ARE YOU READY?
Les refrigérants A2L ? A quoi bon ?
Dans le monde entier, les États ont réagi au réchauffement de la planète en édictant des règlements visant à réduire les émissions de gaz à effet de serre.
En Europe, cela a été mis en œuvre de manière déterminante dans le domaine des réfrigérants par le règlement sur les gaz fluorés. Elle prévoit d'ores et déjà, dans le cadre du processus Phase-Down, une réduction progressive des équivalents CO₂ mis à disposition pour les réfrigérants d'ici 2030 à 21 % de la quantité initiale fixée (2015).
Afin de garantir en même temps la disponibilité d'une quantité suffisante de réfrigérants sur le marché, il faut, outre le développement de l'utilisation de réfrigérants naturels, réduire de manière significative la valeur moyenne du PRG (potentiel de réchauffement global, ou valeur d'équivalence en CO₂) des réfrigérants synthétiques qui restent nécessaires.
Pour relever ce défi, l'industrie a développé de nouveaux réfrigérants. Ces hydrofluorooléfines (HFO) possèdent une valeur GWP significativement plus faible que les réfrigérants HFC utilisés jusqu'à présent et, contrairement aux réfrigérants naturels, ne nécessitent en outre, dans une large mesure, aucune modification grave de la conception du système, des positions de pression ou des composants.
Les réfrigérants à base de HFO ont déjà fait leurs preuves dans le premier step du règlement sur les gaz fluorés. Les mélanges HFO R449A et R452A sont aujourd'hui les réfrigérants établis qui succèdent au R404A sanctionné et le R513A est l'alternative à faible PRG au R134a.
Ces réfrigérants ininflammables, tous classés dans le groupe de sécurité A1, assurent déjà une précieuse contribution à la réduction des émissions de gaz à effet de serre, mais ne répondent pas aux objectifs en perspective, qui exigent un PRG parfois inférieur à 150.
Actuellement, il n'existe pas d'alternatives non combustibles ayant un GWP inférieur à 150 et fonctionnant dans les états de pression habituelles. Pour de nombreuses applications existantes, le secteur devra donc recourir à des options inflammables afin de répondre aux exigences futures. Parallèlement, les réfrigérants naturels ne constituent pas une alternative économiquement et techniquement viable dans tous les domaines d'application en raison de leur inflammabilité élevée (R290), de leur position de pression et de la complexité du système (CO2) ou de leur toxicité (NH3).
Il y aura donc des domaines dans lesquels le secteur devra relever le défi des réfrigérants HFO plus ou moins inflammables, ou l'a déjà fait dans le domaine de la climatisation avec l'introduction du R32.
Si l'on doit utiliser des fluides inflammables, pourquoi ne pas utiliser des
hydrocarbures comme fluides frigorigènes ?
Même si les réfrigérants HFO, comme le propane, sont en principe aussi inflammables que les hydrocarbures, il existe de grandes différences dans la classe de sécurité et les paramètres d'inflammabilité. Ceux-ci ont une influence décisive sur la sécurité d'utilisation et les dangers relatifs.
Les classes de sécurité pour les réfrigérants sont basées sur les exigences de toxicité et d'inflammabilité définies dans la norme ISO 817-2014. La toxicité est divisée en deux classes : A correspond à une toxicité moindre, B à une toxicité plus élevée. Les réfrigérants présentant une toxicité plus élevée, comme le NH3, sont généralement limités aux systèmes indirects. L'inflammabilité est divisée en quatre classes différentes : Classe 1, Classe 2L, Classe 2 et Classe 3. Les hydrocarbures comme le propane ou l'isobutane sont classés dans la classe de sécurité A3. Les HFO actuels et les mélanges à base de HFO sont classés dans la classe de sécurité A2L.
"Les réfrigérants A2L nécessitent mille fois plus d'énergie pour l'allumage
que la plupart des réfrigérants inflammables de classe A3".
Cela signifie qu'il est très peu probable qu'un réfrigérant A2L s'enflamme à cause d'une cigarette jetée ou du chauffage d'une pièce. De même, les flammes nues ne peuvent que difficilement enflammer les réfrigérants A2L dans les conditions de test.
De plus, le "L" dans le nom signifie une faible vitesse de combustion. Ainsi, en cas d'allumage, la flamme ne brûle que lentement et s'éteint d'elle-même.
Pour qu'un réfrigérant A2L brûle, il doit être fortement concentré. Dans la pratique, il faudrait une fuite importante dans une zone fermée pour atteindre la valeur limite d'inflammabilité de 300 g/m3 .
De plus, le réfrigérant devrait être exposé à une flamme nue ou à une source de haute énergie. Or, des tests en laboratoire ont démontré que, dans la plupart des cas, les réfrigérants A2L ne peuvent pas être allumés, même par la flamme d'un brûleur à gaz.
Les réfrigérants nécessitent une certaine concentration pour produire un mélange inflammable au contact de l'air. La concentration inflammable la plus faible est la limite inférieure d'inflammabilité (LI). Pour les réfrigérants A2L, la LIE est supérieure à 100 g/m3, elle est normalement supérieure à 300 g/m3. Cela signifie que la concentration nécessaire pour enflammer un réfrigérant A2L doit être dix fois plus élevée que pour un réfrigérant de classe A3.
Grâce à des mesures simples de réduction des risques, comme une ventilation suffisante dans les espaces fermés, la probabilité d'enflammer un réfrigérant A2L est très faible.
De quoi dois-je tenir compte pour la conception de systèmes A2L ?
Même si le risque d'inflammation est très faible, les réfrigérants A2L restent néanmoins inflammables et soumis à des règles de sécurité.
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Le choix de composants appropriés et homologués est donc d'une grande importance. Fischer Kälte-Klima propose entre-temps dans sa gamme de produits tous les composants pertinents pour les systèmes A2L et les marque successivement avec la mention "A2L READY". |
Outre l'utilisation de composants et d'outils spéciaux adaptés à l'A2L, il est nécessaire de procéder à une évaluation des risques du système, conformément à la directive sur les machines EN 378-2. Celle-ci prend en compte les volumes d'espace pertinents, les sources d'inflammation potentielles ainsi que la charge de réfrigérant du système.
Outre la taille de la pièce de la chambre froide, il faut également tenir compte de l'emplacement de l'installation. Ainsi, la quantité maximale de remplissage pour un espace intérieur fermé est différente de celle pour une chambre froide avec une unité de condensation sur le toit.
Ainsi, en fonction de la taille de la pièce, il est possible de réaliser des systèmes contenant jusqu'à 11 kg de R454C sur la seule base de l'évaluation des risques de la norme EN 378-2. Avec des mesures de sécurité accrues telles que la détection des fuites, la ventilation forcée et l'alarme, il est même possible de mettre en œuvre des systèmes contenant jusqu'à 57 kg de R454C.
En dessous de 1,7 kg de charge, les systèmes A2L peuvent d'ailleurs être réalisés - comme c'est déjà le cas des milliers de fois avec le R32 dans le domaine de la climatisation split - sans aucune évaluation des risques ou dispositif de sécurité.
En outre, il convient bien entendu de suivre les instructions d'installation, d'exploitation, de service et de maintenance figurant dans les notices de montage et d'utilisation des différents composants et outils.
Comme vous pouvez le constater, les risques liés aux réfrigérants HFO modernes sont clairs et maîtrisables, en particulier dans le domaine de la réfrigération commerciale de faible et moyenne puissance. En même temps, ces réfrigérants constituent une alternative attrayante et durable aux réfrigérants naturels, en particulier dans cette plage de puissance.
