Caractéristiques et utilisations du R744 (CO2) !

Le R 744 ou CO 2 est de plus en plus utilisé dans les installations de froid commerciales et industrielles, ainsi qu'en pompe à chaleur. Il peut être utilisé en réfrigération en détente directe dans des systèmes cascade (régime  subcritique) avec des HFC, HFO ou NH3 ou en systèmes booster (régime transcritique). Son utilisation n’est pas nouvelle puisque c’est en 1850 que commence l’histoire du CO2 comme fluide frigorigène.

Quels sont les avantages du R 744 ?

L'utilisation du CO2 (dioxyde de carbone) comme fluide frigorigène se justifie au point de vue écologique, car son impact sur la couche d'ozone est nul (ODP=0) et son impact sur l'effet de serre est négligeable (PRG=1). Comme c'est un fluide naturel, Il échappe à la réglementation F gaz. Ce qui est un avantage pour la pérennité des installations utilisant ce fluide.

Le R 744 est non toxique à faible concentration et il est non inflammable. Les installations CO2  peuvent intégrer des échangeurs pour la récupération de chaleur destinés au chauffage et à l'eau chaude sanitaire. Grâce à ces performances thermodynamiques et à une haute densité de vapeur, le R 744, à puissance égale aura des dimensions de tuyauterie plus petite qu'une autre installation utilisant un autre type de fluide.

Et les inconvénients ?

Cependant le CO2 présente l'inconvénient d'avoir des pressions de fonctionnement très élevées ce qui pose un problème de fiabilité de matériel, de formation du personnel et de sécurité . Dans les salles des machines, un détecteur fuite est obligatoire.

Les dangers de la concentration de CO 2 dans l'air :

• La valeur maximale d'exposition est fixée à 0, 5% de CO 2 dans l'air.
• À partir d'une concentration de 2%, les premiers symptômes de gênes respiratoires apparaissent.
• Entre 3 et 5%, mal de tête, vertiges, désorientation nécessite une évacuation rapide.
• Au-delà de 15% de concentration de CO 2, Le sujet sera inconscient rapidement jusqu'à l'issue fatale s'il n'est pas évacué.

En cas de fuite, les mesures avec un contrôleur de CO2 portatif s’imposent avant toute intervention. Le CO2 est plus lourd que l’air, sa densité de 1,53 le rend particulièrement dangereux aux points bas des installations. De fait, les détections et les extracteurs doivent être placés à ces niveaux. À noter encore que pour éviter des ruptures, le matériel d’intervention doit être adapté à des pressions élevées, manomètres, flexible de charge … !

Caractéristiques du fluide CO 2 (R744)

Le CO2 est la combinaison de deux éléments :

1. un atome de carbone C,
2. deux atomes d'oxygène O.

• Masse molaire en g/mol = 44,01
• Température de fusion en °C  = -56,55
• Température de sublimation en °C = -78,46
• Température critique en °C = 31,1 
• Pression critique en bar absolu = 73,8
• Chaleur massique du liquide à + 25°C en kJ/kg.K = 6,467
• Chaleur massique de la vapeur (sous 1,013 bar) à + 25°C en kJ/kg.K = 0,851 
• Rapport des capacités thermiques massiques (Cp/Cv) à + 25°C et sous 1,013 bar = 1,294
• Viscosité du liquide à + 25°C (10‘3 Pa.s) = 0,057
• Tension de surface à + 25°C en dyne par centimètre (10‘3 N/m) = 0,57
• Classification NF-EN 378  = A1   
• GWP = 1