Baisse des quotas de fluides frigorigènes

PROBLEMATIQUE : L’impact de la baisse des quotas de fluides frigorigènes

Baisse des quotas, quelles solutions ?

2025 marque une nouvelle étape cruciale : une baisse de 20% des quotas sur le GWP des fluides frigorigènes par rapport à 2024. Cette réduction nous oblige à accélérer les choix pour la continuité des innombrables installations au R-134A, R-407C, R-410A, R-404A, R-448A et R-449A. Ces fluides, essentiels pour de nombreuses installations, deviennent de plus en plus difficiles à trouver, mettant en péril la continuité de vos activités. Pour les installations critiques, cela pourrait se traduire par des pertes de stocks ou des interruptions d’activité coûteuses.

Quelles sont les solutions ?

Deux options s’offrent à vous :

1. Changer l’installation : une démarche coûteuse, parfois impossible, et peu pertinente pour les systèmes qui fonctionnent correctement.
2. Changer le fluide tout en conservant l’installation : une solution économique, rapide et durable.

Le rétrofit est la réponse adaptée pour sécuriser vos installations face à cette situation. C’est maintenant qu’il faut agir, tant que les quotas permettent encore une transition fluide et maîtrisée. Avec le RS-51 et le RS-53, vous modernisez vos systèmes tout en prolongeant leur durée de vie.

SOLUTIONS PRODUITS : RS-51 et RS-53 pour une transition maîtrisée

Conserver les installations au R-404A, R-448A, R-449A, et le R-407C grâce au RS-51 (R-470B)

Le RS-51, (R470B) a été conçu pour remplacer le R407C, R449A, R448A et R404A dans les systèmes de réfrigération.

Avec un PRG de 746, donc inférieur à 750 qui sera la limite maximale des GWP autorisé en maintenance des installations de réfrigération en 2032, il est conforme aux normes actuelles et futures, sans date limite d’utilisation vierge.

Il s’agit d’un gaz azéotropique qui allie efficacité énergétique et respect de l’environnement. Lors du rétrofit, il suffit de remplacer le fluide existant par du RS-51 sous forme liquide, et d’adapter les points de consigne en fonction de la nouvelle pression (réglage de la surchauffe).

Le RS-51 est aussi compatible directement avec les détendeurs thermostatiques (TXV) utilisées pour le R-407C ou le R-22, ce qui simplifie son intégration sans nécessiter de modifications majeures sur les équipements.

Le RS-51 est également compatible avec les huiles POE (polyolesters), déjà utilisées dans la plupart des installations modernes. Cette compatibilité évite le changer l’huile, réduisant ainsi les coûts et la complexité de l’intervention.

Avantages du RS-51 :

• Faible PRG (746), soit 80 % de réduction par rapport au R-404A.
• Non inflammable et non toxique (classification A1), garantissant une sécurité et compatibilité optimale.
• Compatible avec les huiles POE et les détendeurs thermostatiques R-407C/R-22.
• Performances énergétiques proches voire améliorées par rapport aux fluides remplacés.

Procédure de rétrofit au RS-51 :

• Récupération et pesée du fluide existant.
• Remplacement du filtre déshydrateur puis tirage au vide.
• Chargement du RS-51 sous forme liquide.
• Réglage des points de consigne pour maintenir les températures d’évaporation et de condensation. Ou changement du fluide dans le régulateur électronique.
• Validation des performances et ajustements si nécessaire.

Télécharger le guide de rétrofit complet ici

 Étude de cas : Rétrofit d’un supermarché au RS-51 (R470B)

Objectif : évaluation des performances énergétiques des systèmes frigorifiques in-situ

Description des installations

• Surface commerciale de vente de 2300m²
• Production du froid via deux centrales frigorifiques :
  • Centrale positive
  • Centrale négative : objet de l’étude

Les campagnes de tests réalisées par le Cemafroid concernaient la centrale froide négative de l’Intermarché de Yerres (91). L’installation se compose de 2 chambres froides, 10 meubles et 3 bacs réfrigérés du même modèle. Le schéma suivant renseigne sur la distribution du froid dans les différents équipements.

