Introduction

Le gaz réfrigérant fréon est une substance qui se présente sous forme de gaz à température ambiante, mais qui change d'état et devient liquide lorsqu'il est refroidi et comprimé. Parmi les caractéristiques du gaz fréon, on peut citer son ininflammabilité, son absence de couleur et d'odeur. Une des particularités de ce gaz est qu'il ne provoque pas de corrosion des métaux même en cas de combinaison avec l'humidité ; l'odeur du gaz fréon ressemble à celle de l'éther. En réalité, fréon est une marque commerciale pour un groupe de substances chimiques (connues sous le nom de chlorofluorocarbures ou CFC), et il est donc utilisé comme réfrigérant dans les systèmes de climatisation.

Le gaz réfrigérant fréon est un liquide en fonctionnement utilisé dans le cycle de réfrigération des systèmes de climatisation et des pompes à chaleur. Dans les premiers systèmes de climatisation et de réfrigération, des fluorocarbures, en particulier des chlorofluorocarbures (CFC) tels que l'ammoniac, le dioxyde de soufre, le chlorure de méthyle ou le propane, étaient traditionnellement utilisés comme réfrigérants, qui étaient des gaz toxiques ou inflammables et qui ont été retirés du marché en raison de leur toxicité, inflammabilité et de leur contribution à la destruction de la couche d'ozone et aux changements climatiques.

Dans cet article, nous avons l'intention de présenter des informations sur le gaz fréon, ses types, ses applications, ses effets et son utilisation dans les systèmes de réfrigération.

Historique du réfrigérant fréon

En l'an 1928, Thomas Junior a créé le premier gaz ininflammable et non toxique, le chlorofluorocarbone, fréon R-12. Suite à la découverte de meilleures méthodes de synthèse, les CFC comme R-11, R-12, R-123 et R-502 ont dominé le marché.

Au début des années 1980, les scientifiques ont découvert que les CFC endommageaient la couche d'ozone qui protège la Terre des rayons ultraviolets et des trous d'ozone dans les régions polaires. Cela a conduit à la signature du Protocole de Montréal en 1989, dont l'objectif était l'élimination progressive des CFC et des HCFC. L'utilisation des HCFC comme R-22 et R-123 présente un potentiel d'appauvrissement de l'ozone (ODP).

Dans les années 1990 et 2000, les hydrofluorocarbures (HFC) tels que R-134a, R-143a, R-407a, R-407c, R-404a et R-410a ont remplacé les CFC et HCFC. Les HFC ne détruisent pas l'ozone, mais ont des potentiels de réchauffement climatique (GWP) des milliers de fois plus élevés que le CO2 avec une durée de vie atmosphérique qui peut durer des décennies.

Depuis l'an 2010, l'utilisation de réfrigérants hydrocarbures et HFO (hydrofluorooléfines) R-32, R-290, R-600a, R-454b, R-1234yf, R-514A, R-744 (CO2), R-1234ze, R-1233zd, qui ont tous un ODP de zéro et un GWP plus bas, a commencé. Les hydrocarbures et le CO2 sont parfois appelés réfrigérants naturels car ils se trouvent dans la nature.

Types de gaz fréon et leurs applications

Le gaz réfrigérant fréon est classé en plusieurs types selon ses compositions et ses applications :

Réfrigérant R22

Le gaz R-22 a des caractéristiques telles que la stabilité, la non-toxicité, l'absence d'effet oxydant et l'ininflammabilité.

Le gaz réfrigérant fréon R-22 est l'un des gaz fréon HCFC (hydrochlorofluorocarbures) les plus connus. Après l'interdiction de l'utilisation des CFC, il a trouvé de nombreuses applications dans le domaine de la climatisation et de la réfrigération qui ont un point d'évaporation bas. Dans le passé, en raison de sa haute compressibilité et de sa capacité à produire plus de froid, ce gaz a été utilisé dans presque tous les systèmes de climatisation et appareils de refroidissement, y compris les climatiseurs, les chillers à compression, les climatiseurs split, les réfrigérateurs domestiques, etc.

Dans les appareils de congélation rapide, en raison de la conservation de leur chaleur entre 20 et 40 degrés Fahrenheit, le gaz R-22 est utilisé. R-22 est uniquement utilisé dans les compresseurs à piston, et sa pression de fonctionnement est telle qu'il n'est pas nécessaire de fonctionner à des pressions inférieures à la pression atmosphérique pour atteindre des températures basses. Sa chaleur latente est de 21,93 BTU par livre à 5 degrés Fahrenheit. La pression normale au sommet du compresseur à 86 degrés est de 82,172 livres par pouce carré absolu.

