Froid Commercial 131023

8/12/2019 Froid Commercial 131023

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Table des matires

1. Introduction........................................................................................................5

1.1 Aspects nergtiques.................................................................................................5

2. Description dune installation de froid commercial.......................................6

2.1 Principe - Points du cycle sur diagramme..................................................................6

2.2 Machine frigorifique....................................................................................................7

2.2.1 Evaporateur.........................................................................................................8

2.2.2 Compresseur.....................................................................................................10

2.2.3 Condenseur.......................................................................................................10

2.2.4 Dtendeur..........................................................................................................11

2.2.5 Efficacit nergtique ou CO..........................................................................12

2. !ham"re froide........................................................................................................12

2.# $%ploitation d&une installation de froid commercial...................................................1

2.4.1 !empratures des c"am#res froides.................................................................13

2.4.2 C$c%e de dgivrage............................................................................................14

3. Etat des connaissances..................................................................................19

.1 'mpact sur l&en(ironnement......................................................................................1)

3.1.1 &es diffrentes catgories de f%uides frigorifiques..............................................21

3.1.2 'spects %gau( pour %a )uisse..........................................................................25.2 *u"stitution des fluides frigorifiques.........................................................................25

. *olutions disponi"les...............................................................................................27

3.3.1 Evaporation.......................................................................................................28

3.3.2 Condensation....................................................................................................28

.# +ou(elles technologies............................................................................................ 2,

4. acteurs influen!ant le "#$...........................................................................3%

#.1 emprature de condensation..................................................................................

#.2 emprature d&(aporation.......................................................................................1#. au% de charge.........................................................................................................2

5. &esures doptimisation...................................................................................34

5.1 !omptage d&nergie.................................................................................................#

5.2 emprature de condensation..................................................................................#

5.2.1 *efroidissement + eau perdue..........................................................................35

5.2.2 *efroidissement + air........................................................................................3,

5. emprature d&(aporation.......................................................................................7

5.# /iffrentiel de rgulation de la temprature d&(aporation.......................................75.5 0estion des au%iliaires.............................................................................................,

5.6 ariation de (itesse du compresseur........................................................................,


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5.7 0estion des cycles de dgi(rage..............................................................................)

5.-.1 Dgivrage par rsistance %ectrique..................................................................3

5.-.2 'utres s$st/mes de dgivrage..........................................................................40

5., 0estion des cham"res froides..................................................................................#1

5.8.1 )tocage des a%iments et produits.....................................................................41

5.8.2 Disposition des c"am#res se%on %es tempratures.............................................42

5.8.3 'daptation des tempratures............................................................................42

5.) 0estion de l&clairage des cham"res froides............................................................##

5.1 0estion des (entuels c"les chauffants..............................................................#5

5.11 *ensi"ilisation des utilisateurs..............................................................................#5

5.12 *ynth3se des mesures simples applica"les au% installations de petite taille.........#5

6. 'olutions lors dassainissement....................................................................4(

6.1 !hoi% de l&architecture..............................................................................................#7

6.2 !hoi% du fluide frigorig3ne........................................................................................#,

6. 4efroidissement du condenseur...............................................................................#,

6.# emprature d&(aporation.......................................................................................#,

6.5 !hoi% du syst3me de dgi(rage...............................................................................#)

6.6 a"leau comparatif pour demande d&offres..............................................................#)

(. $roduction dE"'.............................................................................................51

7.1 'nfluence de la rcupration de chaleur................................................................... 51

7.2 aisa"ilit d&une installation solaire..........................................................................52

). "as prati*ue......................................................................................................53

,.1 pital /aler 8 ri"ourg...........................................................................................5

+. +nne,es.............................................................................................................5(

A.1 5 points pour conomiser l&nergie sur (os meu"les et installations frigorifiques... ..57

A.2 4ecommandation d&quipements conomiseurs d&nergie......................................57

A. 0nalogie et familles de fluides frigorig3nes..........................................................57

A.# 4ecommandations de l&Association *uisse du roid 9A*:......................................57

A.5 ;rdonnance sur les su"stances < +ou(elle rglementation.....................................57A.6 ormulaire pour demande d&autorisation pour installation a(ec plus de =g de !9Pro>et:...............................................................................................................................57

A.7 !ircuits frigorifiques simples types...........................................................................57

A., !atalogue des syst3mes selon les applications.......................................................57

A.) /ocuments du li(ret d&entretien................................................................................57

A.1 $%emples d&assainissements d&installations de froid commercial..........................57

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1. Introduction?e froid commercial recou(re une grande (arit d&quipements @

prsentoirs

distri"uteurs de "oissons

machines 8 glace

cham"res froides et de conglation

etc.

/e faon gnraleB on parle de froid commercial pour la plupart des applications alimentaires9stoc=ageB e%position et distri"ution:.

1.1 Aspects nergtiques?es installations de froid commercial reprsentent d&importants consommateurs d&nergieB

surtout lectrique mais aussi d&eau dans certains cas 9refroidissement 8 eau perdue descondenseurs:.

Par e%emple et pour fi%er les ordres de grandeur @ pour un hpital de 75 lits 9fraisnergtiques annuels de 1,&.- ! en(iron:B la consommation d&lectricit reprsenteen(iron 2.- ! et celle d&eau 9refroidissement 8 eau perdue pour la moiti desinstallations: en(iron #&2.- ! C soit un total de 6&6.- ! ou encore quelques .5Ddes frais nergtiques de l&hpital.

