Comment les fluides frigorigènes résistent à l'avenir et augmentent l'efficacité des machines

Daniel, en raison des événements actuels en matière de politique climatique, l'accent est mis sur l'augmentation de l'efficacité des machines frigorifiques et des pompes à chaleur, et sur l'utilisation du bon fluide frigorigène. Mais quelles sont les propriétés qui caractérisent le fluide frigorigène parfait?

Daniel: Je tiens tout d'abord à être clair : Il n'existe pas "un" fluide frigorigène parfait. En examinant de plus près le large portefeuille de produits de machines frigorifiques et de pompes à chaleur d'ENGIE Refrigeration, on constate par exemple de grandes différences de température allant de -21 à +110 degrés Celsius °C. A cela s'ajoute une large gamme de puissance allant de 50 kilowatts à huit mégawatts. Il est évident qu'un seul fluide frigorigène ne peut pas répondre à lui seul aux différentes exigences de notre clientèle, auxquelles nous répondons avec ces multiples solutions de froid et de chaleur. Il existe néanmoins trois critères de décision significatifs pour le choix du fluide frigorigène adapté à chaque application : la sécurité, le respect de l'environnement ainsi que l'efficacité et la rentabilité.

Qu'est-ce qui est particulièrement important pour ENGIE Refrigeration dans l'utilisation des fluides frigorigènes?

Daniel : Le principe central de la transition énergétique est "l'efficacité d'abord". En effet, l'énergie la moins chère est celle qui n'est pas produite du tout. Chez ENGIE Refrigeration, nous partageons cette conviction avec le  Ministère fédéral de l‘Économie et de la Protection du Climat. À mon avis, ce principe directeur devrait être beaucoup plus mis en avant dans le débat actuel sur le règlement relatif aux gaz fluorés. Chez ENGIE Refrigeration, il est donc d'autant plus important de montrer l'exemple et d'augmenter continuellement l'efficacité de nos machines frigorifiques et de nos pompes à chaleur. L'utilisation du fluide frigorigène approprié y contribue de manière décisive.

Comment les fluides frigorigènes contribuent-ils concrètement à améliorer l'efficacité des machines ? Quels sont les facteurs supplémentaires qui jouent un rôle?

Daniel : Tout dépend ici des propriétés thermophysiques de chaque fluide frigorigène. Il s'agit notamment de la courbe de pression de vapeur, de l'enthalpie d'évaporation, de la puissance frigorifique volumétrique et de la température finale de compression. En outre, les questions suivantes doivent être prises en compte : Comment se présente la chaîne cinématique du compresseur ? S'agit-il d'une conception de machine sans huile ? Quels sont les matériaux utilisés et en quoi se distinguent-ils ? Ensuite, il s'agit d'intégrer de manière ciblée la machine frigorifique ou la pompe à chaleur afin d'augmenter l'efficacité globale. Il faut avant tout tenir compte des rendements saisonniers globaux : SEER (Seasonal Energy Efficiency Ratio), SEPR (Seasonal Energy Performance Ratio) et SCOP (Seasonal Coefficient of Performance). On peut déduire du comportement d'utilisation réel : La machine doit certes être conçue pour fonctionner à 100 % de sa charge pendant les périodes de froid ou de chaleur extrêmes ; mais elle fonctionne de loin à charge partielle pendant la majeure partie de son temps de fonctionnement. La clé d'une meilleure efficacité de l'installation et donc d'une économie de coûts et de CO₂ réside donc dans la charge partielle.

Intéressant . Pouvez-vous nous donner un exemple concret ?

Daniel : Bien sûr. La comparaison directe entre un gros turbo et notre QUANTUM Power à haute efficacité à charge partielle montre très clairement ce phénomène : Le gros turbo présente certes une meilleure efficacité à 100 pour cent 100%  de la charge, mais il chute au fil des points de fonctionnement en raison de sa conception, en particulier à une charge inférieure à 50 pour cent 50%. Pendant ce temps, la valeur EER (Energy-Efficiency Ratio) du QUANTUM Power augmente constamment dans la plage de charge partielle. Le résultat est éloquent : notre machine frigorifique gagne six pour cent d'efficacité sur l'ensemble de l'année et économise ainsi 409 mégawattheures et 164 tonnes de CO₂ par rapport au grand turbo. La solution la plus judicieuse d'un point de vue énergétique pour améliorer l'efficacité de l'installation doit donc être considérée dans son ensemble. La pleine charge n'a que peu de signification.

La globalité est un bon mot-clé, car vous avez également cité le respect de l'environnement comme critère décisif pour les fluides frigorigènes. Comment le garantir dans le fonctionnement de l'installation ?

Daniel : Il convient ici de différencier en premier lieu les émissions indirectes et directes de CO₂ . Alors que les émissions indirectes de CO₂ sont générées lors de la production d'électricité à partir de différentes sources d'énergie, les émissions directes de CO₂ sont directement émises dans l'atmosphère à partir du circuit des réfrigérants. Cela se produit par exemple en cas de fuite de réfrigérant. On sous-estime souvent le fait que les émissions indirectes représentent environ 98 % du bilan écologique de l'installation et que la part des fuites de réfrigérant est donc minime. Pour réduire les émissions de CO₂ des pompes à chaleur ou des machines frigorifiques, il faut donc réduire les émissions indirectes, par exemple en utilisant de l'électricité verte ou en augmentant l'efficacité de l'installation.

Et quel est le rôle de la sécurité des fluides frigorigènes dans ce contexte?

Daniel : Plusieurs propriétés déterminent l'utilisation sûre des fluides frigorigènes dans la machine frigorifique ou la pompe à chaleur concernée : la stabilité chimique et thermique, la miscibilité avec les huiles et la compatibilité avec différents matériaux. De plus, les responsables doivent connaître la toxicité et l'inflammabilité des fluides frigorigènes. Dans les zones sensibles à la température, comme dans les aéroports, les hôpitaux et les centres de données, tous les facteurs de risque doivent être éliminés. Chez ENGIE Refrigeration, nous répondons de manière optimale aux exigences des différents domaines d'application grâce à l'utilisation d'une large palette de réfrigérants A1, A2L et B2L. Un autre conseil : nos extensions optionnelles PROTECT et PROTECT plus. En effet, leur système intégré surveille de manière fiable les fuites de réfrigérant de nos séries QUANTUM et SPECTRUM et, en cas d'urgence, arrête en toute sécurité les sources d'inflammation potentielles au sein de PROTECT plus. Pendant ce temps, les autres composants unités de la salle des machines continuent de fonctionner efficacement. PROTECT est compatible avec les fluides frigorigènes A1, PROTECT plus,  est une option sûre pour les fluides frigorigènes A2L.

Quelle est la principale recommandation que vous aimeriez faire à nos lecteurs en matière de fluides frigorigènes ?

Daniel : Le "fluide frigorigène miracle" idéal pour chaque application n'existe pas. En tant que décideur, vous devez toujours trouver le bon compromis entre l'impact sur l'environnement, la sécurité et la rentabilité pour vos besoins spécifiques. De plus, le principe "Efficiency first" doit toujours être pris en compte. Chez ENGIE Refrigeration, nous continuerons à représenter cette exigence à l'avenir avec l'ensemble de notre portefeuille de produits.

Daniel, merci beaucoup pour ces précieux insights!