R-32 et R-454B : charge, sous-refroidissement et surchauffe

Le R-32 et le R-454B remplacent le R-410A dans les systèmes de climatisation et les pompes à chaleur. Tous deux sont classés A2L (faiblement inflammables). De nombreux techniciens se demandent si le contrôle de la charge de ces systèmes présente des différences. La méthode de base reste la même, mais quelques détails méritent une attention particulière, sur site comme lors de l’évaluation du certificat A1 de l’UE relatif aux gaz à effet de serre fluorés.

Cet article détaille les quatre exemples de charge présentés dans une vidéo de formation d’AC Service Tech LLC. La vidéo utilise les unités américaines (psig et °F). Nous conserverons ces valeurs pour que les calculs correspondent, en donnant les équivalents métriques lorsqu’ils sont utiles. Si vous travaillez en bar et en °C, rappelez-vous qu’une différence de température de 1 K équivaut à 1,8 °F.

 

Avant toute mesure

Avant de relever des valeurs, vérifiez trois points. Si l’un d’eux n’est pas correct, vos mesures ne permettront pas d’évaluer la charge de manière fiable.

1. Dispositif de détente : la méthode du sous-refroidissement s’applique aux systèmes équipés d’un détendeur thermostatique (TEV) ou d’un détendeur électronique (EEV) au niveau de la batterie intérieure. Sur un système à orifice fixe, la charge se règle plutôt d’après la surchauffe.
2. Débit d’air : vérifiez que le débit d’air traversant la batterie intérieure correspond à la puissance du système. Un filtre encrassé ou un ventilateur réglé à une vitesse incorrecte faussera toutes les mesures.
3. Durée de fonctionnement et étage de puissance : faites fonctionner le système en mode refroidissement pendant au moins 10 à 15 minutes. S’il s’agit d’une unité à deux étages de puissance, assurez-vous qu’elle fonctionne au deuxième étage.

La vidéo souligne également un contrôle rapide à effectuer sur l’évaporateur :

« Il faut simplement vous assurer que la température de saturation est supérieure à 32° lorsque vous convertissez la pression en température. »

Cela signifie que la température d’évaporation doit être supérieure à 0 °C. À 0 °C ou en dessous, l’humidité de l’air gèle sur la batterie intérieure : vous diagnostiquez alors un problème de givrage plutôt qu’un problème de charge.

 

La méthode du sous-refroidissement en bref

Le sous-refroidissement mesure de combien le liquide sortant du condenseur a été refroidi en dessous de sa température de saturation. Il indique directement quelle proportion du condenseur est remplie de fluide frigorigène liquide.

Sous-refroidissement = température de saturation à la condensation (déduite de la pression de la conduite liquide) − température mesurée sur la conduite liquide

Comparez votre résultat au sous-refroidissement cible indiqué sur la plaque signalétique de l’unité extérieure. Certaines unités indiquent plusieurs cibles selon la température extérieure. Une mesure située à environ ±3 °F (soit environ ±1,5 à 2 K) de la cible indique généralement une charge correcte.

• Sous-refroidissement nettement supérieur à la cible : le système est surchargé et du liquide s’accumule dans le condenseur.
• Sous-refroidissement nettement inférieur à la cible : la charge du système est insuffisante et le détendeur thermostatique peut ne pas recevoir une colonne de liquide continue.

 

Exemple de calcul au R-32 : charge correcte

Ce système fonctionne de manière stable, avec un débit d’air correct.

Mesure	Valeur
Pression d’aspiration (vapeur)	116,3 psig → 38 °F à saturation
Pression de la conduite liquide	374,9 psig → 110 °F à saturation
Température de la conduite liquide	100 °F
Température de la conduite d’aspiration	48 °F
Sous-refroidissement cible (plaque signalétique)	11 °F

• Sous-refroidissement : 110 − 100 = 10 °F (environ 5,6 K), soit dans la tolérance par rapport à la cible de 11 °F.
• Surchauffe : 48 − 38 = 10 °F, soit dans la plage de 8 à 12 °F qu’un détendeur thermostatique doit normalement maintenir.

La surchauffe confirme le bon fonctionnement du détendeur thermostatique

La vidéo souligne un point important sur le fonctionnement du détendeur thermostatique :

« Le détendeur thermostatique ne peut pas remplir son rôle si le débit d’air et la quantité de fluide frigorigène dans le système ne sont pas corrects. »

Le détendeur équilibre trois forces : la pression du bulbe sur le dessus de la membrane, et la pression de l’évaporateur ou de l’égaliseur externe, ainsi que celle du ressort, en dessous. En l’absence de sous-refroidissement dans la conduite liquide, du gaz issu d’une vaporisation instantanée atteint le détendeur, qui ne peut alors plus maintenir une surchauffe stable. Ce fonctionnement est abordé dans le thème Détendeurs de la préparation au certificat A1 de l’UE relatif aux gaz à effet de serre fluorés.

