Des mélanges alternatifs au R134a

Dans un article paru au mois d’août dans la Revue Internationale du Froid (RIF)¹, le National Institute of Standards and Technologies (NIST) identifie 22 fluides frigorigènes qui pourraient théoriquement représenter des alternatives à faible GWP au R134a dans les applications de conditionnement d’air.

La plupart des mélanges identifiés associent le R134a à un ou deux autres frigorigènes purs.

En 2017, le NIST a publié une première étude indiquant qu’aucun frigorigène alternatif à faible GWP à un seul composant n’était simultanément ininflammable tout en présentant de bonnes performances dans les systèmes de conditionnement d’air. Avec cette nouvelle recherche, le NIST suggère que des mélanges pourraient offrir de meilleures solutions, en termes d’inflammabilité notamment.

En effet, l’étude a été réalisée à la demande de l’armée américaine, qui souhaite se tourner résolument vers des frigorigènes non inflammables. Les applications domestiques se dirigent quant à elles vers des mélanges au moins légèrement inflammables, selon Ian Bell, ingénieur au NIST.

Les chercheurs ayant participé à l’étude publiée en août dans la RIF ont sélectionné 13 fluides susceptibles de produire un mélange avec les caractéristiques souhaitées en termes d’inflammabilité, de GWP, de COP et de capacité volumétrique. Ces fluides comptaient 8 HFO, 4 HFC à faible GWP et le CO₂. La sélection était fondée sur un modèle de cycle simplifié, mais qui inclut des chutes de pression dans l’évaporateur et le condenseur.

Toutefois, aucun mélange de ces 13 fluides ne respectait tous les critères sélectionnés.

Les chercheurs ont identifié 16 mélanges non inflammables avec un GWP inférieur de plus de 50% à celui du R134a. 7 mélanges « marginalement » inflammables ont été identifiés, avec une réduction du GWP pouvant aller jusqu’à 99%.

Les performances de ces mélanges ont été évaluées. Les mélanges les plus prometteurs non inflammables sont légèrement moins efficaces que le R134a et ont un GWP minimum de 640. En effet, leur composition en R134a est assez importante.

L’étude note que les mélanges légèrement inflammables sont plus performants.

¹ I. BELL, P. A. DOMANSKI; M. O. MCLINDEN, G. T. LINTERIS, The hunt for nonflammable refrigerant blends to replace R134a [in] Revue Internationale du Froid, Volume 104, Août 2019, pp. 484-495. Disponible (en libre accès pour les membres) dans FRIDOC.