Reconnaître les réfrigérants inflammables et les utiliser correctement

À ce jour, les réfrigérants synthétiques (HFC, HFO) sont encore souvent utilisés dans les systèmes de réfrigération par compression. Ces réfrigérants ont un impact négatif sur l'effet de serre lorsqu'ils sont libérés dans l'atmosphère. Les réfrigérants naturels ne présentent que peu ou pas de telles propriétés négatives. Il faut toutefois tenir compte du fait qu'un certain nombre de réfrigérants naturels sont plus ou moins inflammables. Lors de l'utilisation de réfrigérants naturels, il faut donc tenir compte d'aspects sécuritaires spécifiques en fonction de l'inflammabilité.

L'ARRIVÉE DE réfrigérants À FAIBLE potentiel de réchauffement global

Le règlement F-Gas UE 517/2014, en vigueur depuis janvier 2015, impose à l'utilisateur final l'utilisation de réfrigérants respectueux de l'environnement (à faible potentiel de réchauffement global ou PRG) en introduisant une réduction progressive des réfrigérants chimiques et non respectueux de l'environnement. Concrètement, cela signifie que d'ici 2030, 79% de réfrigérants en moins, exprimés en tonnes d'équivalents CO₂, pourront être mis sur le marché en Europe. Une version révisée et renforcée de ce règlement européen sur les gaz fluorés devrait entrer en vigueur en 2023.

Ce règlement de l'UE découragera et, dans certains cas, interdira même l'utilisation des réfrigérants à haut PRG les plus courants, ce qui obligera l'industrie à utiliser des réfrigérants à faible PRG. Cela signifie qu'à l'avenir, les réfrigérants inflammables à faible PRG (tels que le propane, le butane, les HFO ...) seront utilisés plus souvent dans diverses applications.

Dans le passé, les réfrigérants inflammables étaient principalement utilisés dans de très petites applications (par exemple, les réfrigérateurs et les congélateurs). En effet, les systèmes de réfrigération rendus hermétiques en usine et contenant moins de 150 grammes de réfrigérant inflammable peuvent être placés dans un séjour (qui n'est pas une salle des machines dédiée) sans restriction (norme EN 378). Pour les systèmes de réfrigération dont la teneur en réfrigérant est plus importante, des conditions sont imposées pour garantir la sécurité. Pour ces applications, les connaissances et l'expérience concernant l'utilisation de réfrigérants inflammables restent actuellement limitées.

À l'avenir, de plus en plus d'applications de refroidissement utiliseront donc un réfrigérant inflammable. Cela va des pompes à chaleur et des systèmes split au refroidissement industriel et commercial. Les techniciens d'installation et de maintenance seront donc de plus en plus souvent en contact avec des réfrigérants inflammables lors des travaux d'installation, de service et de maintenance.

LES TYPES DE RÉFRIGÉRANTS INFLAMMABLES

Hydrocarbures

Le R290 (propane), le R1270 (propylène, propylène) et le R600a (isobutane) sont tous des hydrocarbures. Ils sont hautement inflammables, ce qui limite le taux de remplissage de réfrigérant dans de nombreuses applications. Cela limite l'utilisation des hydrocarbures principalement aux systèmes enfichables, aux monoblocs et aux refroidisseurs. Le R290 et le R1270 atteignent des performances similaires et fonctionnent à des pressions de service similaires à celles du R404a. Ils sont utilisés dans des applications commerciales à haute, moyenne et basse température. Le R600a a une température de saturation beaucoup plus élevée (-12 °C) que les autres réfrigérants et fonctionne sous la pression atmosphérique du côté basse pression dans un certain nombre d'applications. Ce réfrigérant ne convient qu'aux systèmes de refroidissement domestiques et aux très petits systèmes commerciaux présentant un potentiel de fuite minimal, empêchant l'air et l'humidité de pénétrer dans le système à la suite d'une fuite.

HFC

Le R32 est un HFC dont l'inflammabilité est moindre. Les performances et les pressions de srvice de ce réfrigérant sont très comparables à celles du R410A. Le R32 est donc de plus en plus utilisé pour des applications similaires: splits, pompes à chaleur et refroidisseurs. Le R32 étant moins inflammable, la quantité maximale de remplissage de ce réfrigérant est également limitée. Toutefois, pas dans la même mesure que pour les hydrocarbures hautement inflammables. Les pressions de service sont plus élevées que pour la plupart des HFC, mais similaires à celles du R410A. Dans la plupart des cas, la pression maximale du côté haute pression est de 35 bar g.