La centrale négative est composée de 4 compresseurs identiques du modèle Bitzer à pistons semihermétiques 4H-15.2Y-40P, installés en série.

Schéma représentatif de l’installation frigorifique de la centrale froide

Réalisation des tests

Le Cemafroid a instrumenté la centrale frigorifique afin de mesurer :

• Les performances énergétiques.
• Le service rendu.

La puissance électrique consommée par les unités a été mesurée à l’aide d’un analyseur de réseau.

L’alimentation de centrale était accessible.

Certains postes d’utilisation du froid ont été équipés de capteurs qui ont mesuré et enregistré la température d’air. La campagne de mesure a été réalisée pendant deux périodes distinctes :

• Une période de 15 jours avec un fonctionnement de la centrale avec du R404A.
• Une période de 15 jours après rétrofit de la centrale au R470B.

Afin de comparer la performance énergétique des deux fluides, trois compagnes de mesures in-situ ont été réalisées dans des périodes différentes :

• Campagne de référence : le 22/06/2021 avec le R404A.
• Campagne 2 : le 05/11/2021 avec le nouveau fluide RS51 (R470B) (période hivernale).
• Campagne 3 : le 08/06/2022 avec le nouveau fluide RS51 (R470B) (période estivale).

A chaque campagne de test, des enregistreurs de température ont été installés principalement dans le meuble le plus proche de la centrale (meuble 1), celui placé au milieu (meuble 12) ainsi que dans le meuble placé à l’opposé de la centrale (meuble 7) et les deux chambres froides.

Côté circuit frigorifique, des sondes enregistreurs de température ont été placées à l’entrée/sortie de chaque composant (compresseur, condenseurs, évaporateurs) ainsi qu’à la reprise/soufflage du condenseur à air.

Enfin, un compteur d’énergie a été également positionné sur l’armoire électrique de la centrale négative pour récupérer la puissance absorbée par les compresseurs et la consommation énergétique.

Après avoir relevé les premiers résultats de ces tests une modélisation a été réalisée.

Récapitulatif des valeurs de la modélisation

Comparaison de la consommation énergétique annuelle R404A/R470B (modèle)

Après avoir validé la robustesse du modèle et sa capacité à prédire assez fidèlement la consommation d’énergie de la centrale négative, fonctionnant aux deux fluides :

• R404A (situation de référence).
• R470B (fluide de rétrofit).

Nous étions en mesure de l’appliquer sur toute une année, en se basant sur le profil annuel de la température de Paris représentant la station météo la plus proche du site d’expérimentation (ITM Yerres). Le modèle prédit une consommation annuelle de la centrale négative après son rétrofit au R470B de 123,7MWh, versus 131 MWh avec l’ancien fluide R404A, soit une différence de 5,5%.

Tenant compte de la marge d’erreur du modèle, nous pouvons conclure que la consommation d’énergie à la suite du rétrofit est comparable voire légèrement inférieure.

Conclusion

Trois campagnes de tests in-situ (au supermarché ITM de Yerres) ont été menées avec le R404A pour établir la situation de référence, puis après le rétrofit au R470B (RS-51) à deux reprises, en hiver et en été.

En parallèle, un modèle thermodynamique simplifié a été développé pour prédire les performances énergétiques d’une telle installation.

Les mesures réalisées sur le terrain ont permis de valider notre modèle de façon à l’étendre sur une année complète pour estimer et comparer la consommation d’énergie du groupe frigorifique étudié avec les deux fluides.

Les résultats obtenus montrent finalement que le R470B est un bon candidat de remplacement du R404A dans les installations existantes en froid négatif. Il permet de maintenir le même service rendu en termes de températures dans les meubles de vente et dans les chambres froides négatives avec une consommation d’énergie assez comparable à celle du R404A, voire légèrement inférieure.

