressions élevées (plus de 100 bars) pour son fonctionnement

- Peu efficace dans les climats chauds

L'ammoniac

(NH3 ou R717)

- Fluide inorganique pur


- Beaucoup utilisé dans l’industriel pour les grands systèmes de production de chaleur ou de froid

-PRG = 0


- Potentiel thermodynamique plus performant que d’autres réfrigérants

- Coût raisonnable

- Fluide inflammable et toxique

- L’ammoniac fait l’objet d’une réglementation sur le volume autorisé

Les Hydrocarbures


Trois types d’hydrocarbures possibles :

- Le propane ou R290

- Le butane ou R600a

- L'isobutane R600

- PRG = 3

- Conviennent à des installations type PAC

- Charge réduite de 60% par rapport au R410A

- Effets moindres sur l’environnement

- Capacités thermodynamiques bonnes

- Propane très performant pour obtenir des hautes températures

- Délicats à manipuler


- Classés au groupe A3 et donc légèrement toxiques et fortement inflammables


- Nécessite une formation et des équipements spécifiques pour les installateurs

 

Comme nous pouvons le constater, si les fluides naturels semblent être les meilleures solutions pour obtenir des PAC et systèmes de climatisation sans impact sur l'environnement, leur composition nécessite des précautions supplémentaires par rapport à une pompe à chaleur classique. Le recours à des professionnels spécialement formés pour leur manipulation est également primordial pour garantir la sécurité des installations.

À noter, enfin, que plusieurs marques de pompes à chaleur s'engagent vers le fluide naturel, notamment le R290, à l'exemple de Saunier Duval. Des premiers pas vers des composantes plus propres, qui promettent de nouvelles innovations technologiques, dans les années à venir, en matière d'écologie.

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