HOLTOP WEEKLY NEWS #45 - Les pompes à chaleur revitalisent le secteur du CVC&R

Les pompes à chaleur revitalisent le secteur du CVC&R — Rapport sur Chillventa 2022

Le salon Chillventa a débuté à Nuremberg, en Allemagne, le 11 octobre 2022. Il s'agissait du premier événement en présentiel depuis quatre ans. Les principaux fabricants du secteur du chauffage, de la ventilation, de la climatisation et de la réfrigération (CVC&R) ont présenté leurs produits et technologies les plus récents sur le stand d'exposition de cette magnifique vieille ville aux arbres colorés.

Composants clés efficaces
La demande en systèmes CVC&R performants est en constante augmentation en Europe, afin de faire face à la flambée des prix de l'énergie due à la crise énergétique, d'une part, et au renforcement des normes d'efficacité énergétique, telles que l'écoconception, visant la décarbonation, d'autre part. Pour améliorer l'efficacité globale du système, les principaux fabricants de composants CVC&R développent activement des compresseurs, des échangeurs de chaleur et divers équipements de contrôle électronique à haut rendement, en intégrant des technologies innovantes. À titre d'exemple, des compresseurs à inverseur haute efficacité, des compresseurs à vis et centrifuges à paliers magnétiques, ainsi que des compresseurs centrifuges à engrenages à gaz ont été présentés au salon Chillventa 2022. Certains de ces compresseurs ont déjà permis de réaliser d'importantes économies d'énergie dans les secteurs du refroidissement industriel, de la climatisation des transports, des pompes à chaleur et d'autres applications CVC&R.

Croissance de la ventilation en phase avec la demande en qualité de l'air intérieur
La demande en matière de ventilation connaît une croissance sans précédent, en raison des exigences de plus en plus strictes concernant la qualité de l'air intérieur (QAI) durant la pandémie prolongée et des nouvelles demandes émanant des secteurs médical, des centres de données et des pompes à chaleur. Dans ce contexte, divers ventilateurs ont été présentés au salon Chillventa 2022. Cependant, face à cette demande croissante, les fabricants de ventilateurs sont confrontés à des difficultés de stock, notamment en raison des pénuries d'approvisionnement en semi-conducteurs.

Les pompes à chaleur ATW en plein essor
Face aux exigences croissantes en matière de protection du climat et d'économie d'énergie, et à la crise énergétique liée à la situation en Ukraine, l'Union européenne (UE) s'est engagée à supprimer progressivement le chauffage aux combustibles fossiles et à promouvoir le chauffage par pompe à chaleur. En particulier, les pompes à chaleur air-eau (PAE) sont devenues l'une des meilleures solutions de chauffage domestique en Europe.

Selon les bases de données, le marché européen des pompes à chaleur air-air a atteint 1,09 million d'unités en 2021, soit une augmentation de 46,1 % par rapport à l'année précédente. Ce marché devrait atteindre 3 millions d'unités d'ici 2025.

Portées par ces tendances, une large gamme de pompes à chaleur ATW, couvrant des applications résidentielles, commerciales et industrielles, était à l'honneur lors du salon Chillventa 2022. La plupart des principaux fabricants de climatiseurs du Japon, de Corée du Sud et de Chine, ainsi que des fabricants européens de petite et moyenne taille, ont présenté des produits liés aux pompes à chaleur ATW.

Fluides frigorigènes pour pompes à chaleur ATW — Quels sont nos objectifs ?
L’objectif de décarbonation a accéléré l’utilisation de fluides frigorigènes à faible potentiel de réchauffement global (PRG) et naturels. Lors du salon Chillventa 2022, un plus grand nombre de produits exposés utilisaient ces fluides frigorigènes.

En ce qui concerne les compresseurs, les fabricants lancent de nouveaux modèles à piston, rotatifs, à spirale, à vis ou centrifuges utilisant des fluides frigorigènes naturels et à faible PRG.

Traditionnellement, les pompes à chaleur air-air (ATW) sur le marché européen utilisaient principalement le R410A, un fluide frigorigène à fort potentiel de réchauffement global (PRG). Cependant, ces dernières années, la transition vers le R32, un fluide frigorigène à PRG plus faible, s'est opérée progressivement et ce dernier est devenu le fluide dominant. De nombreux modèles de pompes à chaleur ATW fonctionnant au R32 ont été présentés au salon Chillventa 2022. De nouveaux refroidisseurs à air et des pompes à chaleur réversibles fonctionnant au R32 ont également été introduits.

De plus, des compresseurs et des refroidisseurs utilisant des fluides frigorigènes hydrofluoro-oléfines (HFO) avec des valeurs de PRG plus faibles ont été présentés.