Télécharger le guide de rétrofit complet ici

Conserver les installations au R-410A grâce au RS-53 (R-470A)

Le RS-53 (R-470A) est la solution idéale pour remplacer le R-410A dans les systèmes de climatisation. Avec un PRG de 977, inférieur de 53% à celui du R-410A, il répond aux exigences environnementales tout en offrant des performances proches.

Ce gaz se distingue par sa simplicité d’utilisation en simple drop-in pour les systèmes split. Il peut être utilisé sans nécessiter de modifications sur les systèmes de climatisation. Pour les applications plus complexes (DRV), nous recommandons soit d’intégrer les paramètres du fluide dans l’automate, soit d’utiliser le tableau de correspondance pression température (médian) pour s’adapter aux nouvelles pressions.

Le RS-53 est entièrement compatible avec les lubrifiants POE existants. Cela garantit une transition fluide et sans modifications coûteuses, tout en maintenant la sécurité et la fiabilité des installations.

Avantages du RS-53 :

• Drop-in direct dans les systèmes de climatisation split, sans modification.
• A1 (non inflammable) et compatible avec les lubrifiants POE.
• Réduction de l’empreinte carbone tout en conservant des performances équivalentes.

Procédure de rétrofit au RS-53 :

• Analyse des performances de l’installation avec le R-410A.
• Vidange et remplacement des filtres déshydrateurs puis tirage au vide.
• Chargement du RS-53 sous forme liquide.
• Ajustement des points de consigne selon la pression d’équilibre.
• Vérification des performances et validation finale.

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Etude de cas : Test conversion installation du R-410A au RS-53 (R-470A)

Intérêt du test

Face à la réduction des quotas du R410A, des millions de climatisations et pompes à chaleur sont voués à un arrêt technique par manque de fluide en cas de fuite de R410A.

Pour éviter la mise au rebut de matériel en bon état, l’utilisation d’un fluide de rétrofit est nécessaire : Elle évite la production de déchets DEEE et préserve les ressources de la planète en augmentant le cycle de vie de l’équipement en service.

A travers ce test, nous allons vérifier que le RS-53 remplit les caractéristiques nécessaires au maintien de l’équipement existant :

• Groupe de sécurité A1 non inflammable et non toxique identique au R410A.
• Groupe de sécurité DESP 2 identique au R410A.
• Production de froid pour climatisation et pompe à chaleur identique.

La comparaison réalisée dans cette étude est faite à partir de deux réfrigérants :

Le PRG (GWP) du RS-53 (R470A) est inférieur de 53% à celui du R410A, ce qui permet une meilleure disponibilité en fonction de la baisse des quotas de la F-GAS.

Lieu du test

Ces essais ont été réalisés par Franck et Adrien GONZALEZ sur le site de LA FORMATION FRIGORIGIQUE à CARNOULES dans le Var.

Outils de mesure

METRECO (Panimpex Blondel)

• L’unité de climatisation choisie est un modèle standard du commerce :
• Marque FUJITSU
• Modèle AOYG09LMCE
• Puissance 2,5kW
• Charge de réfrigérant initial : R410A → 0.7kg

 Principe de mise en place du Banc de Test

L’unité intérieur est placée dans une chambre isolée, l’unité extérieur dans le local tempéré. Des capteurs de température par contact sont montés sur les échangeurs, ainsi que des capteurs de pression. La mesure de la consommation globale de l’ampérage a aussi été mesuré.

Séquences de test :

• Lundi 17h30 mise en route au R410A - mode climatisation au minimum.
• Mardi 6h00 inversion du cycle - mode pompe à chaleur au maximum.
• Mardi 15h00 rétrofit vers le RS-53 (R470A) (retrait du R410A 670g, et introduction du R470A 700g (nominal)
• Mardi 17h00 mise en route au R470A - mode climatisation au minimum.
• Mercredi 9h inversion du cycle – mode pompe à chaleur au maximum.

Les mesures de température étant dépendantes de la position des sondes, le coefficient de précision est à 0.3°C près.

