FR3033796A1

FR3033796A1 - Fluide frigorigene

Info

Publication number: FR3033796A1
Application number: FR1552086A
Authority: FR
Inventors: Jugurtha Benouali
Original assignee: Valeo Systemes Thermiques SAS
Current assignee: Valeo Systemes Thermiques SAS
Priority date: 2015-03-16
Filing date: 2015-03-16
Publication date: 2016-09-23
Anticipated expiration: 2035-03-16
Also published as: FR3033796B1

Abstract

L'invention concerne un fluide frigorigène comprenant du dioxyde de carbone et au moins un alcane cyclique ou non cyclique comprenant 4 ou 5 atomes de carbone, son utilisation dans une boucle de climatisation ou dans un dispositif automobile comprenant au moins une boucle de climatisation, une boucle de climatisation dans laquelle circule ledit fluide frigorigène et un procédé de chauffage et/ou de climatisation à l'aide de ladite boucle de climatisation.

Description

1 Fluide frigorigène L'invention concerne un fluide frigorigène ou réfrigérant, son utilisation dans une boucle de climatisation ou dans un dispositif automobile comprenant au moins une boucle de climatisation, une boucle de climatisation dans laquelle circule ledit fluide frigorigène et un procédé de chauffage et/ou de climatisation à l'aide de ladite boucle de climatisation. Elle concerne plus particulièrement un fluide frigorigène à base de dioxyde de carbone pouvant fonctionner à l'état supercritique. Un fluide est en phase dite « supercritique » lorsqu'il est soumis à une pression et une température supérieures à celles de son point critique. Il présente alors un comportement intermédiaire entre l'état liquide et l'état gazeux, avec des propriétés particulières : une masse volumique élevée comme celle des liquides, un coefficient de diffusivité intermédiaire entre celui des liquides et des gaz, et une faible viscosité (comme celles des gaz).Elle s'applique typiquement, mais non exclusivement, au domaine des boucles de climatisation à fluide frigorigène et à compresseur utilisées dans les installations de chauffage, ventilation et/ou climatisation. Ladite installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation étant apte à conditionner thermiquement un flux d'air destiné à être diffusé dans un habitacle, notamment, d'un véhicule automobile. Le rôle du fluide frigorigène est de capter la chaleur de l'air ambiant, en changeant d'état à travers un système frigorifique. Les chlorofluorocarbures (CFC) sont les premiers fluides frigorigènes qui ont été commercialisés pour être utilisés dans les systèmes de conditionnement d'air des automobiles. Ils comprennent notamment le CFC-12 (R12, dichlorodifluorométhane). Ces fluides frigorigènes ont toutefois été interdits dans les années quatre-vingt parce qu'ils présentent un coefficient d'action sur l'ozone ODP (bien connu sous l'anglicisme « ozone depletion potential ») élevé (i.e. ODP = 1). En effet, ils migrent lentement vers les hautes couches de la stratosphère, provoquant une accumulation de chlore dans ces couches et ainsi, la destruction de la couche d'ozone.

3033796 2 Les CFC ont alors été remplacés par des hydrochlorofluorocarbures (HCFC) tels que le R22 (chlorodifluorométhane), puis par les hydrofluorocarbures (HFC) tels que le HFC-134a (R134a, 1,1,1,2-tétrafluoroéthane) ou le R404a qui est un mélange azéotropique de 5 1,1,1-trifluoroéthane (R143a, 52% en masse environ), de pentafluoroéthane (R125, 44% en masse environ) et de R134a (1,1,1,2-tétrafluoroéthane, 4% en masse environ). Les HFC sont moins nocifs pour la couche d'ozone puisqu'ils ne contiennent pas d'atome de chlore (i.e. ODP = 0). Cependant, ils peuvent être explosifs et attaquer certains plastiques.