L'un des points forts du salon Chillventa 2022 a été la présence de pompes à chaleur air-air au propane (R290). De nombreux fabricants, notamment des PME européennes et des équipementiers chinois, ont présenté différents modèles de pompes à chaleur air-air R290. Un fabricant japonais a également exposé son nouveau modèle de pompe à chaleur air-air R290, qui sera bientôt commercialisé en Europe.

Afin de découvrir les raisons de la forte augmentation du nombre de pompes à chaleur R290 ATW exposées cette année, nous avons interrogé certains exposants.

D'après ces entretiens, plusieurs facteurs expliqueraient cette forte augmentation du marché. L'un des principaux serait le système d'autorisation des fluides frigorigènes hydrofluorocarbonés (HFC) prévu par le règlement F-Gas. Ce règlement prévoit une réduction progressive des HFC, leur mise sur le marché européen étant soumise à des limites quantitatives. Depuis le 1er janvier 2015, un quota est imposé aux producteurs et importateurs qui mettent sur le marché, au moins 100 tonnes d'équivalent CO₂ de HFC en vrac par année civile. Depuis 2017, les HFC préchargés dans les équipements de réfrigération, de climatisation et les pompes à chaleur sont également soumis à ce système de quotas. Ces quotas de HFC diminuent progressivement, comme illustré sur la figure 1.

Par ailleurs, dans la proposition de nouveau règlement sur les gaz fluorés soumise par la Commission européenne en avril dernier, le champ d'application de la réglementation relative aux produits contenant des fluides frigorigènes dont le potentiel de réchauffement global (PRG) est supérieur ou égal à 150 a été étendu, passant des seuls climatiseurs et pompes à chaleur portables à d'autres systèmes de climatisation autonomes. La date d'entrée en vigueur a également été avancée de trois ans, du 1er janvier 2028 au 1er janvier 2025. Si la proposition est adoptée lors du vote de l'année prochaine, les fabricants disposeront d'un délai très court, d'environ un an, pour développer des produits conformes à la nouvelle réglementation.

Par ailleurs, en Europe, outre la réglementation sur les gaz fluorés, la restriction de l'utilisation des substances perfluoroalkylées et polyfluoroalkylées (PFAS) dans le cadre du règlement REACH (enregistrement, évaluation, autorisation et restriction des substances chimiques) est à l'étude. Si ce règlement est mis en œuvre, l'utilisation des HFO et de leurs mélanges deviendra difficile. Dans ce cas, il est probable que les fluides frigorigènes alternatifs présentant un PRG inférieur à 150 se limiteront aux fluides frigorigènes naturels.

Dans ce contexte, les fabricants soucieux des futures réductions des quotas d'HFC, ceux qui sont déjà soumis à des quotas faibles, ou ceux qui cherchent à se conformer rapidement à la réglementation relative aux fluides frigorigènes ayant un PRG de 150 ou plus, ont sélectionné le R290 parmi les fluides frigorigènes adaptés aux pompes à chaleur air-air. Ceci explique le grand nombre de modèles fonctionnant au R290 présentés au salon Chillventa de cette année. Il est fort probable que les futures pompes à chaleur air-air adopteront des fluides frigorigènes naturels à faible PRG, tels que le R290.

Cependant, le R290 est un fluide frigorigène inflammable de classe A3 selon la norme ASHRAE 34. Son inflammabilité représente indéniablement un problème majeur. L'Europe est l'un des plus grands marchés du chauffage au monde, et les changements structurels au sein de ce vaste marché nécessiteront non seulement des avancées technologiques, mais aussi du temps. Chaque fabricant a réalisé ses propres évaluations des risques et mis en œuvre des mesures concernant les pompes à chaleur air-air (ATW) fonctionnant au R290. Toutefois, compte tenu de la demande croissante pour ces pompes, il est essentiel d'avancer et l'ensemble du secteur accélérera l'élaboration de réglementations et soutiendra les gouvernements dans le développement des infrastructures. Le développement harmonieux du secteur des pompes à chaleur air-air est garanti par la fourniture de pompes à chaleur non seulement respectueuses de l'environnement, mais également sûres pour les utilisateurs et tous les acteurs impliqués dans la fabrication, la vente, l'installation et la maintenance. Il est important que le secteur collabore pour répondre aux enjeux environnementaux et, parallèlement, pour créer des normes et des réglementations en matière de sécurité, afin de promouvoir le déploiement de produits à la fois écologiques et sûrs.

Le responsable d'une association européenne a déclaré que le secteur du CVC&R est confronté aux défis posés par les fluides frigorigènes et doit procéder avec prudence. On estime qu'il faudra plusieurs années pour élaborer la réglementation nécessaire et former les ingénieurs.

Quel fluide frigorigène utiliser pour les pompes à chaleur ATW ? — Il s’agit d’une question importante qui doit être soigneusement étudiée pour assurer le développement harmonieux des pompes à chaleur ATW, outils indispensables à la réduction des émissions de gaz à effet de serre, aux économies d’énergie et à la transition vers les énergies renouvelables.