Ce nouveau fluide frigorigène améliore le rendement des pompes à chaleur de plus de 20 %

Des chercheurs de l'Université du Zhejiang, en Chine, ont développé un nouveau fluide frigorigène azéotropique pour les pompes à chaleur à air. Ils se sont fixés pour objectif de créer un liquide alternatif efficace, économe en énergie et respectueux de l'environnement.

Le saviez-vous que les fluides frigorigènes sont un élément indispensable des pompes à chaleur et des climatiseurs ? Ils sont classés en 3 grandes familles, à savoir les HFC ou hydrofluorocarbures (R32, R134a, R407c, R410a…), les HCFC ou hydrochlorofluorocarbures (R22) et les CFC ou chlorofluorocarbures (R12). Considérés comme particulièrement nocifs pour la couche d’ozone, ces deux derniers sont depuis longtemps interdits sur le marché. Les HFC sont les plus utilisés actuellement, alors que leur potentiel de réchauffement global (PRG) est élevé. Pour pallier cela, un groupe de scientifiques chinois a développé un nouveau liquide frigorigène composé d’un mélange de dioxyde de carbone et d’hydrofluoroléfine non inflammable. Sa particularité ? Il peut améliorer les performances des pompes à chaleur à air (ASHP), tout en offrant une multitude d’avantages en termes de sécurité et de stabilité.

Un mélange de CO2 et de HFO non inflammable

Ce liquide frigorigène est composé d’un mélange de CO2 et de HFO non inflammable connu sous le nom de trans-1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-butène ou R1336mzz(E). Selon les chercheurs de l’Université du Zhejiang, ce mélange écologique non inflammable garantit un chauffage efficace, sûr et propre, surtout dans les régions froides. Non seulement, il améliore les performances du PAC à air, mais il contribue également à réduire sa consommation énergétique et ses émissions de CO2. Les scientifiques ont indiqué que c’était la première fois que ce mélange était testé dans des pompes à chaleur air-air. Celui-ci n’a pas encore été testé dans une PAC thermodynamique.

Illustration tirée de l'étude menée par l'université du Zhejiang.
Illustration tirée de l’étude menée par l’université du Zhejiang. Crédit photo : Jeilin Luo and al.

Une série de simulations effectuées

Ils ont effectué une série de simulations, entre autres, afin d’évaluer les performances économiques de la pompe à chaleur à air utilisant du CO2/R1336mzz(E), mais également son impact environnemental. « Nous avons réalisé une série de tests en laboratoire et confirmé son applicabilité et sa supériorité en termes de performances. L’expérience est toujours en cours et nous avons confiance en elle », déclare Jeilin Luo, un des auteurs principaux de la recherche. Plusieurs simulations effectuées dans MATLAB (environnement de programmation) auraient montré que le PAC pouvait augmenter le coefficient de performance de 21,2 % et le facteur de performance saisonnier de chauffage de 13,5 % par rapport aux pompes à chaleur avec réfrigérants classiques. Les chercheurs chinois ont envisagé ce nouveau fluide frigorigène dans une PAC air-air comprenant un condenseur, un compresseur, un séparateur, un évaporateur, un récupérateur, des détendeurs, des vannes de régulation et des conduites de raccordement.

Un avantage non négligeable par rapport aux fluides frigorigènes azéotropiques standards

Par rapport aux fluides frigorigènes azéotropiques classiques, ceux développés par les chercheurs de l’Université du Zhejiang offriraient de nombreux avantages, même si leur prix serait légèrement plus élevé. De plus, selon eux, leur coût pourrait être considérablement réduit grâce à une production industrielle à grande échelle. Une analyse économique plus poussée leur aurait également permis de démontrer que le délai de retour sur investissement d’une pompe à chaleur à air utilisant les mélanges de CO2/HFO serait moins de 7 ans.