10 En outre, depuis une vingtaine d'années, les fluides frigorigènes utilisés dans la production de froid artificiel, font l'objet de mesures réglementaires restrictives à l'échelle européenne afin de limiter leurs effets sur l'environnement. En particulier, le règlement F-Gaz [règlement (UE) n° 517/2014 du Parlement Européen et du Conseil, daté du 16 avril 2014 et 15 paru au Journal Officiel de l'Union Européenne du 20 mai 2014] vient d'être modifié, impliquant notamment la réduction progressive à partir de janvier 2015, puis la disparition des gaz fluorés présentant un impact élevé sur le réchauffement climatique, tels que le R404a et le R134a. En effet, ces fluides frigorigènes ont respectivement un coefficient de réchauffement global du 20 climat GWP (bien connu sous l'anglicisme « global warming potentiel ») de 3922 et de 1430. La contribution d'un fluide frigorigène à l'effet de serre est quantifiée par le GWP qui représente le pouvoir de réchauffement dudit fluide frigorigène en prenant une valeur de référence de 1 pour le dioxyde de carbone. Un GWP de 1430 pour le R134a signifie que 1 kg de R134a émis dans 25 l'atmosphère présente le même effet que la libération de 1,43 tonne de CO2 dans l'atmosphère. Par conséquent, les acteurs de la réfrigération se sont intéressés à de nouveaux fluides frigorigènes non-toxiques, ininflammables et ayant un très faible GWP. En particulier, des systèmes à air conditionné de véhicule 30 automobile utilisant du dioxyde de carbone (R744) comme agent fluide frigorigène en remplacement du R134a ont été proposés. Le dioxyde de carbone est en effet non toxique, ininflammable, et présente un effet nul sur la 3033796 3 couche d'ozone (ODP = 0) et un potentiel d'effet de serre égal à un par définition (GWP = 1). Dans un système de réfrigération employant le dioxyde de carbone, l'étape de condensation est remplacée par un refroidissement en phase supercritique. Dans un tel système, la pression de décharge au niveau 5 du compresseur est très élevée (pouvant aller jusqu'à 135 bar) et la température de refoulement (en sortie compresseur) peut atteindre 180°C. EP 1 491 608 Al décrit un fluide frigorigène pour lequel les pression et température de refoulement en sortie de compresseur sont réduites par rapport à ce que l'on aurait avec du R744 (dioxyde de carbone) pur. Ledit 10 fluide est un mélange de dioxyde de carbone et d'un alcane choisi parmi Viso-butane, le butane, le propane et le cyclopropane. A titre d'exemple, lorsque l'alcane est le butane, ledit mélange comprend au plus 70% en masse de dioxyde de carbone, par rapport à la masse totale du mélange. Tous les exemples montrent des mélanges comprenant de 5 à 30% en masse de 15 dioxyde de carbone. Ces mélanges présentent toutefois l'inconvénient d'être inflammables de par la proportion élevée d'alcane dans ledit mélange. Le but de la présente invention est de pallier les inconvénients des techniques de l'art antérieur en proposant un fluide frigorigène économique, ininflammable, non toxique, non corrosif vis-à-vis des métaux, des plastiques 20 et des caoutchoucs, ayant à la fois un coefficient d'action sur l'ozone ODP nul et un coefficient de réchauffement global du climat GWP très inférieur à 150 et améliorant les performances frigorifiques et le coefficient de performance d'une boucle de climatisation. La présente invention a pour objet un fluide frigorigène comprenant du 25 dioxyde de carbone et au moins un alcane cyclique ou non cyclique comprenant 4 ou 5 atomes de carbone, caractérisé en ce qu'il comprend au moins 75% en masse environ de dioxyde de carbone par rapport à la masse totale dudit fluide. Dans l'invention, l'expression « alcane » signifie un hydrocarbure 30 saturé constitué d'atomes de carbone et d'hydrogène, liés entre eux par des liaisons simples.

3033796 4 Le fluide frigorigène de l'invention est particulièrement adapté pour une boucle de climatisation et/ou un dispositif automobile comprenant au moins une boucle de climatisation et/ou un système de pompe à chaleur intégré(s) dans un véhicule.