HFO

Les principaux réfrigérants à base d'hydrofluoroléfine (HFO) sont le R1234ze et le R1234yf. Ce sont deux corps simples de la même famille, composés d'hydrogène, de fluor et de carbone insaturé. Ils sont tous deux moins inflammables et ont un PRG très faible. En raison de leur inflammabilité moindre, il existe également des restrictions sur la quantité de remplissage de ces réfrigérants.

La température de saturation du R1234ze à la pression atmosphérique est élevée par rapport aux autres réfrigérants, il fonctionnera donc sous vide du côté basse pression du système dans les applications à basse température. Par conséquent, ce réfrigérant est le mieux adapté aux applications à moyenne et haute température, comme les refroidisseurs. Sa capacité de refroidissement est faible par rapport aux autres HFC, ce qui signifie que des compresseurs ayant un plus grand volume balayé  sont nécessaires. Pour les grandes applications, il s'agit souvent de compresseurs centrifuges.

Le R1234yf est largement utilisé dans la climatisation automobile. Il a une capacité de refroidissement similaire à celle du R134a, ce qui signifie que des compresseurs ayant le même volume balayé sont utilisés. Plusieurs mélanges avec des HFO sont utilisés dans le commerce. Ils ont un PRG inférieur à celui des HFC tels que le R404a et le R134a, mais certains d'entre eux sont inflammables.

Lors de l'utilisation d'hydrocarbures et de HFC et HFO inflammables, il est important que l'appareil soit équipé en conséquence. Il peut parfois être nécessaire d'utiliser des dispositifs électriques sur le système qui ne produisent pas d'étincelles, parce qu'une fuite de réfrigérants peut entraîner une concentration inflammable autour du dispositif électrique.

Ammoniaque

Le R717 (ammoniaque) a une température de saturation assez élevée à la pression atmosphérique, est particulièrement toxique (la toxicité est le danger dominant), est moins inflammable et dégage une odeur âcre. C'est le seul réfrigérant largement utilisé qui est plus léger que l'air, ce qui signifie que la dispersion du réfrigérant qui fuit se produit rapidement. Sa température de saturation relativement élevée signifie que de nombreuses applications à basse température fonctionnent à des pressions sub-atmosphériques du côté basse pression. Le R717 fonctionne à des températures de gaz comprimé très élevées. Par conséquent, la compression à un seul étage peut normalement être utilisée au-dessus de la température d'évaporation de -10 °C. En dessous de cette température, il faut utiliser une compression à deux étages avec un refroidissement intermédiaire.

En raison de sa toxicité élevée, le R717 ne convient qu'aux systèmes ayant un taux de remplissage relativement faible ou aux systèmes industriels (c'est-à-dire les systèmes situés dans des zones non accessibles au grand public et équipés de mesures de sécurité supplémentaires, comme dans les salles des machines). Il s'agit souvent de systèmes secondaires utilisant le R717 comme réfrigérant primaire.

RECONNAÎTRE LA TOXICITÉ ET L'INFLAMMABILITÉ

Tous les réfrigérants se voient attribuer une classification de sécurité, telle que définie dans la norme EN 378-1.

Les classifications de sécurité se composent de deux parties: A ou B suivi de 1, 2L, 2 ou 3.

A ou B indique le degré de toxicité:

• La classe A est celle dont la toxicité est la plus faible (la plupart des réfrigérants appartiennent à cette classe).
• La classe B est celle qui présente la toxicité la plus élevée (le R717 appartient à la classe B).

1, 2L, 2 ou 3 indique le degré d'inflammabilité:

• 1, ininflammable
• 2L, inflammabilité réduite
• 2, inflammable
• 3, extrêmement inflammable

Tous les hydrocarbures, par exemple, sont des réfrigérants A3. Cela signifie qu'ils appartiennent à la classe de toxicité la plus faible (A). Par ailleurs, les hydrocarbures sont extrêmement inflammables (3).