Les pompes à chaleur contiennent des fluides frigorigènes nocifs.
Les pompes à chaleur contiennent des fluides frigorigènes nocifs. Photo d’illustration non contractuelle. Crédit : Shutterstock

En outre, il y aurait eu une réduction significative des émissions de CO2 de plus de 15,7 % par rapport aux systèmes ASHP traditionnels. Les scientifiques ont aussi expliqué que les fluides frigorigènes azéotropiques classiques ne peuvent généralement pas atteindre une efficacité élevée sans inflammabilité ou potentiel de réchauffement global (PRG) élevé, contrairement au CO2/R1336mzz(E). « Le CO2 et le R1336mzz(E) sont tous deux ininflammables avec un PRG inférieur à 7 », affirme Jeilin Luo. Plus de détails sur l’étude ici. Pensez-vous comme moi que ce type de fluide frigorigène est une innovation très prometteuse ? Je vous invite à nous donner votre avis, vos remarques ou nous remonter une erreur dans le texte, cliquez ici pour publier un commentaire .

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Raharisoa Saholy Tiana

Je m’appelle Tiana et je suis journaliste professionnelle. J’ai une affinité particulière pour les sujets d’actualités et sur tout ce qui a trait à l’environnement, à l’innovation et au lifestyle. Depuis plusieurs années, j’ai couvert un large éventail de sujets liés entre autres aux questions environnementales et aux nouvelles technologies. Chez Neozone, j’interviens pour vous faire découvrir ces sujets fascinants, qui peuvent apporter de grands changements dans la société et qui méritent d’être mis en lumière. De nature curieuse et créative, j’ai toujours voulu devenir une journaliste web francophone. Après avoir obtenu mon diplôme de maîtrise en droit privé à l'université d’Antananarivo, j’ai décidé de me former aux métiers de la rédaction. J’ai commencé dans une agence web locale, avant de me lancer dans le « freelancing ». Cela fait plus de 10 ans que j’évolue dans ce secteur, en collaborant notamment avec de nombreuses agences et sites internationaux. Cette citation de Léon Trotsky m’inspire et me motive au quotidien : « La persévérance, c'est ce qui rend l'impossible possible, le possible probable et le probable réalisé. »

9 commentaires

  1. Le R290 désigne le propane et ce n’est pas un fluide de type HFC, c’est un hydrocarbure et classé dans les fluides naturels.

    Je ne suis pas pour l’utilisation des HFO à cause des PFAS qui sont produits lors de leur décomposition dans l’atmosphère. Il est vain que de continuer à proposer des refrigerants synthétiques pour les pompes à chaleur. Le CO2 (R744) et le propane (R290) sont d’excellents refrigerants pour les pompes à chaleur, surtout le CO2. Nous allons vers une interdiction des HFO à cause des PFAS. Dans le secteur automobile, le HFO R1234yf qui est actuellement utilisé en Europe (depuis l’interdiction du R134a) sera banni vers 2028 – 2032. Certains constructeurs opteront pour le R290 et d’autres pour le R744 tel que VW qui l’utilise déjà dans ses modèles ID3 et ID4. Dans le secteur des transports Bus et trains, c’est le R744 qui se généralise.

      1. Je vous remercie Marc d’avoir corrigé et j’ai omis de vous remercier pour vos articles. Pour revenir à la proposition d’utiliser ce mélange CO2/HFO, je n’envoie pas l’utilité car le CO2 seul fait très bien le job et offre le meilleur COP chaud et c’est un fluide naturel. Le problème du CO2 est son faible COP froid mais il existe des solutions techniques déjà mises en œuvre telles que l’utilisation d’éjecteurs.

  2. Quand est ce que ce projet verra le jour ? Sera-t-il commercialisé ? L’installation sur une pompe a chaleur déjà existante est elle possible ? Merci pour vos réponses.

    1. C’est une excellente nouvelle qu’un gaz beaucoup moins polluants soit créé pour l’un des meilleurs, si ce n’est pas le meilleur, système de chauffage au monde (hors géothermie d’origine sources chaudes) en terme de performances énergétiques consommées restituées augmentées.
      Vraiment c’est super quand le monde de la recherche ne fait qu’un seul homme pour trouver des solutions objectivement non polluantes pour notre atmosphère.

  3. Les pompes a chaleur couplés a des panneaux solaires, c’est le plus économique mais tout le monde n’a pas forcément les moyens d’investir dans ces équipement coûteux

  4. Bonjour,

    Ce qui serait intéressant, c’est de pouvoir remplacer le R407 de nos vieilles pompes par ce nouveau gaz, sans changement de tout le système !

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