5 Les inventeurs de la présente demande ont découvert que la combinaison spécifique d'au moins 75% en masse environ de dioxyde de carbone et d'un alcane cyclique ou non cyclique comprenant 4 ou 5 atomes de carbones (i.e. alcane en C4 ou en C5) permet avantageusement d'obtenir un fluide frigorigène économique, ininflammable, non toxique, non corrosif vis-à- 10 vis des métaux, des plastiques et des caoutchoucs. En outre, ledit fluide présente un coefficient d'action sur l'ozone ODP nul et un coefficient de réchauffement global du climat GWP inférieur à 150. Enfin, il améliore le coefficient de performance d'une boucle de climatisation. La proportion en dioxyde de carbone dans le fluide frigorigène ne doit 15 pas être inférieure à 75 % en masse environ, de manière à éviter que le fluide frigorigène ne soit inflammable. Par ailleurs, il est essentiel que le fluide comprenne un alcane en C4 ou en C5. En effet, un alcane comprenant 6 atomes de carbone ou plus conduit à un mélange diphasique qui nécessite, lors de la mise en oeuvre de la boucle de climatisation, une pompe 20 supplémentaire pour ramener l'alcane jusqu'au compresseur. En outre, un alcane comprenant 1, 2 ou 3 atomes de carbone ne permet pas d'améliorer notablement le coefficient de performance de la boucle de climatisation par rapport à l'utilisation de dioxyde de carbone seul. Le gain obtenu est faible, voire nul.

25 L'alcane cyclique ou non cyclique comprenant 4 ou 5 atomes de carbone peut être choisi parmi le n-butane, le cyclobutane, l'iso-butane, le méthylcyclopropane, le méthylcyclobutane, le n-pentane, l'iso-pentane, le cyclopentane, le 2,2-diméthylpropane, le 1,2-diméthylcyclopropane, le 1,1-diméthylcyclopropane, l'éthylcyclopropane et un de leurs mélanges.

30 Selon une forme de réalisation de l'invention, l'alcane est choisi parmi le n-butane, l'iso-butane, le n-pentane, l'iso-pentane, le cyclopentane et un de leurs mélanges.

3033796 5 Le n-pentane, l'iso-pentane, le cyclopentane et un de leurs mélanges sont particulièrement préférés. Dans un mode de réalisation particulier, le fluide frigorigène comprend au moins 80% en masse environ de dioxyde de carbone, et de préférence au 5 moins 85% en masse environ de dioxyde de carbone. Le fluide frigorigène de l'invention peut comprendre au plus 25% en masse environ d'alcane, de préférence au plus 20% en masse environ d'alcane et de préférence encore au plus 15% en masse environ d'alcane, l'alcane étant tel que défini dans l'invention.

10 Selon une forme particulièrement préférée de l'invention, le fluide comprend de 5 à 10% en masse environ, de préférence de 6 à 9,5% en masse environ, et de préférence encore de 7,5 à 8,5% en masse environ d'alcane tel que défini dans l'invention. Au-dessous de 5% en masse d'alcane, le coefficient de performance de 15 la boucle de climatisation n'est pas optimisé. Au-dessus de 10% en masse d'alcane, le mélange peut être inflammable. Le fluide frigorigène peut comprendre en outre des additifs conventionnels bien connus de l'homme du métier tels que des colorants, des 20 odorants. Afin de ne pas altérer les performances du fluide frigorigène de l'invention, celui-ci comprend de préférence au plus 1% en masse environ d'additifs, et de préférence au plus 0,1% en masse environ d'additifs. Selon une forme particulièrement avantageuse de l'invention, le fluide 25 frigorigène est uniquement constitué de dioxyde de carbone et d'un alcane tel que défini dans l'invention. A titre d'exemple, le fluide frigorigène de l'invention est constitué de 90 à 95% en masse environ de dioxyde de carbone et de 5 à 10% en masse environ d'un alcane tel que défini dans l'invention, de préférence de 30 cyclopentane, n-pentane, iso-pentane ou un de leurs mélanges, et de préférence encore de cyclopentane.

3033796 6 La présente invention a pour objet l'utilisation d'un fluide frigorigène tel que défini dans la présente invention dans une boucle de climatisation ou dans un dispositif automobile comprenant au moins une boucle de climatisation, ladite boucle de climatisation fonctionnant notamment suivant 5 un cycle supercritique. Le fluide frigorigène selon la présente invention peut également être utilisé dans une boucle de climatisation réversible, pouvant fonctionner en mode frigorifique, notamment pour le refroidissement d'un habitacle de véhicule automobile, et en mode pompe à chaleur, notamment pour le 10 chauffage d'un habitacle de véhicule automobile. La présente invention a également pour objet une boucle de climatisation, de préférence pour véhicule, fonctionnant notamment selon un cycle supercritique, dans laquelle circule un fluide frigorigène tel que défini dans la présente invention.