'l est intressant d&a(oir une ide des coEts en lectricit d&une installation de froidcommercial. ?e graphique qui suit prsente une estimation des frais lectriques pour lecompresseur d&une machine frigorifiqueB en fonction de la puissance du compresseur ainsique du tarif d&lectricit.

Estimation des frais d-lectricit"ompresseur mac/ine froid commercial 0tau, de c/are (%

-

5

1F

1F5

2F

2F5

F

F5

#F

#F5

5F

.5 1 1.5 2 2.5 .5

puissance compresseur 7

fraisann

uels4"87

1% cts/

15 cts/

2% cts/

25 cts/

Figure 1. Frais annuels dlectricit pour une installation de froid commercial selon la puissance ducompresseur.


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2. Description dune installation de froid commercialPour plus de dtails sur les installations de froid en gnralB (ous pou(eG consulter ladocumentation du sminaire energo H?a production de froidI.

+ous rappelons ici uniquement les points les plus importants pour apporter unecomprhension suffisante des syst3mes de froid commercial.

2.1 Principe - Points du cycle sur diagramme?a machine frigorifique est "ase sur la proprit des fluides frigorig3nes de s&(aporer et dese condenser 8 des tempratures diffrentes en fonction de la pression.

A titre d&e%empleB nous allons considrer le diagramme du 41#aB a(ec les diffrents tatsd&un cycle frigorifique standard.

1"arJ 65K!gaG

condensation1"arJ K!liquide

dtente

1 "ar J -25K!liquide

(aporation 1 "ar J -1K!gaG

compression

Figure 2. Diagramme log(P)-h pour le R13a.

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1 "ar J 65K!gaG

condensation

1"arJ K!liquide

dtente

1 "ar J -25K!liquide

(aporation

1 "ar J -1K!gaG

compression

Figure 3. Diagramme !-s pour le R13a.

' %a pression atmosp"rique

?e 41#a est liquide 8 - K! et se met 8 H"ouillirI au% alentours de -25K!.

*i du fluide 41#a 8 -K! circule dans un serpentin et que l&air 8 2K! passe autour de cetuyauB l&air se refroidira @ il cdera sa chaleur au fluide qui lui s&(aporera. !&est le rle del&(aporateur de la machine frigorifique.

' %a pression de 10 #ar

!ette foisB le 41#a ne (a H"ouillirI qu&8 #K!. Autrement ditB si de la (apeur de fluide 8 1"ar et 8 65K! circule dans un serpentin et que de l&air 8 2K! passe autour de ce tuyauB lefluide se refroidira et 8 partir de #K!B il se liqufieraB il se condensera. $n se condensantB il(a li"rer normment de chaleur. !&est le rle du condenseur de la machine frigorifique.

*i l&on souhaite donc que le fluide puisse HprendreI de la chaleur @ il doit Ltre 8 "asse

pression et 8 "asse temprature sous forme liquideB pour lui permettre de s&(aporer.

*i l&on souhaite qu&il puisse cder sa chaleur @ il doit Ltre 8 haute temprature et 8

haute pressionB sous forme (apeurB pour lui permettre de se condenser.

2.2 Machine frigorifiqueoutes les installations de froid 9commercial ou autre: sont composes des mLmes lmentsprincipau% @

l&(aporateur

le compresseur

le condenseur

le dtendeur

'l y a en plus un circuit reliant tousces lments.


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Figure . Principe dune machine frigorifi"ue # compression.

?&ensem"le du cycle peut Ltre reprsent dans le diagramme enthalpie-pression. *ous lacour"e en cloche 9cour"e de saturation: se situent les tats de mlange liquide-(apeurC 8gauche de la clocheB le fluide est 8 l&tat liquide 9il se Hsous-refroiditI:B 8 droiteB le fluide est 8l&tat (apeur 9il HsurchauffeI:.

Figure $. Reprsentation du c%cle frigorifi"ue sur le diagramme log(P)-h.

+ous donnons maintenant une description succincte du fonctionnement de ces lments.

2.2.1 E:aporateur

?&(aporateur est un changeur de chaleur 8 tra(ers lequel circule le fluide frigorifiqueB quie%trait de la chaleur du milieu 8 refroidir en s&(aporant. n (aporateur peut fonctionnerselon deu% principes @

en mode sec

en mode noy

n (aporateur en mode sec (oit sa quantit de rfrigrant adapte de mani3re 8 ce que latotalit du fluide soit (aporise et surchauffe 8 sa sortie 9les coups de liquideB qui peu(ent

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endommager le compresseurB sont ainsi (its:. ?a quantit de rfrigrant ncessaire estmoins importante qu&a(ec les (aporateurs noys. ?&incon(nient de ce type de syst3me estque seulement une partie de la surface d&change de l&appareil n&est utilise pourl&(aporationB rduisant ainsi son efficacit thermique.

?&(aporateur en mode noy est en permanence rempli de rfrigrant 8 l&tat liquideB offrantune surface ma%imale pour l&change de chaleur. n syst3me de sparation des phases

liquideJgaG est ncessaire pour (iter toute intrusion de liquide dans le compresseur. /eplusB la sparation fluideJhuile et l&utilisation de rfrigrants Gotropes 9par e%emple 4#7!:peu(ent poser pro"l3mes.

?es installations de froid commercial utilisent ma>oritairement des (aporateurs en modesec.

?&(aporateur d&une machine de froid commercial estB le plus sou(entB plac dans l&am"iance8 refroidir 9cham"res froidesB (itrineB etc.:. ;n parle alors de circuit 8 dtente directeB aucontraire d&une installation a(ec un rseau d&eau glace.