De plus, en raison de la forte tendance du R-22 à l'eau, un plus grand nombre de déshydratants est nécessaire pour le sécher. R-22 se dissout dans l'huile jusqu'à une température de 16 degrés Fahrenheit, après quoi l'huile commence à se séparer et, étant plus légère que le liquide, s'accumule à sa surface.

Cependant, en plus des caractéristiques uniques du gaz R22, il convient également de mentionner les effets négatifs de ce gaz. La production et l'utilisation de ce réfrigérant fréon ont été interdites depuis l'an 2010 pour des raisons environnementales telles que la destruction de la couche d'ozone et le réchauffement climatique, et le gaz réfrigérant R410A l'a remplacé. Cependant, l'utilisation du gaz R22 dans les équipements de refroidissement est autorisée tant que son stock n'est pas épuisé.

Réfrigérant R134a

Le gaz réfrigérant R134a, qui a remplacé fréon 12 et 11, est plus lourd que l'air, a la formule chimique CH2FCF3, un poids moléculaire de 102,03 et possède des propriétés thermodynamiques appropriées. Ce gaz est non toxique et ininflammable. Il est hygroscopique et a un degré de pureté de 99,95. Il contient de l'huile synthétique (polyester) et ne se mélange pas avec de l'huile naturelle. Il ne contient pas d'atome de chlore et n'a aucun effet négatif sur la couche d'ozone. Comparé à R-12, il a un meilleur coefficient de conductivité thermique, une chaleur latente plus élevée et une capacité de transfert de chaleur supérieure. Le gaz R134 absorbe plus d'humidité que R12 et les compresseurs R134 ne doivent jamais être testés en fonctionnement dans un environnement humide pendant plus de 30 secondes, car l'humidité présente dans l'air est absorbée par l'huile du compresseur et perturbe le cycle de réfrigération. Ce gaz est écologiquement acceptable, de sorte qu'il peut être utilisé efficacement dans la fabrication de réfrigérateurs domestiques et de climatiseurs automobiles.

Réfrigérant R290

Ce réfrigérant est principalement connu sous le nom de propane à haute pureté. Avec la formule chimique C3H8, il fait partie des gaz naturels et, en raison de sa capacité de refroidissement élevée et de sa consommation moindre par rapport aux autres gaz, le gaz réfrigérant R290 est un substitut approprié pour les gaz R22 et R12 et a attiré l'attention des industries frigorifiques du monde entier, étant utilisé dans la fabrication de réfrigérateurs et de climatiseurs.

Réfrigérant R404

Un des réfrigérants industriels qui est un mélange de trois autres gaz réfrigérants est appelé R404. Les composants du gaz fréon R404 sont les gaz R12, R22 et R502. Un point à noter concernant les réfrigérants mixtes est que pour les charger, le réfrigérant doit absolument être sous forme liquide. Le gaz R404A est un gaz non destructeur de la couche d'ozone et est un substitut approprié pour R502 et R22 à des températures basses et moyennes, c'est-à-dire à des températures d'évaporation inférieures à zéro degré Fahrenheit.

En raison de la production de ce gaz pour des applications à basse température (température de l'évaporateur -20 degrés Celsius) et des applications à température moyenne (température de l'évaporateur -5 degrés Celsius), il est utilisé dans la conception de congélateurs de vente, de machines de transport alimentaire et de réfrigérateurs de présentation et de machines à glace.

Réfrigérant R410a

Le gaz R410a fait partie des gaz mixtes qui sont obtenus par la combinaison de deux autres gaz. Les composants du gaz fréon R410a sont 50 % de gaz R125 (pentafluoroéthane) et 50 % de gaz R32 (difluorométhane).

Le gaz R410a a un point d'ébullition de -51,4 degrés, ce qui, comparé au gaz R22 qui a un point d'ébullition de -40,8 degrés, offre un rendement beaucoup plus élevé et est compatible avec la couche d'ozone, ayant une capacité de refroidissement très bonne et étant l'un des gaz les plus utilisés dans les secteurs domestiques et industriels. Actuellement, R410 est la meilleure option pour une utilisation dans les systèmes de refroidissement de chillers et de petits échangeurs de chaleur tels que les climatiseurs à inverter et à faible consommation.

Il convient de noter que les réfrigérants R11 et R12 sont la première génération de gaz réfrigérants fréon qui ont été obsolètes en raison de leur effet destructeur sur la couche d'ozone.

Les gaz frigorigènes et leur comparaison dans les systèmes de réfrigération

Caractéristiques des ascenseurs domestiques

Crise économique actuelle : un aperçu mondial

Corde en plastique remplaçant le câble de grue

Ce partenariat contribuera à faire progresser le recyclage et la durabilité aux Émirats arabes unis, ce qui entraînera u