15 La boucle de climatisation de l'invention comprend de préférence au plus 90 g environ d'alcane, quelle que soit la configuration de ladite boucle et quelles que soient les proportions respectives d'alcane et de dioxyde de carbone dans le fluide frigorigène. En effet, cela permet d'éviter tout risque éventuel d'explosion ou de 20 combustion, notamment en cas de fuite du fluide frigorigène. Selon une première variante, la boucle de climatisation comprend un compresseur, un refroidisseur de gaz, un évaporateur, un échangeur de chaleur interne et un accumulateur. La figure 1 est un schéma simplifié d'une boucle de climatisation 1 25 selon la première variante et fonctionnant avec un fluide frigorigène supercritique tel que celui de l'invention. La figure 2 est un diagramme enthalpie-pression (diagramme de Mollier) sur lequel figurent de façon simplifié les étapes du cycle thermodynamique d'une boucle de climatisation selon la première variante et 30 mettant en oeuvre le fluide frigorigène de l'invention comprenant 95% en masse de dioxyde de carbone et 5% en masse de cyclopentane. Comme illustré à la figure 1, une boucle de climatisation 1 comporte un compresseur 2, un refroidisseur de gaz 3, un échangeur de chaleur 3033796 7 interne 4, un détendeur 5 et un évaporateur 6, reliés par un circuit parcouru par un fluide frigorigène 7 tel que défini dans l'invention. Une circulation continue du fluide frigorigène 7 est obtenue. Il part du compresseur 2, passe par le refroidisseur de gaz 3, l'échangeur de chaleur interne 4, le détendeur 5, 5 l'évaporateur 6, et l'échangeur de chaleur interne 4 avant de revenir audit compresseur 2. Le flux d'air extérieur 8 représenté par des flèches récupère de la chaleur ou de l'énergie provenant du fluide circulant dans le refroidisseur de gaz 3. Le flux d'air 9 représenté par une flèche est destiné à l'habitacle du véhicule après avoir été conditionné thermiquement par l'intermédiaire de 10 l'évaporateur 6. La boucle 1 peut comprendre en outre un accumulateur 10 permettant de former une réserve de fluide frigorigène 7. La figure 2 illustre, dans un diagramme de Mollier, un cycle thermodynamique de la boucle de climatisation 1 de la figure 1 mettant en oeuvre le fluide frigorigène 7 de l'invention et fonctionnant selon un cycle 15 supercritique. Le fluide frigorigène 7 est tout d'abord comprimé dans le compresseur 2, lors de la phase correspondant à la transition entre les points Al et A2. Sa pression, son enthalpie et sa température sont augmentées jusqu'à ce qu'il quitte le compresseur 2 au point A2 situé dans la région 20 supercritique. Le compresseur 2 permet la circulation du fluide frigorigène 7 à travers ladite boucle 1, ceci en l'aspirant à la sortie de l'évaporateur 6 puis en le refoulant dans le refroidisseur de gaz 3. Ensuite, le fluide frigorigène 7 comprimé pénètre dans le refroidisseur de gaz 3 dont la fonction est de transférer de la chaleur vers un fluide 25 extérieur 8 (tel qu'un flux d'air). Le refroidisseur de gaz 3 est un échangeur de chaleur, au niveau duquel le fluide frigorigène 7 cède une partie de sa chaleur au fluide extérieur 8, selon la phase correspondant sensiblement à la transition entre les points A2 et A3. Contrairement à un procédé de condensation classique dans un système sous-critique, la température et la pression 30 peuvent se situer au-delà du point critique, signifiant que le passage de l'état gazeux à l'état liquide du fluide frigorigène 7 n'est pas physiquement définissable. Ce dernier ne subit donc pas de changement de phase distinct quand il quitte le refroidisseur de gaz 3 au point A3.

