Au salon Chillventa, le R290 arrive en détente directe

Au second jour du salon Chillventa à Nuremberg, à la faveur d’une présentation de l’association ATMOsphere qui milite en faveur des réfrigérants naturels, Cornelius Rhein, le spécialiste des gaz fluorés à la Commission Européenne, a précisé le calendrier de révision du règlement F-Gaz.

Selon lui, le Parlement Européen et le Conseil Européen (qui rassemble les gouvernements des Etats membres) se sont saisis du texte de la proposition de révision du règlement F-Gaz et l’examinent en ce moment chacun de leur côté.

Fin janvier ou début février 2023, les trois parties – Parlement, Conseil et Commission Européenne – se réuniront pour confronter leurs points de vue et parvenir à un compromis. Ce compromis, selon Cornelius Rhein sera ensuite voté par le Parlement, accepté par le Conseil et devrait s’appliquer début 2024.

Au passage, si vous n’êtes pas familiers du fonctionnement des institutions européennes, la série française Parlement, toujours disponible en streaming, est tout à la fois comique, romantique, cynique et extrêmement instructive.

En marche vers les fluides naturels

Si la proposition de révision du règlement F-Gaz est adoptée, il faudra viser un GWP moyen des fluides réfrigérants mis sur le marché en 2030, nettement inférieur à 150. Ce qui, notamment, sonne le glas du R32, pénalisé par son GWP de 704, calculé sur 100 ans.

Pour atteindre des GWP nettement inférieurs à 150, seuls quelques HFO et les réfrigérants naturels – Air, Eau, Propane, Ammoniac et CO₂ – conviennent. Les HFO sont handicapés par le fait que, dans des proportions variables selon les HFO, ils se dégradent en PFA. Ces substances, appelées "Forever chemicals" qui influent négativement sur la production et la mobilité des spermatozoïdes humains, sont désormais très présentes dans l’environnement.

Le HFO-1234ze se dégrade dans l’atmosphère en 10% de PFA, tandis que la dégradation du HFO-1234yf se dégrade en 100% de PFA. Bref, pour échapper à une nouvelle catastrophe environnementale, soulignent ATMOsphere et des organisations non-gouvernementales comme l’allemande dhu, autant ne pas utiliser les HFO, ni le R32 et passer directement aux fluides naturels.

Au salon Chillventa, les deux attitudes sont bien mises en scène. Quantité de fabricants ont opté pour le R290 (Propane) et pour le R744 (CO₂) qui, en réfrigération commerciale et industrielle, deviennent les solutions de référence.

Pour les installations de grosse puissance en industrie, le R717, utilisé depuis plus d’un siècle, offre tout à la fois d’excellentes performances thermodynamiques et un faible GWP. Il est cependant toxique. Ce qui le rend difficile à mettre en œuvre dans des installations tertiaires ou domestiques.

Abandonner le R410A

Pour commencer, plus aucun des fabricants présents à Chillventa ne défend le R410A. Même si quelques-uns, dont l’italien Aermec, présentent encore des groupes de production d’eau glacée de grande puissance utilisant le R410A. C’était le fluide presque universel pour les solutions à détente directe, y compris les grands DRV, pour les pompes à chaleur et même pour nombre de groupes de production d’eau glacée.

Mais son GWP de 2100 sur 100 ans l’ont condamné. Les fabricants l’ont remplacé soit par du R290 dans les pompes à chaleur et groupes de production d’eau glacée monoblocs extérieurs, soit par du R32. Le R32 est menacé à court terme par son GWP de 704, mais constitue aujourd’hui l’une des principales solutions pour chauffer et rafraîchir les bâtiments tertiaires à l’aide de solutions à détente directe. Le R410A est tout de même toujours présent dans les nouvelles offres de grands DRV, dans la mesure où il n'y a pas de remplacement disponible.

Midea présente à Chillventa son nouveau mini-VRF Midea V8M au R32. La puissance des unités extérieures varie de 8 à 18 kW et atteint jusqu’à 90 kW pour les unités extérieures de la série Midea V8 Pro. Comme le R32 est classé A2L, légèrement inflammable, ce mini-VRF s’accompagne d’accessoires indispensables : détecteurs de fuite de R32 dans chaque pièce où est installée une unité intérieure, boîte contenant des vannes de coupures pour isoler le segment de réseau sur lequel une fuite est détectée, etc. Enfin, pour obéir à la norme NF EN 378, les seules unités intérieures disponibles pour ce nouveau mini-VRF au R32 s’installent en hauteur : unité murale, plafonnier, cassette, gainable, … le mini-VRF Midea V8M sera disponible en France début 2023. ©PP

Toutes les grandes marques de DRV – GREE, Haier, Midea, Daikin, Toshiba, Mitsubishi Electric, Mitisubishi Heavy, … - proposent désormais des mini-DRV au R32.

