Le remplacement progressif des brûleurs à combustibles fossiles par des solutions plus écologiques à énergies renouvelables, telles que les pompes à chaleur, contribue à l’objectif de réduction des émissions de carbone.
On dit souvent que les pompes à chaleur fonctionnent comme un réfrigérateur à l’envers. Elles transfèrent la chaleur de l’air extérieur, du sol ou de l’eau dans un bâtiment, et la montent en température pour l’utiliser dans un système de chauffage.
Les deux types de pompes à chaleur le plus souvent installés sont les PAC air/air et géothermiques. Les pompes à chaleur à air sont les plus populaires sur le marché, réputées moins chères et plus faciles à installer. Les pompes à chaleur géothermiques, considérées comme plus efficaces, ont une durée de vie plus longue et
fournissent un flux de chaleur constant au fil des saisons. Elles nécessitent la pose de tuyaux dans le sol et, de ce fait, leur installation est plus coûteuse. Elles conviennent particulièrement bien aux nouvelles constructions.
En Europe, il y a encore des millions de chaudières en service qui devront être substituées dans les années à venir. Les gouvernements encouragent de plus en plus le déploiement des technologies de chauffage à faible teneur en carbone.
L’évolution des fluides frigorigènes dans les pompes à chaleur
Un composant essentiel de toute pompe à chaleur est le fluide frigorigène, nécessaire au cycle de compression de vapeur, qui, pendant de nombreuses années, a été principalement le R-410A et le R-134a. L’accent étant mis sur le développement durable, avec un GWP de 2088, le R-410A n’est plus du tout adapté aux nouveaux
équipements.
Les fabricants d’équipements utilisent désormais des fluides frigorigènes à faible GWP** tels que le R-32 (GWP 675) et le R-454B (GWP 466). Certains systèmes hermétiques monoblocs à faible charge utilisent le R-290 ou encore le R-134a. La plupart des pompes à chaleur géothermiques, qui utilisaient jusqu’à présent le R-407C, passent maintenant au R-454C ou au R-455A, qui ont tous deux un très faible GWP de 148.
Certains fluides frigorigènes à faible GWP présentent un degré d’inflammabilité. Tant que l’installateur est formé à la sécurité et à leur installation, leur utilisation devrait être acceptée. À long terme, le R-1234yf (GWP 4) ou le R-1234ze (GWP 7) seront utilisés à la place du R-134a. Le R-513A (GWP 631) peut être facilement remplacé à court terme.
Dans certaines applications spécialisées le R-744, le R-1233zd, le propane et l’ammoniac sont utilisés comme fluides frigorigènes.
Associer un caloporteur bio-sourcé aux fluides à très faible GWP, une combinaison gagnante
Les pompes à chaleur air / eau ou géothermiques utilisent un fluide caloporteur, et le chauffent dans l’échangeur de chaleur, à l’aide du fluide frigorigène comprimé, en augmentant sa température de manière à ce qu’il convienne au système.
Un circuit de pompe à chaleur géothermique en boucle fermée fait circuler le fluide caloporteur dans un ensemble de tuyaux souterrains, tandis qu’un système en boucle ouverte utilise l’eau souterraine
pour le processus d’échange de chaleur et l’extrait après utilisation. Les boucles ouvertes sont généralement plus simples et moins coûteuses à installer, mais elles peuvent nécessiter davantage d’entretien.
Traditionnellement, les fluides caloporteurs sont à base de mono propylène glycol (MPG), un produit issu de l’industrie pétrochimique. Avec l’accent mis sur les objectifs de réduction des émissions de carbone, il est temps d’envisager des alternatives aux produits de transfert de chaleur conventionnels. L’un de ces produits est le Greenway® Neo Heat Pump N, un fluide d’origine végétale formulé à partir de 1,3 propanediol biosourcé. Les plantes sont récoltées, fermentées et raffinées pour produire cette biotechnologie.
L’utilisation d’un produit biodégradable tel que Greenway® Neo Heat Pump N permet de réduire le risque de pollution du sol en cas de fuite, ce qui est particulièrement important dans un système de pompe à chaleur, et d’assurer une excellente protection contre la corrosion. En outre, le processus de production du 1,3 propanediol biosourcé consomme moins d’énergie et émet moins de CO2 que le MPG ou les produits chimiques synthétiques, ce qui contribue à réduire l’empreinte écologique.
Concrètement, le remplacement des chaudières au fioul par des pompes à chaleur moins énergivores,
chargées en fluides de process à faible impact environnemental est le premier pas d’une démarche responsable. Toutes les pompes à chaleur ont besoin d’électricité pour fonctionner, mais elles peuvent fournir une chaleur très efficace sur le plan énergétique, avec un coefficient de performance (COP) élevé pouvant atteindre 5, alors que les meilleures chaudières à condensation n’ont qu’un COP de 0,9.
Les fabricants d’équipements continuent leurs recherches et développements pour atteindre les objectifs de décarbonisation.
*Selon l’EHPA
**Selon IPCC4