3033796 8 Le fluide refroidi entre alors dans un échangeur de chaleur interne 4. L'échangeur de chaleur interne 4 permet de refroidir le fluide frigorigène 7 à haute pression en sortie du refroidisseur de gaz 3, en transférant une partie de sa chaleur vers le fluide frigorigène 7 à basse pression sortant de 5 l'évaporateur 6. Une chute de température complémentaire est ainsi obtenue par la traversée de l'échangeur de chaleur interne 4, correspondant à la transition entre les points A3 et A4. Ensuite, le fluide frigorigène 7 entre dans un détendeur 5 et subit un procédé d'expansion à enthalpie constante qui diminue sa température et sa 10 pression entre les points A4 et A5. Le point A5 se situe dans la région mixte vapeur-liquide, à une température et une pression bien inférieures à leurs valeurs critiques respectives (Pc = 73,8 bars et Tc = 31,1°C). Le fluide frigorigène 7 entre alors dans l'évaporateur 6 dans lequel il se réchauffe en absorbant de la chaleur provenant du flux d'air 9 (e.g. air qui doit 15 être amené dans l'habitacle du véhicule automobile). L'enthalpie et la fraction de vapeur dudit fluide frigorigène 7 augmentent graduellement lors de la transition entre les points A5 et A6. Finalement, le fluide frigorigène 7 entre dans l'échangeur de chaleur interne 4 dans lequel il absorbe un surplus de chaleur et est amené de la 20 phase vapeur saturante à la phase gazeuse. Le passage dans l'échangeur de chaleur interne 4 du fluide frigorigène 7 à basse pression sortant de l'évaporateur 6, correspond à la transition du point A6 au point Al. Pendant cette phase, une quantité de chaleur est reçue depuis le fluide frigorigène 7 à haute pression en sortie du refroidisseur de gaz 3. Le fluide frigorigène 7 est 25 alors prêt à être aspiré par le compresseur 2 et l'ensemble du processus reprend depuis le début. La boucle de climatisation 1 selon la première variante et telle que représentée sur la figure 1 comprend de préférence au plus 50 g environ d'alcane, et de préférence encore au plus 40 g environ d'alcane.

30 Selon une deuxième variante, la boucle de climatisation comprend un compresseur, un refroidisseur de gaz, deux évaporateurs, un échangeur de chaleur interne et un accumulateur.

3033796 9 La boucle de climatisation selon la deuxième variante comprend de préférence au plus 60 g environ d'alcane, et de préférence encore au plus 50 g environ d'alcane. Selon une troisième variante, la boucle de climatisation est réversible 5 et peut fonctionner selon plusieurs modes tels que qu'un mode « chauffage » et un mode « réfrigération ». Ce type de boucle permet d'inverser les fonctions du refroidisseur de gaz et de l'évaporateur et de fonctionner soit comme une pompe à chaleur, soit comme une climatisation. La boucle de climatisation selon la troisième variante comprend de 10 préférence au plus 80 g environ d'alcane, et de préférence encore au plus 75 g environ d'alcane. Le mélange alcane/dioxyde de carbone dans le fluide frigorigène de l'invention a une température critique supérieure à celle du dioxyde de carbone seul (i.e. supérieure à 31°C). Une augmentation de la température 15 critique permet d'améliorer l'efficacité énergétique de la boucle à haute charge thermique. La température critique du mélange est particulièrement élevée lorsque l'alcane est en C5 [températures critiques cyclopentane : 239°C, n-pentane : 197°C et iso-pentane : 187°C].

20 A titre d'exemple, la température critique d'un mélange dioxyde de carbone/cyclopentane est de 55°C environ pour un rapport massique dioxyde de carbone/cyclopentane de 90/10 et de 45°C environ pour un rapport massique de 95/5. Les pressions critiques du mélange sont respectivement d'environ 90 bars et 85 bars.

25 Il convient de noter que le fluide frigorigène de l'invention étant un mélange alcane/dioxyde de carbone, cela induit un glissement de température. Le glissement de température est une spécificité des fluides zéotropes. Ces fluides ne se comportent pas comme des fluides homogènes ou purs pendant les changements d'état puisqu'ils changent d'état à des 30 températures différentes et ainsi peuvent induire une dérive de la température au niveau de l'évaporateur et du refroidisseur de gaz. Ainsi, la température augmente lors de l'évaporation et diminue lors du refroidissement.