?e fluide frigorig3ne liquide entre en "ullition et s&(apore en a"sor"ant la chaleur du fluidee%trieur. /ans un deu%i3me tempsB le gaG form est encore lg3rement rchauff par lefluide e%trieurB c&est ce qu&on appelle la phase de surchauffe 9entre 7 et 1:.

Figure &. Fonctionnement de l'aporateur.

Figure . 'aporateur # dtente directe plac dans une cham*re froide.


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2.2.2 "ompresseur

'l en e%iste de plusieurs types @

8 pistons

8 (is

tur"o

scroll

+ous n&allons pas entrer dans les dtails de cesdiffrents types dans le cadre de ce sminaire. Pour laplupart des installations de froid commercial 9puissancefrigorifique >usqu&8 1 =N:B on utilise des compresseurs8 pistons ou des compresseurs scroll pour certainesapplications. ?es compresseurs de type *croll ont desperformances lg3rement infrieures 8 celles descompresseurs 8 pistons 9!;P:B par contre ils se prLtentmieu% 8 un rglage a(ec (ariateur de frquence et tol3rent mieu% la prsence de liquide

dans le gaG. Au ni(eau des compresseurs 8 pistonsB les constructeurs ont d(elopp desmod3les optimiss 8 culasses coniquesB ce qui amliore sensi"lement leur !;P.

?e compresseur (a tout d&a"ord aspirer le gaG frigorig3ne 8 "asse pression et 8 "assetemprature 91:. ?&nergie mcanique apporte par le compresseur (a permettre d&le(er lapression et la temprature du gaG frigorig3ne. ne augmentation d&enthalpie en rsultera.

Figure +. Fonctionnement du compresseur.

2.2.3 "ondenseur?e condenseur est un changeur transmettant la chaleur interne emmagasine par lerfrigrant (ers un mdium e%terneB en gnral l&air ou l&eau. ?es condenseurs sontdiffrencis selon trois types @

le condenseur 8 air

le condenseur 8 eau

le condenseur 8 (aporation

?es condenseurs 8 air ou arorefroidisseurs sont principalement utiliss sur des installationsde petite et de moyenne puissanceB typiquement les installations de froid commercial. !es

syst3mes fonctionnent par le "iais de (entilateursB qui forcent le passage de l&air le longd&lments 9tu"esB etc.: remplis de (apeur de frigorig3ne 9syst3me direct: ou d&eau 9syst3meindirect:. ?es intrLts principau% de ce type de syst3me sont sa consommation nulle en eauet une maintenance simple. Par contre, lair ayant une capacit thermique

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spcifque plus rduite que leau, le compresseur et les ventilateurs ont une tailleet une consommation nergtique plus importante (la surconsommation ennergie des ventilateurs peut atteindre les 15% de la consommation totale dusystme rigorifque!. "a quantit de rrigrant ncessaire est galement plusimportante par rapport # un systme # condenseur # eau.

?es condenseurs 8 eauB de mLme que les condenseurs (aporatifsB sont utiles pour les

installations de taille importante et sont donc rarement utiliss pour des installations de froidcommercial.

n condenseur fonctionne selon le principe sui(ant @ le gaG chaud pro(enant ducompresseur (a cder sa chaleur au fluide e%trieur. ?es (apeurs de fluide frigorig3ne serefroidissent 9HdsurchauffeI:B a(ant l&apparition de la premi3re goutte de liquide 9point :.Puis la condensation s&effectue >usqu&8 la disparition de la derni3re "ulle de (apeur 9point #:.?e fluide liquide peut alors se refroidir de quelques degrs 9sous-refroidissement: a(ant dequitter le condenseur.

Figure ,. Fonctionnement du condenseur.

2.2.4 Dtendeur

Pour complter le cycle frigorifiqueB le circuit doit pou(oir re(enir 8 sa pression de dpart.!eci est ralis par le dtendeurB qui r3gle galement le d"it et la surchauffe du rfrigrantsortant de l&(aporateur. ?es principau% dtendeursB pour les (aporateurs de type secBsont @

thermostatiques

lectroniques

?es dtendeurs thermostatiques sont les mod3les les plus rpandus. 'ls sont "ien connusdes installateurs et leur pri% sont raisonna"leB mais ontB entre autreB l&incon(nient d&Ltre maladapt 8 des (ariations importantes de charge thermique 9c&est le cas dans les cham"resfroides: et de pression de condensation. Pour (iter ces pro"l3mesB des dtendeurs 8orifices multiples ont t d(eloppsB permettant l&ou(erture en cascade de plusieurs orifices."es dtendeurs lectroniques, plus chers, permettent do$tenir une rgulationprcise, mme lors dun onctionnement en puissance rduite, et nont pas lesinconvnients cits du dtendeur thermostatique.

&n raison du co't lev des dtendeurs lectroniques, ils ne sont utiliss que

pour des installations de puissance importante.?e fluide frigorig3ne se (aporise partiellement dans le dtendeur pour a"aisser satemprature.


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Figure 1. Fonctionnement du dtendeur..