Le nouveau VRV 5 à récupération de chaleur de Daikin fonctionne au R32. Il peut alimenter des pièces d’une surface réduite jusqu’à 7 m², grâce à la boîte de sécurité BSSV qui contient elle-même une sonde de détection de fuite de fluide. S’il se produit une fuite de R32 sur une unité intérieure, elle est détectée par une sonde montée dans l’unité intérieure. Une alarme est envoyée par la télécommande Madoka et la boîte BSSV coupe l’alimentation du segment de réseau concerné. Pendant ce temps, le reste du système demeure en fonctionnement. Seule la pièce concernée n’est plus chauffée ou rafraîchie. Le nouveau VRV 5 à récupération de chaleur au R32 atteint une puissance maximale de 78,5 kW en froid et de 82,5 kW en chauffage. Il peut fonctionner tout en chauffage, tout en rafraîchissement ou en chauffage et rafraîchissement simultanément pour des pièces différentes. Les unités intérieures disponibles, toutes installées en hauteur, vont de 1,1 à 31,5 kW de puissance. ©Daikin

Le nouveau MRV 5H de Haier fonctionne au R410A. Il met en œuvre une solution de dégivrage spécifique de l’échangeur de ses unités extérieures. La vanne trois voies ne réoriente par tout le débit de fluide vers le dégivrage. Ce qui permet de conserver une certaine puissance disponible pour le chauffage, même durant la phase de dégivrage. ©PP

Le R290 en détente directe

Malgré une persistance du R410A et la percée du R32, tous les fabricants préparent des solutions à GWP très, très réduit pour leurs systèmes à détente directe. Deux moyens sont utilisés principalement : un retour aux solutions en eau glacée – groupe réversible, distribution d’eau chaude et glacée, ventilo-convecteurs de diverses formes – et le début du R290 en détente directe.

Les solutions eau glacée permettent de traiter de très grands bâtiments. Elle est bien connue des installateurs et des bureaux d’études. Le fluide, quel qu’il soit, est confiné dans des groupes en salle des machines ou à l’extérieur. A puissance égale, la quantité de fluide est nettement inférieure dans une solution à eau glacée par rapport à celle mise en œuvre dans une installation à détente directe dans un grand immeuble tertiaire.

S-KLIMA, distribué par Stulz en Allemagne, applique le concept du Canada Dry à la climatisation par détente directe : ça ressemble à de la détente directe, ça s’installe comme de la détente directe, mais c’est de l’eau glacée. Un groupe extérieur air/eau au R290 alimente des unités intérieures qui ressemblent à celle de la climatisation à détente directe, à la fois adaptées au tertiaire avec des cassettes et des gainables et à l’univers domestique avec des consoles. Les dispositifs de pilotage – télécommande infrarouge, thermostats muraux et filaires – reprennent également les codes fonctionnels et esthétiques de la détente directe. ©PP

Sur son stand, Haier expliquait que le groupe commercialise déjà des solutions de climatiseurs en split systèmes, mono-split et multi-split, semble-t-il, en Inde et en Chine. Mais que règles européennes rendent difficile leur installation dans l’Union. Sans attendre la modification des règles d’installation en Europe, Haier s’est engagé dans un important programme de formation des installateurs en Allemagne et au Royaume-Uni pour les familiariser à la manipulation du R290 et à la maintenance des systèmes qui l’utilisent.

Haier annonce le développement en cours d’un monosplit au R290 qui sera disponible en Europe en 2023. Midea commercialise déjà le sien. Celui de GREE arrivera en Europe dès 2023 également. En 2025, nous pourrions voir les premiers mutisplits au propane sur le marché européen, peut-être, indiquait Cornelius Rhein, de la Commission Européenne, d’une exigence de qualification particulière pour les installateurs et les entreprises de maintenance.

En attendant, voici le prototype du circuit au R290 développé par le Fraunhofer Institut dont nous parlions dans notre précédent article sur Chillventa. Il y a de bonnes chances pour que la totalité des pompes à chaleur monoblocs extérieures pour le marché domestique et petit tertiaire fonctionnent au R290 dès fin 2024, début 2025, même celles proposées par les fabricants asiatiques. L’avantage, comme dans le cas de cette pac air/eau Midea, est qu’elles offriront une température de départ d’eau de 75°C, sans l’assistance d’une résistance électrique. ©PP