3033796 10 Le glissement de température est généralement plus prononcé pour les alcanes en C5 que les alcanes en C4. Il peut être par exemple de l'ordre de 40 K environ (Kelvins) pour une variation de titre massique du fluide frigorigène allant de 0 à 0,95 (valeur en sortie de l'évaporateur 6 ou de 5 l'accumulateur 10), le titre massique correspondant au rapport de la masse de vapeur sur la masse totale du fluide frigorigène. La présente invention a également pour objet un procédé de chauffage et/ou de climatisation, de préférence d'un habitacle de véhicule automobile, à l'aide d'une boucle de climatisation telle que définie dans l'invention.

10 Dans un mode de réalisation particulier, le procédé comprend au moins une étape de compression du fluide frigorigène tel que défini dans l'invention, au moins une étape de refroidissement dudit fluide frigorigène, au moins une étape de détente dudit fluide frigorigène et au moins une étape d'évaporation dudit fluide frigorigène.

15 Le procédé peut être un procédé continu (i.e. les étapes précitées sont réitérées un certain nombre de fois). A l'issue de l'étape d'évaporation, le titre massique du fluide frigorigène en sortie de l'évaporateur 6 ou de l'accumulateur 10 va de 0,75 à 0,9 environ, et de préférence de 0,78 à 0,82 environ. Cela permet ainsi de 20 réduire le glissement de température lors de ladite étape d'évaporation. La pression optimale lors du procédé, et notamment lors de l'étape de refroidissement, peut aller de 50 à 115 bars environ, et de préférence de 75 à 100 bars environ. La pression minimale lors du procédé, et notamment lors de l'étape 25 d'évaporation, peut aller de 15 à 50 bars environ, et de préférence de 30 à 45 bars environ (pour une boucle de climatisation). Lors de l'étape d'évaporation, les températures de sortie et d'entrée de l'évaporateur peuvent être telles que la différence entre lesdites températures peut aller de 3 à 15 K environ, et de préférence de 5 à 10 K environ, 30 notamment lorsque la source extérieure est de l'eau. Cela permet de limiter les pertes d'exergie pendant l'étape d'évaporation. Le procédé selon l'invention comprend de préférence avant l'étape de compression, une étape de mise sous vide de la boucle de climatisation.

3033796 11 Le procédé peut comprendre en outre après l'étape de mise sous vide et avant l'étape de compression, une étape de réalisation de la charge en fluide frigorigène de la boucle de climatisation comprenant une première sous-étape au cours de laquelle l'alcane tel que défini dans l'invention est introduit 5 dans ladite boucle, notamment sous forme de cartouche ; puis une deuxième sous-étape au cours de laquelle le dioxyde de carbone est introduit dans ladite boucle (i.e. après l'introduction dudit alcane), notamment à l'aide d'un appareil adapté. La quantité d'alcane introduite est de préférence d'au plus 90 g, quel 10 que soient le type de boucle de climatisation utilisé et/ou les proportions alcane/dioxyde de carbone dans le fluide frigorigène. De façon générale, l'efficacité d'une boucle de climatisation est évaluée par la mesure d'un coefficient de performance. Ce coefficient de performance est égal au ratio de la puissance prélevée sur le flux d'air de ventilation à 15 refroidir (i.e. puissance froide utile fourni par la boucle), divisée par la puissance consommée par la boucle (e.g. par le compresseur). Globalement, le coefficient de performance est égal au rapport des différences d'enthalpie entre les phases A5-A6 et A1-A2 (voir figure 2). Les inventeurs de la présente demande ont ainsi montré que la boucle 20 de l'invention fonctionnant avec le fluide frigorigène de l'invention présente un coefficient de performance amélioré par rapport à celui obtenu avec uniquement du dioxyde de carbone comme fluide frigorigène. Le tableau 1 ci-dessous représente les résultats de puissance frigorifique et de coefficient de performance (COP) obtenus avec un fluide 25 frigorigène non conforme à l'invention (CO2 pur) et avec un fluide conforme à l'invention constitué de CO2 et de cyclopentane en proportions massiques 90/10. Les résultats ont été obtenus pour une température ambiante de 45°C environ, une humidité relative de 40% environ et une vitesse de rotation du 30 compresseur de 1000 tours par minute environ. Le tableau indique également pour chaque essai, la pression optimale (en bars) du cycle frigorifique et la puissance froide (en watts, W).