2.2.5 Efficacit nerti*ue ou "#$

?e coefficient de performance 9!;P: d&une machine frigorifique est dfini comme tant lerapport entre la prestation fournie par la machine et le tra(ail a"sor" par la machine. ?aprestation fournie est le refroidissement de la cham"re froide 9puissance frigorifique:B letra(ail a"sor" est la puissance lectrique du compresseur. /iffrentes dfinitions du !;Pe%istent selon que l&on consid3re la puissance frigorifique nette ou "rute ainsi que lapuissance lectrique du compresseur seul ou a(ec ses accessoires. Pour plus de dtailsB(ous pou(eG consulter la documentation du sminaire energo H?a production de froidI.

n climatiseur est nergtiquement efficace s&il demande peu d&nergie lectrique aucompresseur pour atteindre une puissance frigorifique donne.

Figure 11. llustration du /0P dune machine frigorifi"ue # compression.

2.3 Chambre froide?es armoires et cham"res froides assurent la conser(ation des mati3res premi3resncessaires 8 la prparation des repas et celles des produits finis ou semi-finis qui doi(entLtre stoc=s. ;n distingue les armoires frigorifiques des cham"res frigorifiques. /ans unecham"re froideB les personnes peu(ent circuler. ne cham"re froide est donc plus(olumineuse qu&une armoire froide.

?e plus sou(entB les parois sont composes de panneau% prfa"riqus. !es panneau%prfa"riqus comprennent une me en matriau isolant 9mousse de polyurthane engnral: plac en sandOich entre deu% feuilles mtalliques en aluminiumB en acierino%yda"leB en tle d&acier laqu ou entre deu% panneau% stratifis ou en com"inaison des

deu%.;n distingue diffrents types d&armoires ou de cham"res froidesB classes selon leur tailleetJou leur mode de construction @

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?&armoire froide @ ?es (olumes sont annoncs en litres et non en m ce qui implique de

petits (olumes 91&5 l ma%imum:. ?es (olumes annoncs sont utilisa"les 8 plus de )Dcar il n&y a pas de circulation 8 rser(er.

?a cham"re froide compacte @ ?es (olumes proposs (ont de 2.2 m 8 7.2 m 9moins de

1 m:. n espace de ser(ice et de circulation doit Ltre pr(u ce qui ram3ne le (olumeutile 8 5D en(iron pour les petits mod3les et 8 6D en(iron pour le plus gros mod3le 9Q

5 m:.

?a cham"re froide modula"leB dmonta"le et la cham"re froide "tie @ ?es (olumes

annoncs (ont >usqu&8 6 m en un ou plusieurs compartiments. ?&espace utilecorrespond 8 en(iron ,D de ces (olumes car l&on doit pr(oir @

une circulation de l&air pour faciliter l&change calorieJfrigorie a(ec les denres

entreposes

une circulation de ser(ice pour le personnel

;n distingue ensuite les diffrentes cham"res froides selon leur ni(eau de temprature.

$nceinte 8 temprature positi(e @ 'l est recommand d&affecter une enceinte 8 chaque

famille de mati3re premi3re 9c&est-8-dire H8 risque diffrentI: @ produits laitiersB (iandesB(olailles et charcuterie non sta"lesB produits sta"les et semi-conser(es. ?e ni(eau desparation dpendra fortement de la grandeur de l&e%ploitation. Plus petite elle estB moinsles produits 8 risque diffrents pourront Ltre stoc=s dans des enceintes diffrentes. ?asparation de(ra alors se faire diffremment par le Gonage ou l&em"allage. ?es platscuisins 8 l&a(anceB apr3s rfrigrationB doi(ent Ltre conser(s dans une cham"respcifique.

$nceinte 8 temprature ngati(e @ ?es produits congels et surgels peu(ent s>ourner

dans une mLme enceinte oR la temprature est gale ou infrieure 8 -1,K!. ?es produitsde mLme nature seront regroups par Gone.

2. !"ploitation d#une installation de froid commercialA prsent que l&on a (u les diffrents lments d&une installation de froid commercialB il s&agitencore d&a"order les conditions d&e%ploitation d&une telle installation.

'l s&agit essentiellement de la gestion des tempratures des diffrentes cham"res froidesainsi que des cycles de dgi(rage.

2.4.1 Tempratures des c/ambres froides

?a temprature des cham"res froides dpend de la nature des aliments que l&on (a ystoc=er.

?&ordonnance fdrale sur les denres alimentaires indique les tempratures 8 respecterselon la nature des aliments 9;/A' ,17.2 du 1ermars 1))5: @

?es denres alimentaires dans lesquelles il y a lieu de s&attendre 8 une prolifration

rapide des micro-organismes 8 temprature am"iante 9denres alimentaires tr3sprissa"les: doi(ent Ltre rfrigres aussi rapidement que possi"le 8 une tempraturegale ou infrieure 8 5K! 8 l&issue de leur o"tentionB de leur fa"rication ou de leurprparation et maintenues 8 cette temprature >usqu&8 leur remise au consommateur.

?es salades mi%tes et les lgumes prLts 8 l&emploi doi(ent Ltre conser(s 8 une

temprature gale ou infrieure 8 12K! durant le stoc=age et le transportB ainsi que lorsde la remise au consommateur.

?es produits laitiers doi(ent Ltre stoc=s 8 une temprature infrieure 8 6K!.

?a (iande et les produits 8 "ase de (iande doi(ent Ltre stoc=s 8 une temprature de

2K!.


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?es poissonsB crustacs et mollusques doi(ent Ltre stoc=s 8 une temprature de 2K!.

?es produits surgels doi(ent Ltre conser(s 8 une temprature gale ou infrieure 8

-1,K!. !ette temprature peut Ltre augmente pour une courte dure pendant letransport et lors du dgi(rage des appareils frigorifiques cheG le dtaillant. ?atemprature des produits dans les couches superficielles ne dpassera toutefois pas-15K!.

