Hydrocarbons

Propriétés générales 

Les types d’hydrocarbures suivants sont couramment utilisés comme réfrigérants :

  • R290 Propane
  • R600a Isobutane
  • R1270 Propylene

Un certain nombre d'autres hydrocarbures, tels que des mélanges contenant de l'éthane, du propane ou du butane, sont également utilisés comme réfrigérants.

Le propane est évoqué depuis la fin des années 1980 pour remplacer les CFC et notamment le R22 (HCFC). Hormis sa haute inflammabilité, le R290 possède des propriétés très similaires à celles du R22. Il a une longue histoire dans le domaine de la réfrigération et constitue donc un candidat intéressant. Cependant, son inflammabilité a limité son utilisation. Alors que l'isobutane (R600a) a été introduit dans les appareils électroménagers dans certaines régions du monde dès le début de l'élimination progressive des CFC, le R290 a été introduit plus tard et a remplacé le R134a, le R22 ou le R404A dans un large éventail d'appareils.

Les hydrocarbures ont d'excellentes propriétés thermodynamiques et, à cet égard, ils sont aussi bons, voire meilleurs, que les réfrigérants HCF ou HCFC dans la plupart des applications.

Les hydrocarbures sont hautement inflammables et doivent être manipulés avec précaution. S’ils sont utilisés de manière responsable, les hydrocarbures peuvent être utilisés dans diverses applications de réfrigération et de climatisation. Afin de garantir la sécurité, les applications des hydrocarbures sont régies par diverses normes et réglementations internationales, régionales et nationales. Les hydrocarbures ne peuvent présenter un risque d'explosion que si leur concentration se situe entre les limites inférieure et supérieure d'inflammabilité. Les normes de sécurité évoluent rapidement au cours de ces années et cela est nécessaire pour exploiter tout le potentiel de ces réfrigérants. Les principales normes sont les normes CEI 60335-2-40, CEI 60335-2-89, ISO 5149 et EN378.

En respectant les normes de sécurité, la concentration de réfrigérant qui fuit ne dépassera pas la LFL, là où les sources d'inflammation peuvent l'enflammer, même dans des situations extrêmes. Les précautions de sécurité nécessaires et la conception du système dépendent de la charge de réfrigérant. En général, les sources d'inflammation à l'intérieur de l'application doivent être évitées. La plupart des hydrocarbures ne sont pas toxiques, le principal risque pour la sécurité provenant de leur inflammabilité, bien que les hydrocarbures gazeux soient plus lourds que l'air et déplacent l'air dans les poumons.

    R600a   R290
Limite inférieure d'inflammabilité (LFL) 1 .8% approx. 38 g/m3 2 .1% approx. 38 g/m3
Limite supérieure d'inflammabilité (UFL) 8 .5% approx. 203 g/m3 9 .5% approx. 171 g/m3
La température d'auto-inflammation 494 °C      
Limites inférieures et supérieures d'inflammabilité        

Seules les personnes autorisées et certifiées pour l'installation et la maintenance de systèmes de réfrigération contenant des réfrigérants inflammables doivent participer à l'installation et à la maintenance.

Les hydrocarbures appartiennent au groupe des réfrigérants naturels et ont un ODP nul et un PRP négligeable. En règle générale, les hydrocarbures sont des sous-produits de l’industrie pétrochimique.

Les propriétés réfrigérantes des hydrocarbures, telles que les pressions, les rapports de pression et les températures de décharge, sont assez similaires à celles des HCFC ou des HFC à bien des égards.

Les hydrocarbures les plus couramment utilisés (propane et isobutane) sont compatibles avec les huiles et matériaux standards utilisés avec les HFC. Une exception est le propène (propylène), qui n'est pas compatible avec le néoprène. Par conséquent, des joints toriques spéciaux doivent être utilisés avec ce réfrigérant.

Le coût relatif d’un système utilisant des hydrocarbures dépend largement de l’application. Dans les applications domestiques et commerciales légères, le coût du système est similaire à celui des systèmes utilisant des HFC. Dans les applications de réfrigération commerciale et industrielle, les systèmes équipés de HC ont tendance à être relativement coûteux en raison de la nécessité de boîtiers antidéflagrants pour les équipements électriques, bien que pour les refroidisseurs placés à l'extérieur, le coût supplémentaire en matière de sécurité soit plus modeste.

Les applications typiques des hydrocarbures sont:

  • Réfrigérateurs et congélateurs domestiques
  • Refroidisseurs de bouteilles
  • Congélateurs de crème glacée et congélateurs commerciaux
  • Réfrigérateurs professionnels
  • Refroidisseurs de bière
  • Distributeurs de boissons
  • Déshumidificateurs
  • Pompes à chaleur
  • Réfrigération de supermarché (en combinaison avec un refroidissement secondaire ou comme étage haute température dans un système CO2 en cascade)
  • Petits climatiseurs