Données de fonctionnement

T1 Comparatif de TEMPERATURE entrée / sortie de l’UNITE INTERIEURE

Mode Climatisation :

• L’aspiration au R410A est à 17.8°C , le soufflage est à 16°C.
• L’aspiration au R470A est à 18°C , le soufflage est à 16.3°C.

➔ Soit un DT quasi identique à 0.1°C, et un ressenti identique.

Mode PAC :

• L’aspiration au R410A est à 33°C , le soufflage est à 37.9°C.
• L’aspiration au R470A est à 33°C , le soufflage est à 37.6°C.

➔ Soit un DT quasi identique à 0.3°C, et un ressenti identique.

T2 Comparatif de TEMPERATURE entrée / sortie de l’UNITE EXTERIEURE

Mode Climatisation :

• L’aspiration au R410A est à 24°C , le soufflage est à 27°C.
• L’aspiration au R470A est à 23°C , le soufflage est à 25°C.

➔ Soit un DT inférieur de 1°C au R470A.

Mode PAC :

• L’aspiration stabilisée au R410A est à 26.3°C , le soufflage est à 25°C.
• L’aspiration au R470A est à 26°C , le soufflage est à 24.9°C.

➔ Soit un DT quasi identique à 0.2°C, et un ressenti identique.

Le local du groupe extérieur n’étant pas stabilisé en température on peut en conclure que la condensation en mode climatisation est un peu moins efficace au R470A, ce qui peut rallonger le temps de fonctionnement pour atteindre la température.

T3 MESURE DE LA BASSE PRESSION ET DE LA TEMP SENSIBLE DE REFOULEMENT

Mode Climatisation :

• La BP au R410A est à 11.9b.
• La BP au R470A est aussi à 11.9b.
• La température au refoulement à 28°C au R410A.
• La température au refoulement à 35°C au R470A.

➔ Soit 7 degrés de plus avec le R470A.

Mode PAC :

• La BP au R410A est à 21b.
• La BP au R470A à 19.7b.
• La température au refoulement est à 45°C au R410A.
• La température au refoulement est à 52°C au R470A.

➔ Soit 7 degrés de plus avec le R470A.

T4 MESURE DE L’INTENSITE ABSORBEE EN A

Mode PAC :

• L’intensité moyenne au R410A est à 0.88A.
• L’intensité moyenne est à 0.85A au R470A.

Analyse des Résultats

L’analyse des données en mode climatisation :

• La température d’entrée / sortie de l’UNITE INTERIEURE à un DT identique à 0.1°C, et un ressenti identique.
• La température d’entrée / sortie de l’UNITE EXTERIEURE à un DT inférieur de 1°C au R470A.
• La Basse Pression est identique à 11.9b.
• La température sensible de refoulement est de 7°C au-dessus du R470A (28°C vs 35°C).
• L’intensité absorbée et légèrement supérieure de 0.1 au R410A.

L’analyse des données en mode PAC :

• La température d’entrée / sortie de l’UNITE INTERIEURE à un DT identique à 0.3°C, et un ressenti identique.
• La température d’entrée / sortie de l’UNITE EXTERIEURE à un DT identique à 0.2°C, et un ressenti identique.
• La Basse Pression au R410A est à 21b , et à 19.7b au R470A.
• La température sensible de refoulement est 7°C supérieur au R470A (45°C vs 52°C).
• L’intensité absorbée et légèrement supérieure de 0.3 au R410A.

Conclusion

En fonction des données enregistrées, nous pouvons conclure le R-470A est un substitut techniquement intéressant pour le remplacement du R-410A pour conserver les installations existantes.

En effet, tant en mode climatisation que pompe à chaleur, les données du R-470A reste proches du R-410A.

Nous notons tout de même une légère baisse de capacité au R-470A qui peut amener à un temps de fonctionnement de l’équipement plus long, mais nous avons mesuré une intensité électrique plus faible, ce qui équilibre la consommation d’énergie totale.

Télécharger le guide de rétrofit complet ici

Par Franck KRIER - dirigeant de FRAMACOLD