La pompe à chaleur est toute tendance : En 2021, un total de 154 000 pompes à chaleur de chauffage ont été vendues, ce qui correspond à une croissance du marché de 28 % par rapport à l’année précédente.1 Avec la popularité croissante des pompes à chaleur, le réfrigérant requis entre également en ligne de compte. Dans cet article, vous en apprendrez plus sur l’importance des réfrigérants, sur les réglementations légales qui s’y appliquent et sur les types de réfrigérants que vous pouvez choisir.
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Pas seulement dans les pompes à chaleur : des fluides frigorigènes pour le transport de l’énergie
Un réfrigérant est un fluide spécial chargé de transporter l’énergie thermique. Dans chaque cas, un processus cyclique est exécuté dans lequel la chaleur est absorbée à un niveau de température et de pression bas et restituée à un niveau supérieur.
Les réfrigérants sont utilisés dans de nombreux domaines d’application différents, tels que les pompes à chaleur, les réfrigérateurs domestiques, les congélateurs coffres et les processus de refroidissement industriels. La nature spécifique du fluide frigorigène dépend donc fortement de son utilisation. Cependant, tous les fluides frigorigènes ont les propriétés suivantes :
- Basse température d’ébullition
- Faible volume de vapeur
- Faible pression de condensation (pression à laquelle le réfrigérant est condensé), résultant en un COP élevé
- Stabilité chimique élevée
Afin de comprendre l’importance du réfrigérant dans la pompe à chaleur, une brève digression dans les bases de la technologie des pompes à chaleur est utile.
Connaissances de base sur la pompe à chaleur
Une pompe à chaleur est un système technique qui « pompe » la chaleur ambiante librement disponible de l’environnement ou du sol à un niveau de température plus élevé et la rend ainsi utilisable pour le chauffage du bâtiment. Les pompes à chaleur peuvent utiliser non seulement l’énergie de l’air extérieur, mais aussi les eaux souterraines ou le sol près de la surface comme sources de chaleur. Notre article séparé vous informe en détail sur les différents types de pompes à chaleur.
Afin de comprendre le principe de fonctionnement d’une pompe à chaleur, le réfrigérateur domestique habituel est souvent utilisé comme exemple : Le réfrigérateur transporte la chaleur de l’intérieur vers l’extérieur et maintient ainsi les aliments au frais. La pompe à chaleur suit exactement le principe inverse et transporte la chaleur de l’extérieur vers l’intérieur du bâtiment.
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évaporation
L’énergie est fournie côté évaporateur (voir schéma). Ici, la pompe à chaleur utilise la chaleur de l’environnement pour évaporer le réfrigérant. Pour ce processus, le réfrigérant doit donc avoir un point d’ébullition bas afin de passer à l’état d’agrégation gazeux même au niveau de basse température de l’environnement.
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compression
Dans l’étape suivante, le réfrigérant gazeux est comprimé à l’aide d’un compresseur électrique. Cela augmente non seulement la pression, mais également la température du réfrigérant. Une pompe à chaleur est conçue de manière à ce que le niveau de température corresponde aux besoins de chauffage du bâtiment.
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liquéfaction
Dans le condenseur, la chaleur est transmise au système de chauffage du bâtiment. Ceci est possible car le réfrigérant est maintenant à un niveau de température plus élevé que le circuit de chauffage. En raison de l’extraction d’énergie, le réfrigérant se refroidit à nouveau jusqu’à ce qu’il passe finalement à l’état liquide.
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Relaxation
Avant que le cycle de la pompe à chaleur puisse recommencer, le réfrigérant doit se détendre à la pression initiale. En conséquence, il s’écoule à travers une buse qui abaisse spécifiquement la pression au niveau initial.
Les pompes à chaleur sont particulièrement appréciées dans les bâtiments dotés de systèmes de chauffage de surface modernes. Par rapport aux radiateurs conventionnels, le chauffage de surface nécessite un niveau de température inférieur (température de départ) et atteint ainsi une efficacité énergétique particulièrement élevée en combinaison avec une pompe à chaleur. Cependant, une pompe à chaleur moderne peut également chauffer de manière fiable des bâtiments existants tout au long de l’année.
Les experts évaluent généralement l’efficacité d’une pompe à chaleur à l’aide du chiffre clé COP (coefficient de performance). Cela indique le rapport entre la puissance thermique et la puissance électrique requise.
La différence entre réfrigérant et liquide de refroidissement
Même si les réfrigérants et les liquides de refroidissement sont souvent assimilés à tort dans le langage familier : il existe une différence cruciale entre les deux fluides. Par exemple, une pompe à chaleur ne fonctionnerait pas avec un liquide de refroidissement.
Par définition (DIN 8960 paragraphe 3.1), un fluide frigorigène est un fluide qui « absorbe la chaleur dans un processus de machine frigorifique à basse température et basse pression et dégage de la chaleur à température et pression plus élevées ». Cela signifie qu’un fluide frigorigène peut transporter de la chaleur même si la température de l’environnement est supérieure à celle de l’objet à refroidir – il s’agit d’un transport de chaleur dans le sens opposé au gradient de température.
Un réfrigérateur, par exemple, parvient à refroidir le contenu à une température inférieure à la température ambiante. Cela ne serait pas possible avec un liquide de refroidissement : le liquide de refroidissement ne peut évacuer la chaleur d’un objet dont l’environnement est plus froid. Le circuit de refroidissement d’une voiture, par exemple, fonctionne avec un liquide de refroidissement qui est chauffé par le moteur et dégage ainsi de la chaleur dans un environnement plus frais.