 

Cas au R-32 : système à deux étages de puissance

Cette unité extérieure à deux étages de puissance fonctionne au deuxième étage, avec un sous-refroidissement cible de 11 °F.

• Température de saturation à la condensation : 102 °F
• Température de la conduite liquide : 98 °F
• Température de saturation à l’aspiration : 36 °F
• Température de la conduite d’aspiration : 50 °F

Réponse : charge insuffisante. Le sous-refroidissement est de 102 − 98 = 4 °F, soit 7 °F en dessous de la cible. La surchauffe est de 50 − 36 = 14 °F. Elle est légèrement élevée, ce qui indique également une alimentation insuffisante de l’évaporateur.

Le R-32 est un fluide frigorigène monocomposant. Vous pouvez donc l’ajouter à l’état vapeur côté aspiration pendant le fonctionnement du système. Vous pouvez aussi le charger à l’état liquide en l’introduisant lentement et en contrôlant le débit. Avant tout ajout de fluide frigorigène, rappelez-vous toutefois ce que dit la vidéo sur les systèmes A2L :

« Il faut vraiment trouver et réparer la fuite avant d’ajouter du fluide frigorigène dans l’un de ces systèmes A2L. »

Selon l’art. 4, paragraphe 5, du règlement (UE) 2024/573, toute fuite détectée doit être réparée sans retard injustifié. Faire l’appoint sur un système qui fuit ne satisfait pas à cette obligation de réparation. De nombreuses unités intérieures A2L sont également équipées de capteurs de fuite de fluide frigorigène. Lorsqu’un capteur se déclenche, l’unité arrête le compresseur et fait fonctionner le ventilateur intérieur pour disperser le gaz. Une fuite lente peut donc aussi entraîner une demande d’intervention.

 

R-454B : point de bulle et point de rosée

Le R-454B est un mélange de R-32 et de R-1234yf. Comme il s’agit d’un mélange zéotropique (série 400), son tableau pression-température comporte deux colonnes :

• Point de bulle (colonne liquide) : utilisez-le au condenseur et sur la conduite liquide pour calculer le sous-refroidissement.
• Point de rosée (colonne vapeur) : utilisez-le à l’évaporateur et sur la conduite d’aspiration pour calculer la surchauffe.

Le glissement de température du R-454B est faible, mais utiliser la mauvaise colonne donne tout de même des résultats incorrects. Les questions d’examen sur les mélanges zéotropiques portent souvent précisément sur ce point.

 

Exemple de calcul au R-454B : charge légèrement insuffisante

Il s’agit d’une pompe à chaleur à un seul étage de puissance, équipée d’un détendeur thermostatique, après 15 minutes de fonctionnement en mode refroidissement. Le sous-refroidissement cible est de 12 °F.

Mesure	Valeur
Pression de la conduite liquide	338,3 psig → 104 °F (bulle)
Température de la conduite liquide	96 °F
Pression d’aspiration	115,6 psig → 44 °F (rosée)
Température de la conduite d’aspiration	56 °F

• Sous-refroidissement : 104 − 96 = 8 °F. C’est 4 °F en dessous de la cible : la charge du système est donc légèrement insuffisante. La plage acceptable est ici d’environ 9 à 15 °F.
• Surchauffe : 56 − 44 = 12 °F. Le détendeur thermostatique assure toujours la régulation.

 

Cas au R-454B : pompe à chaleur à deux étages de puissance

Il s’agit d’une installation neuve avec des liaisons frigorifiques courtes, fonctionnant au deuxième étage de puissance depuis 20 minutes. La température intérieure est supérieure à 21 °C et la température extérieure dépasse environ 32 °C. Le sous-refroidissement cible est de 9 °F.

• Température du liquide saturé (bulle) : 118 °F
• Température de la conduite liquide : 102 °F
• Température de saturation à l’aspiration (rosée) : 44 °F
• Température de la conduite d’aspiration : 52 °F

Réponse : surcharge. Le sous-refroidissement est de 118 − 102 = 16 °F, soit 7 °F au-dessus de la cible. La surchauffe est de 52 − 44 = 8 °F, à la limite basse de la plage. Trop de liquide s’accumule dans le condenseur.