2.4.2 ";cle de di:rae

/e faon gnraleB la formation de gi(re sur l&(aporateur diminue les performances del&installation. 'l est donc important de limiter cette formation au ma%imum. !ependantB ledgi(rage de l&(aporateur apporte de la chaleur 8 l&intrieur de la cham"re froideB espaceque l&on souhaite refroidir. 'l est donc important de "ien grer les cycles de dgi(rage pourlimiter la formation de gi(re tout en limitant aussi l&apport de chaleur dans la cham"re froide.

#riine du i:re

?&air am"iant autour de l&(aporateur contient de l&eau. !ette eau gi(re au contact dessurfaces froides de l&(aporateur lorsque la temprature dans la "atterie est infrieure 8 K!.

Effet du i:re

?e gi(re diminue le transfert thermique entre l&air et la surface e%trieure de la "atterie. ?egi(re sur les tu"es 8 ailettes de l&(aporateur gLne la circulation de l&air souffl par le(entilateur. ?e d"it d&air diminue puisque la rsistance 8 l&coulement de l&air au tra(ers dela "atterie gi(re s&accroSt. ?&apport de froid (ers la cham"re se fait moins "ien. ?atemprature de la cham"re froide monte quelque peu.

Figure 12. Formation de gi're dans une cham*re froide.

/u ct du circuit frigorifique @

*uite 8 la rsistance thermique qui se cre entre la "atterie et l&air 9c&est une HcoucheisolanteI entre l&changeur et la cham"re froide:B le rfrigrant ne s&(apore pasenti3rement dans l&(aporateur.

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?a quantit de (apeur produite diminueB mais le compresseur continue d&aspirer

puisque la temprature de consigne n&est pas atteinte. ?a pression 8 l&entre ducompresseur 9TP: diminue. *i la pression diminueB la temprature d&(aporationdiminue galement. A court termeB cela augmente le froid donn 8 la cham"re 9l&cartde temprature Hcham"re-(aporateurI augmente:B mais cela augmente l&effet degi(rageU

?e dtendeur (a ragir @ il constate que la surchauffe des gaG est trop fai"leB ilimagine que c&est parce que la charge frigorifique dans la cham"re a diminu et ildiminue le d"it de fluide. ?a quantit de (apeur produite diminue encoreB la TassePression diminue galement et le gi(rage s&accentueU

Au point que la conduite d&aspiration (ers le compresseur peut compl3tement gi(rer.

Vuelques gouttes liquides de rfrigrant peu(ent alors se retrou(er 8 l&entre ducompresseurB a(ec le risque de crer des Hcoups de liquideI au compresseur.

0lo"alementB le compresseur de la machine frigorifique tra(aille a(ec une mau(aiseefficacit nergtique @ la couche de glace sur l&(aporateur peut Ltre compare 8 unecou(erture pose sur un radiateur 9pour o"tenir la mLme chaleurB il faudra augmenter latemprature de l&eau et diminuer le rendement en chaudi3re:.


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?e positionnement d&une sonde de fin de dgi(rage est ncessaire dans la "atteriepour permettre le contrle de la temprature 8 K! et permettre 8 la production defroid de reprendre. $n pratiqueB la position idale de la sonde n&est pas facile 8dterminer car le gi(re n&est pas tou>ours uniforme sur l&(aporateur.

#. 4emise en circulation du fluide frigorig3ne

Apr3s disparition du gi(re et gouttage soign de la "atterie pour liminer l&eau de

fusionB le fluide frigorig3ne est remis en circulation pour refroidir la "atterie. Pours&assurer du parfait gouttageBune temporisation est pr(ue entre la fin du dgi(rageet l&ou(erture de la (anne magntique permettant 8 la production frigorifique dereprendre.

5. 4emise en fonctionnement de la (entilation

!&est seulement apr3s l&ou(erture de la (anne magntique et apr3s une deu%i3metemporisation 9permettant 8 la "atterie d&atteindre une temprature moyenne infrieureou gale 8 celle de l&enceinte: que les (entilateurs de l&(aporateur sont remis enfonctionnement 9technique encore appele Hsnap freeGeI:. A dfautB la remise en routeprmature des (entilateurs peut en(oyer de la chaleur dans la cham"re froide etJoudes gouttelettes d&eau encore prsentes.

6. 4eprise du cycle normal de refroidissement

?e rchauffage de la "atterie pour assurer la fusion du gi(re peut se faire de di(erses faons.

Par rsistance chauffante @ /es rsistances chauffantes sont im"riques dans les tu"es

en cui(re qui composent la "atterie de l&(aporateur. ?eur position et leur puissance sonttudies par le fa"ricant de mani3re 8 rpartir uniformment la chaleur produite 8l&ensem"le de la "atterie.

Par introduction de (apeurs refoules par le compresseur @ !ette techniqueB encore

appele dgi(rage par H(apeurs chaudesI ou par HgaG chaudsIB consiste 8 in(erser lecycle et 8 faire fonctionner l&(aporateurB le temps du dgi(rageB en condenseur.

Par aspersion d&eau sur la surface e%terneB gi(reB de la "atterie

Par circulation d&air de la cham"re @ /e l&air pro(enant soit de l&intrieur de la cham"re

mLmeB soit de l&e%trieurB est en(oy sur l&changeur. /ans le premier casB le dgi(rageest tr3s lent. /ans le secondB il faut isoler l&(aporateur de la cham"reB ce qui n&est paspratique.

