Brevet FR2753452A1 — publié le 19980320

La présente invention concerne un fluide composé d'un mélange de deux fluides, à savoir, du propane et du 1,1,1 ,2-tétrafluoroéthane (HFR134a). Ce fluide est destiné au domaine de la réfrigération, du conditionnement de l'air et des pompes à chaleur, en tant que fluide thermodynamique. A la suite du protocole de Montréal, et de la réglementation des substances qui en découle, certains fluides de la classe des hydrochlorofluoro- carbones (HCFC) seront interdits. Or, leur remplacement n'est pas correctement assuré par les fluides actuellement proposés. Ces fluides posent des problèmes de performance, de fiabilité, pour les fluides artificiels, et des problèmes de risque pour l'utilisateur pour les fluides dits naturels. Le mélange des deux fluides, proposé ici, donne, dans une plage de composition relativement large, propane/1,1,1,2-tétrafluoroéthane (HFR134a), entre 35 %/65 %, et 58 %/42 %, des propriétés thermodynamiques et thermophysiques se rapprochant fortement des propriétés des fluides à remplacer. Ils sont comparables notamment aux propriétés du chlorodifluorométhane (HCFC-22), utilisé à la fois en réfrigération, pompes à chaleur, et conditionnement de l'air. Les mélanges proposés ici, objets du brevet, présentent des qualités de quasi-azéotropie, à savoir, un faible glissement de température, à l'évaporation et en condensation. Elles leur confere un comportement proche d'un fluide simple. Un minimum de glissement de température pour la plage se situant entre moins 40"C et la température critique existe pour la composition 45 %/55 %, propane/t, t, 1 ,2-tétrafluoroéthane (HFR 134a). La température critique de ces mélanges est de tordre de 82/85"C, et la pression critique correspondante est de l'ordre de 40/41 bars, selon les proportions des deux composants. Outre les propriétés thermodynamiques et thermophysiques de ces mélanges, ils présentent une forte amélioration en matière de risque, en comparaison avec les fluides inflammables purs. Cette réduction de l'inflammabilité est liée à la fois à la réduction des quantités de fluide inflammable nécessaires, entre 35 % et 58 % par rapport aux fluides purs, mais aussi, la présence en phase gazeuse d'un fluide ininflammable, plus lourd que l'air, contribue à réduire l'inflammabilité. L'inflammabilité de la composition est réduite du fait de la liaison azéotropique dans la plaque de mélange mentionnée, et notamment autour de 45 %/55 % propane/l,l,l,2-tétrafluoroéthane (HFR134a). Elle est inférieure à 45 % propane. L'application des mélanges, objets du brevet, ne nécessite pas de modification majeure des installations appliquant les fluides appelés à disparaître, (échangeurs, compresseurs, régulation) ni la nature des huiles de lubrification. Les deux fluides sont classés comme étant non-toxiques. Le 1,1,1,2 tétrafluoroéthane (HFR134a) est classé non-inflammable. Un avantage certain de ces mélanges réside dans la disponibilité en quantités industrielles des deux composants, avec un très faible coût du propane. Ils offrent ainsi à l'industriel une solution avec de bonnes performances, une bonne fiabilité de produit, et une réduction très importante du risque lié à l'inflammabilité. Le propane est un gaz à effet de serre négligeable, et le mélange du propane avec le 1,1,1 ,2-tétrafluoroéthane (HFR134a) réduit l'effet de serre direct de ce dernier dans la proportion du mélange. On recherchera, pour chaque application, la composition la plus appropriée, ayant, à la fois les performances recherchées, et la plus faible quantité de propane, avec un glissement de température le plus faible possible. A titre d'exemple, dans le cas des rafraichis- seurs d'air, fonctionnant à des températures de l'ordre de 10 C à 15"C, le mélange 35 %/65 % représente une solution avantageuse, puisque le glissement de température est d'environ 0,2"C à 50"C de température de condensation, et de l'ordre de 1"C, à environ 10 C de température d'évaporation. Pour des applications telles que les refroidisseurs de lait, fonctionnant autour de 0 C, le mélange 40 %/60 % propane/l,l,l,2-tétrafluoroéthane (HFR134a) est applicable. Dans le cas de la réfrigération nécessitant des températures d'évaporation de l'ordre de moins 30"C, et en dessous, le mélange 45 %/55 %, propane/l,l,l,2-tétrafluoro- éthane (HFR134a) est plus adapté. La composition mentionnée dans la ligne précédente est utilisable pour toutes les applications citées ci-dessus, étant la plus proche de l'azéotropie. Pour réduire la pression de service, ou l'inflammabilité, un troisième fluide, de type hydrofluorocarbone (HFC), par exemple, peut être ajouté en faibles quantités, dans certains cas. La préparation de mélange à une proportion donnée peut se faire de diverses façons, en phase liquide, ou en phase vapeur, avec pesée, mesure de débits des composants, ou mesure de propriétés thermiques ou thermodynamiques. REVENDICATIONS 1. Mélange quasiazéotropique contenant en masse 35 % à 58 % de propane et 65 % à 42 % de 1,1,1 ,2-tétrafluoroéthane (HFR134a). 2. Utilisation d'un mélange selon la revendication 1 comme fluide frigorigène pour la réfrigération, ou le conditionnement d'air.