 

Récupérer et ajouter correctement du fluide frigorigène

Pour corriger une surcharge, il faut récupérer du fluide frigorigène. La réglementation s’applique ici aussi :

• L’art. 8 du règlement (UE) 2024/573 impose que les gaz à effet de serre fluorés de ces systèmes soient récupérés par du personnel titulaire du certificat correspondant. L’art. 4 interdit les rejets intentionnels lorsqu’ils ne sont pas techniquement nécessaires à l’usage prévu. Ne rejetez pas de fluide frigorigène dans l’atmosphère pour corriger une surcharge.
• Utilisez une bouteille de récupération dédiée à chaque fluide frigorigène. La vidéo le dit simplement :

« Vous en aurez une pour le R-454B, une pour le R-32 et une autre pour le R-410A. »

Mélanger des fluides frigorigènes dans une bouteille de récupération contamine tout le lot, et le mélange ne peut généralement pas être régénéré. Avec des fluides frigorigènes A2L, la bouteille et l’unité de récupération doivent également être adaptées aux fluides frigorigènes inflammables. Ne dépassez pas la limite de remplissage sûre de la bouteille.

Lors de l’ajout de R-454B, retournez la bouteille pour que le fluide frigorigène sorte à l’état liquide et que la composition du mélange soit préservée. Introduisez-le lentement en contrôlant le débit, ou utilisez un dispositif de vaporisation. Le raccord de service côté aspiration est généralement proche du compresseur, et les coups de liquide peuvent endommager celui-ci.

 

Contrôles d’étanchéité et seuils en équivalent CO₂

Les PRP plus faibles de ces fluides frigorigènes modifient vos obligations de contrôle d’étanchéité. L’art. 5 du règlement (UE) 2024/573 fixe un seuil de 5 t éq. CO₂ pour les gaz de l’annexe I. En utilisant les valeurs de PRP des annexes I et II et le calcul des mélanges de l’annexe VI, on obtient les valeurs suivantes en équivalent CO₂ :

Fluide frigorigène	PRP	Charge correspondant à 5 t éq. CO₂
R-410A	2088	≈ 2,4 kg
R-32	675	≈ 7,4 kg
R-454B	≈ 465	≈ 10,7 kg

La valeur du R-454B utilise le PRP actuellement retenu dans l’UE pour le R-1234yf, soit 0,501. Le tableau ne présente pas tous les seuils de contrôle d’étanchéité applicables. L’art. 5 fixe également un seuil de 1 kg pour les gaz de l’annexe II, section 1, dont le R-1234yf. Pour le R-454B, cela signifie qu’il faut aussi prendre en compte sa teneur en HFO. Être en dessous de 5 t éq. CO₂ ne suffit pas, à lui seul, à établir une exemption. Des exemptions spécifiques s’appliquent aux équipements hermétiquement scellés et étiquetés. Voir l’art. 5 du règlement (UE) 2024/573.

L’obligation prévue à l’art. 4 de prévenir les fuites et de les réparer rapidement s’applique quelle que soit la charge. Consigner les quantités de fluide ajoutées ou retirées reste une bonne pratique. Pour les équipements soumis à des contrôles d’étanchéité obligatoires, l’art. 7 impose de consigner les quantités ajoutées et récupérées et de conserver ces registres pendant au moins 5 ans.

La vidéo mentionne la certification américaine EPA 608. Dans l’UE, les exigences de certification sont définies par l’art. 10 du règlement (UE) 2024/573 et le règlement d’exécution (UE) 2024/2215. Le certificat A1 couvre les activités spécifiées impliquant des gaz à effet de serre fluorés et des hydrocarbures, sans limite de charge. La préparation doit inclure la manipulation en toute sécurité des fluides frigorigènes inflammables. Les normes de sécurité pertinentes comprennent la norme EN 378.

 

Comment F-Gas Exam Prep vous accompagne

Ce type de diagnostic de charge est pertinent pour l’évaluation du certificat A1 de l’UE relatif aux gaz à effet de serre fluorés. Il fait intervenir la lecture des manomètres et des tableaux pression-température, le fonctionnement du détendeur thermostatique, les mélanges zéotropiques et leur glissement de température, les procédures de récupération et les obligations réglementaires des art. 4, 5, 7, 8 et 10 du règlement (UE) 2024/573.

L’application F-Gas Pro – Préparation à l’examen A1 vous aide à vous entraîner sur ces thèmes :

• Plus de 540 questions de type examen réparties sur 15 thèmes, couvrant le sous-refroidissement, la surchauffe, les propriétés des fluides frigorigènes, la détection des fuites et la récupération
• Des examens blancs chronométrés pour vous entraîner en temps limité
• Des fiches de révision et 12 calculateurs pour vous aider à réviser et à effectuer vos calculs
• Des explications détaillées pour chaque réponse, afin de comprendre le raisonnement qui permet de diagnostiquer la charge

Étudiez les quatre cas ci-dessus, puis testez vos connaissances dans l’application. L’objectif est de diagnostiquer rapidement et correctement la charge d’un système, sur site comme à l’examen. L’application est disponible sur iOS et Android. C’est un outil de révision indépendant qui ne remplace ni une formation agréée ni un examen.