?&inertie des produits stoc=s suffit 8 maintenir l&am"iance dans une fourchette detemprature accepta"le.

=ulation des c;cles

&a rgu%ation par "or%oge

!&est la mthode la plus simple @ les oprations de d"ut et de fin de dgi(rage sontcommandes par de simples horloges 8 contacts.

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Figure 1. orloge de commande des c%cles de dgi'rage.

&a rgu%ation %ectronique inte%%igente

?a programmation des oprations de dgi(rage est plus dlicate qu&il n&y paraSt. ?acommande optimale de ces oprations e%ige que l&initiation du dgi(rage soit commandepar la prsence effecti(e de gi(re dpose sur la "atterieB et que la fin du dgi(rage soitcommande par la (rification que tout le gi(re ait disparu de sa surface. $ncore faut-ildisposer des capteurs adquats. ?e plus sou(entB on utilise des sondes de tempratureplaces stratgiquement sur l&(aporateur. !es capteurs peu(ent Ltre com"ins 8 unesur(eillance de la pression d&(aporation 9la prsence de gi(re se traduit par une diminutionde la pression d&(aporation:.

oici les principes de fonctionnement rencontrs cheG deu% fa"ricants.

remi/re tec"nique

'nitialementB une programmation horaire traditionnelle des dgi(rages est organise.

?e rgulateur analyse la cour"e de monte en temprature @ s&il n&aperoit pas de plancherhoriGontal lui indiquant une phase de fusion de la glace 9pendant laquelle la tempraturereste constante:B il en dduit qu&il n&y a(ait pas de gi(re et ralentira la cadence desdgi(rages X $n pratiqueB il enregistre le temps total de monte en temprature @ si ce tempsest tr3s courtB il sait qu&il n&y a pas eu de priode de fusion. ?a programmation initiale resteBmais en fonction d&une statistique ta"lie sur la mesure du temps des 1 derniersdgi(ragesB il dcide de sauter ou non le dgi(rage sui(ant. ?e nom"re de dgi(ragediminue sensi"lement.

Figure 1$. /%cle de dgi'rage.


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)econde tec"nique

!e second syst3me associeB en faitB une rgulation de dgi(rage proprement-dite 8 un choi%d&une technique de dgi(rage 9dgi(rage par rsistance chauffante ou par circulation d&air dela cham"re:.

Au ni(eau de la rgulation du dgi(rage proprement-diteB une sonde sert 8 mesurer latemprature am"iante de la cham"re 9reprise d&air 8 l&(aporateur:B l&autre est place dans

les ailettes de l&(aporateur. !ette derni3re peut dduire des tempratures enregistres laprsence de glaceB selon une technique qui ne nous a pas t dtaille.

!heG ce fa"ricantB le crit3re d&arrLt du dgi(rage classique est une tempratured&(aporateur de 1K!. !ela sem"le le( mais c&estB sem"le-t-ilB une scurit par rapport 8l&a"sence totale de glace.

Vuant au choi% de la technique de dgi(rageB le syst3me part d&un raisonnement fortintressant @

$n Htemps normalIB il ne faut pas faire fondre cette glace par une source de chaleure%trieureB mais "ien par l&air de la cham"re. oute l&nergie latente contenue dans la glacesera restitue 8 l&am"iance. ?e compresseur s&arrLte et le (entilateur continue 8 pulser l&air

am"iant sur la "atterie. *i la cham"re est positi(e 9stoc=age de fruit et lgumesB de (iandesB U:B l&air 8 Q# ou

Q5K! fera fondre la glace et restituera le froid (ers l&am"iance. A noter que l&humiditest galement restitueB entraSnant une teneur en eau plus forte dans la cham"reB cequi est fa(ora"le 8 la conser(ation des (ictuailles.

*&il s&agit d&un conglateur 8 -2K!B la glace prsente sur l&changeur est une glace 8


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3. Etat des connaissances+ous essayonsB dans cette sectionB de faire le point sur les derni3res (olutions du froidcommercialB que ce soit au ni(eau lgal a(ec l&impact sur l&en(ironnement ou encore auni(eau technique a(ec les derni3res inno(ations.

3.1 $mpact sur l#en%ironnementA(ec les nou(elles rglementations pour la protection de l&en(ironnement 9limiter les gaG 8effet de serre et la destruction de la couche d&oGone:B les fluides frigorig3nes utiliss dans lesinstallations sont en constante (olution. $n effetB certains fluides encore en ser(ice sont 8prsent interdits alors que de nou(eau% fluides dits naturels sont de plus en plus utiliss.

A(ec toute installation de froid commercialB il est donc important de considrer les aspectslis 8 l&utilisation des fluides frigorig3nes pour Ltre en conformit a(ec les nou(ellesdirecti(esB tout en ayant une (ision sur le long terme. !ertains fluides utiliss au>ourd&huirisquent en effet d&Ltre interdits dans quelques annes. ;n (a ainsi essayer de fa(oriser auma%imum les solutions dont l&impact sur l&en(ironnement est moindre.

?a qualit en(ironnementale d&un fluide frigorig3ne est "ase sur plusieurs crit3res @

;/P ou ;Gone /estruction Potential @ cette mesure est rapporte 8 la rfrence du 411B

qui a un potentiel de destruction de l&oGone stratosphrique de 1.

0NP ou 0lo"al Narming Potential @ cette mesure donne le potentiel de rchauffement

climatiqueB ou effet de serreB en qui(alent de =g de !;29le !;2a un 0NP de 1:.