3033796 12 TABLEAU 1 Fluide frigorigène Pression optimale Puissance froide COP (bars) (W) CO2(*) 127 5734 2,20 CO2/cyclopentane 90 5330 3,18 90/10 CO2/cyclopentane 95 6100 3,37 90/10 CO2/cyclopentane 100 6400 3,33 90/10 CO2/cyclopentane 105 6638 3,24 90/10 (*) Fluide ne faisant pas partie de l'invention Les résultats présentés dans le tableau 1 démontrent ainsi qu'une boucle de climatisation dans laquelle circule le fluide frigorigène de l'invention 5 a un coefficient de performance et une puissance froide nettement améliorés. Par ailleurs, l'utilisation du fluide frigorigène de l'invention permet la mise en oeuvre de pressions de fonctionnement optimales moins élevées, et garantit ainsi une meilleure sécurité.

Claims

REVENDICATIONS1. Fluide frigorigène comprenant du dioxyde de carbone et au moins un alcane cyclique ou non cyclique comprenant 4 ou 5 atomes de carbone, caractérisé en ce qu'il comprend au moins 75% en masse de dioxyde de 5 carbone par rapport à la masse totale dudit fluide.
2. Fluide frigorigène selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'alcane est choisi parmi le n-butane, le cyclobutane, l'iso-butane, leméthylcyclopropane, le méthylcyclobutane, le n-pentane, l'iso-pentane, le cyclopentane, le 2,2-diméthylpropane, le 1,2-diméthylcyclopropane, 10 le 1,1-diméthylcyclopropane, l'éthylcyclopropane et un de leurs mélanges.
3. Fluide frigorigène selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que l'alcane est choisi parmi le n-butane, l'iso-butane, le n-pentane, l'iso-pentane, le cyclopentane et un de leurs mélanges.
4. Fluide frigorigène selon l'une quelconque des revendications 15 précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend au moins 80% en masse de dioxyde de carbone.
5. Fluide frigorigène selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend de 5 à 10% en masse dudit alcane. 20
6. Fluide frigorigène selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est constitué de 90 à 95% en masse de dioxyde de carbone et de 5 à 10% en masse dudit alcane.
7. Boucle de climatisation dans laquelle circule un fluide frigorigène tel que défini à l'une quelconque des revendications précédentes. 25
8. Boucle de climatisation de l'invention selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'elle comprend au plus 90 g d'alcane, quelle que soit la configuration de ladite boucle et quelles que soient les proportions respectives d'alcane et de dioxyde de carbone dans ledit fluide frigorigène.
9. Procédé de chauffage et/ou de climatisation à l'aide d'une boucle de 30 climatisation telle que définie à la revendication 7 ou la revendication 8. 3033796 14
10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une étape de compression dudit fluide frigorigène, au moins une étape de refroidissement dudit fluide frigorigène, au moins une étape de détente dudit fluide frigorigène et au moins une étape d'évaporation dudit fluide frigorigène.
11. Procédé selon la revendication 9 ou la revendication 10, caractérisé en ce qu'a l'issue de l'étape d'évaporation, le titre massique du fluide frigorigène en sortie de l'évaporateur ou de l'accumulateur va de 0,75 à 0,9.
12. Procédé selon l'une quelconque des revendications 9 à 11, 10 caractérisé en ce que la pression optimale lors du procédé va de 50 à 115 bars.
13. Procédé selon l'une quelconque des revendications 9 à 12, caractérisé en ce que la pression minimale lors du procédé va de 15 à 50 bars.
14. Procédé selon l'une quelconque des revendications 9 à 13, 15 caractérisé en ce qu'il comprend avant l'étape de compression, une étape de mise sous vide de la boucle de climatisation.
15. Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce qu'il comprend en outre après l'étape de mise sous vide et avant l'étape de compression, une étape de réalisation de la charge en fluide frigorigène de la boucle de 20 climatisation comprenant une première sous-étape au cours de laquelle l'alcane est introduit dans ladite boucle ; puis une deuxième sous-étape au cours de laquelle le dioxyde de carbone est introduit dans ladite boucle.
16. Utilisation d'un fluide frigorigène tel que défini à l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans une boucle de climatisation ou dans un 25 dispositif automobile comprenant au moins une boucle de climatisation.