TRAVAILLER AVEC DES RÉFRIGÉRANTS INFLAMMABLES

Lors du travail avec des réfrigérants inflammables, des mesures supplémentaires doivent être prises dans le but principal de prévenir et de protéger contre les explosions. Et ce, selon les principes suivants:

• Prévention de la formation d'atmosphères explosives
• Éviter leur allumage
• Limiter les conséquences d'une explosion

Attention ! Tous les réfrigérants sont asphyxiants car ils prennent la place de l'air. L'inhalation de vapeur de réfrigérant en quantité suffisante peut provoquer une asphyxie et une hypersensibilité du cœur, et affecter le système nerveux central. Cela peut entraîner des étourdissements, une léthargie (somnolence) ou un rythme cardiaque irrégulier. L'asphyxie est un risque si une grande quantité est libérée, surtout dans un espace clos, comme dans une chambre froide ou une salle des machines.

Comment l'installateur doit-il manipuler raisonnablement les réfrigérants inflammables? En partant de l'environnement, des outils utilisés, de la sécurité de l'installation elle-même ... Lorsqu'on travaille sur des installations contenant des réfrigérants inflammables, cela représente un danger supplémentaire, dont le technicien doit tenir compte. Le technicien devrait être formé à la manipulation en toute sécurité des réfrigérants inflammables.

Dès la phase de conception d'une installation frigorifique, certains risques peuvent être réduits. Cela peut être fait en limitant la teneur en réfrigérant. La teneur maximale en réfrigérant d'une installation dépend d'un certain nombre de facteurs tels que: l'endroit où l'installation sera située et les personnes ayant accès à l'installation ... La manière dont la teneur maximale en fluide frigorigène est déterminée est décrite dans la norme EN 378-1.

Par ailleurs, un test de simulation de fuite peut être utilisé pour déterminer si un mélange inflammable peut se former autour de l'installation en cas de fuite. Si le test de simulation de fuite montre que c'est le cas, des mesures supplémentaires doivent être prises. Comme l'utilisation d'un équipement électrique ne produisant pas d'étincelles (classé Ex). Une autre possibilité consiste à monter les appareils électriques en dehors de la zone où un mélange inflammable s'est formé après une fuite. De leur côté, certains systèmes exigent la mise en place d'une ventilation permanente et la présence d'une détection de gaz.

Lorsque des travaux invasifs sont effectués sur une installation frigorifique contenant un réfrigérant inflammable, nous pouvons dire brièvement ce qui suit:

• Utilisez les EPI appropriés (vêtements adaptés, gants, lunettes de protection).
• Surveillez l'environnement avec un détecteur de réfrigérant personnel approprié.
• Veillez à disposer d'un équipement d'extinction approprié.
• Ventilez la zone de travail.
• Veillez à ce qu'il n'y ait aucune source d'inflammation dans un rayon de 3 mètres et prévoyez une zone libre d'obstacles.
• Utilisez des appareils adaptés au travail avec le réfrigérant inflammable concerné. Un certain nombre d'appareils, par exemple, doivent être anti-étincelles (classés Ex).
  
  

FORMATION D'UN JOUR: TRAVAIL EN TOUTE SÉCURITÉ AVEC LES RÉFRIGÉRANTS INFLAMMABLES

Le centre de formation et d'examen des techniques frigorifiques de Houthalen, qui fait partie du centre d'expertise Ressources durables de l'UCLL Hogeschool, organise une formation d'une journée qui couvre les points suivants :
• Comprendre les différences entre l'utilisation des réfrigérants inflammables et l'utilisation des réfrigérants non inflammables
• Acquérir des connaissances sur les applications avec des réfrigérants inflammables
• Acquérir des connaissances sur les aspects de sécurité
• Comprendre les procédures à suivre lors de travaux sur un circuit frigorifique avec des réfrigérants inflammables
• Comprendre les normes et la législation pertinentes

Coût: 490 €
Lieu: UCLL à Houthalen: Centrum Zuid 2413 / 40C, 3530 Houthalen
Durée des cours: 08h30–16h00 (matin: théorie; après-midi: pratique)
Le matériel de cours, les consommables, le café et les sandwiches pendant la pause sont inclus.

Inscription via: walter.reulens@ucll.be