?e ta"leau qui suit donne ces (aleurs pour les fluides frigorig3nes les plus courant @

!lasse 4frigrants;/P

(aleur 411 Z 1

0NP

=g q. de !;2

411 1 #F

412 ., )-5%%452 .2 5F#)

!! 422 .# 1F7

Mlange de !! 4#,a

41#a 1F

4125 2F,

41#a F,

4##a F26

4#7c 1F54#1a 1F7

propane J "utane 2

ammoniac [1

!;2 1

!!

!

Mlange de !

A fai"le effet de serre

Figure 1&. 4aleurs 0DP et 56P pour diffrents rfrigrants.


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Figure 1. Reprsentation graphi"ue pour les principau7 /F/8 /F/ et F/.

Pour (aluer l&impact glo"al sur l&en(ironnement d&une installation de froidB il faut considrerd&autres facteurs en plus des deu% prcdentes mesures. Pour celaB il e%iste un indicateur @le $N' ou otal $qui(alent Narming 'mpact. 'l tient compte non seulement du 0NP dufluide considrB mais aussi de la consommation nergtique de l&installation 9la productiond&lectricit dgage du !;2:B du tau% de fuites ainsi que d&autres param3tresB ceci sur ladure de (ie de l&installation. +ous donnons la formule du $N' 8 titre d&information @

$N' Z 90NP % ? % m % n: Q 90NP % m % \ 1 - a reco(ery ] : Q 9 n % $annual% " :

uites Perte par rcupration $nergie ncessaire

$ffet de serre direct $ffet de serre indirect0NP Z 0lo"al Narming Potential du rfrigrant 9horiGon 1 ans:

n Z dure de l&e%ploitation de l&installation 9en(iron 15 ans:

m Z masse de rfrigrant

areco(ery Z rcupration du fluide en fin de (ie 9peut Ltre estime 8 75D:

$annualZ consommation d&lectricit annuelle

" Z mission !;2 J =Nh lectrique 9.#1 =g !;2J =Nh pour euromi%:

? Z fuite annuelle 9peut Ltre estime 8 1D:

?ors de la conception d&une nou(elle installation de froid commercial ou encore lors d&un

assainissement importantB il faudrait considrer ce facteur et essayer de choisir la solutionqui prsente le $N' le plus fai"le. 'l est "ien (ident que d&autres crit3res doi(ent aussi Ltreconsidrs dans le choi% du fluide frigorig3ne @ thermodynamiques 9pressions et

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tempratures de fonctionnementB efficacit du cycle:B scurit 9to%icitB inflamma"ilit etcaract3re e%plosif:B techniques 9sta"ilitB lu"rificationB dtection de fuites: et conomiques.

3.1.1


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froid commercial "asse temprature.

ous les !! sont interdits de production depuis 1))5.

$n plus de ces fluides pursB on dnom"re de nom"reu% mlanges 8 "ase de !! @

452 @ Mlange aGotrope_ de 422 et de 4115B qui est un !! interdit.

45 @ Mlange aGotrope_ de 4152a et de 412B qui est un !! interdit.

45 @ Mlange aGotrope_ de 42 et de 41B qui est un !! interdit.

aotrope %ange de %iquides dont %es p"ases vapeur et %iquide en qui%i#re ont %a m6mecomposition 7%e point d#u%%ition demeure constant9. )e dit de m%ange %iquide qui #out +une temprature fi(e en gardant une composition constante. )e dit dun m%ange derfrigrant qui se comporte comme un f%uide "omog/ne %ors de %a condensationrespectivement %vaporation.

'C&C

?es molcules de !! 9hydrochlorofluorocar"ures: sont composes d&atomes de car"oneBde fluorB de chlore et d&hydrog3ne. 'ls sont chimiquement moins sta"les et se dissocient enpartie lors de leur passage dans l&atmosph3re. !omme les !!B ils sont pratiquementininflamma"les et ont de "onnes caractristiques thermiques. ?eur impact en(ironnementalsur la couche d&oGone est plus rduit que celui des !!.

422 @ luide frigorig3ne le plus sou(ent utilisB aussi "ien en froid industriel qu&en

climatisation.

412 @ 4emplace le 411 dans les groupes centrifuges.

412# @ $ssentiellement utilis dans certains mlanges.

!es fluides sont amens 8 disparaStre puisque leur production est progressi(ement interdite.$n plus de ces fluides pursB on dnom"re de nom"reu% mlanges 8 "ase de !!9mlanges de transition pro(isoirement tolrs: @

4#1 @ Mlange Gotrope_ de 422B de 4152a et de 412#. /es concentrations di(erses

entre ces constituants e%istentB de l8 les 4#1AB 4#1T et 4#1!.

4#2T @ Mlange Gotrope_ de 422B de 4125 et de 42).

4#,A @ Mlange Gotrope_ de 422B de 41#a et de 4125.

otrope 7contraire daotrope9. :n m%ange otropique est un m%ange de rfrigrant

qui ne se comporte pas comme un f%uide "omog/ne %ors de %a condensation respectivement%vaporation %es diffrentes composantes peuvent c"anger dtat de mani/reindpendante c"angeant %es proprits t"ermod$namiques du m%ange. Ceci peut causer %ed$sfonctionnement de %insta%%ation ainsi que des pro#%/mes de remp%issage en cas de fuite.

'&C

?es ! 9hydrofluorocar"ures: sont des molcules composes d&hydrog3neB de fluor et decar"one. !eu%-ci ont t d(elopps ces derni3res annes pour remplacer les !! et!!. ?eur inflamma"ilit est lg3rement plus le(e que celle des !!B sans pour autantcauser des pro"l3mes quelconques. ?es ! sont des gaG 8 potentiel d&effet de serre le(.'ls peu(ent de plus se dcomposerB selon leur structureB en acide fluorhydrique 9: et J ou

en acide trifluoroactique 9A:B mais ne sont pas considrs comme appau(rissant lacouche d&oGone stratosphrique.

41#a @ luide frigorig3ne qui a remplac le 412 en froid domestique et en climatisation

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automo"ile. !&est galement un composant ma>eur de la plupart des mlanges deremplacement.

4125 @ +&est >amais utilis pur en raison de sa pression critique trop fai"le 966K!:. 'l entre

dans la composition de nom"reu% mlanges compte tenu de son pou(oir He%tincteurI.

42B 4152a et 41#a @ 'nflamma"les et donc utiliss uniquement en mlange a(ec

d&autres composants qui HneutralisentI leur inflamma"ilit.

!es fluides sont ceu% utiliss actuellementB dont l&impact sur l&en(ironnement est limit.

$n plus de ces fluides pursB on dnom"re de nom"reu% mlanges 8 "ase de ! 9mlangesne contenant plus de molcule chlore: @

4##A @ Mlange Gotrope de 4125B de 41#a et de 41#a 9##J52J#:. A noter qu&il est

presque aGotropique.

4#7A @ Mlange Gotrope de 42B de 4125 et de 41#a 92J#J#:.

4#7T @ Mlange Gotrope de 42B de 4125 et de 41#a 91J7J2:.

4#7! @ Mlange Gotrope de 42B de 4125 et de 41#a 92J25J52:.

4#1A @ Mlange Gotrope de 42B et de 4125 95J5:.

4#1T @ Mlange Gotrope de 42B et de 4125 9#5J55:.

457A @ Mlange aGotrope de 4125 et de 41#a 95J5:.

&luides ( bas effet de serre

'ls sont considrs comme moins inquitants pour l&en(ironnement car 8 la fois sans actionsur l&oGone stratosphrique et d&un fai"le impact sur l&effet de serre. 'ls prsentent tous desincon(nientsB soit au ni(eau scuritB soit au ni(eau thermodynamique. ;n peut lesregrouper en deu% catgories @

?es hydrocar"ures @ 'l s&agit essentiellement du propane 942):B du "utane 946: et de l&iso"utane 946a:. !es fluides organiques prsentent de "onnes propritsthermodynamiquesB mais sont dangereu% par leur inflamma"ilit. ?e monde du froid s&esttou>ours mfi de ces fluidesB mLme s&ils sont rapparus rcemment dans des rfrigrateurset des mousses isolantes. ?eur utilisation future paraSt peu pro"a"le en climatisation ou enfroid commercialB (u le coEt de la mise en scurit aussi "ien mcanique qu&lectrique.

?es produits dits HnaturelsI @ 9+ou 4717B !;2ou 47##B eau ou 47#:.

?&ammoniac 9+: @ luide inorganiqueB thermodynamiquement e%cellent frigorig3ne pour

des tempratures d&(aporation comprises entre -5K! et 2K!. Mais c&est un fluidedangereu% @ to%ique et inflamma"le. Malgr tous ces dfautsB ses qualits sont telles qu&il

est utilis dans le froid industriel. ?e dio%yde de car"one 9!;2: @ luide inorganiqueB non to%iqueB non inflamma"leB mais

peu performant au ni(eau thermodynamique. *on usage impliquerait des pressionsle(es et des compresseurs spciau%. 'l peut seulement Ltre intressant 8 tr3s "assetemprature 9entre -5 et -5K!:.

?&eau 92;: @ luide inorganiqueB "ien entendu sans to%icit. MLme si sa grande

enthalpie de (aporisation est intressanteB il ne se prLte pas 8 la production de froid sousK!. 'l est peu adapt au cycle 8 compression et ses applications sont rares.

Comparatif des fluides frigorifiques

?a figure qui suit prsente le comparatif 9par rapport au 422: des principau% rfrigrantsutilissB que ce soit pour les ! ou les fluides 8 fai"le effet de serre.


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Figure 1+. !a*leau comparatif pour diffrents fluides frigorifi"ues (5roupe de scurit selon 9 3+ 1- : %stmesde rfrigration et pompes # chaleurs ; 7igences de scurit et den'ironnement8 /9 - /omit uropen de 9ormalisation8 2).

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3.1.2 +spects lau, pour la 'uisse

$n *uisseB l&utilisation des fluides frigorig3nes est rglemente notamment par l&;rdonnancesur les *u"stancesB dont la derni3re modification remonte au a(ril 2B entre en(igueur le 1er>an(ier 2#. 'l est possi"le de rsumer la teneur de cette loi de la faonsui(ante @

interdiction de li"rer des fluides frigorig3nes dans l&atmosph3reB soit o"ligation de les

rcuprer.

interdiction d&utiliser les !! pour les installations neu(es et les meu"les frigo d3s le 1 er

>an(ier 1))#.

interdiction d&utiliser les !! pour les (hicules 8 moteur 9d3s le 1 era(ril 1))6:B pour les

mousses isolantes 9d3s le 1er >an(ier 2: et pour les installations neu(es et lesmeu"les frigo 9d3s le 1er>an(ier 22:.

?es derni3res modifications portent sur les points sui(ants 9en (igueur d3s le 1 er >an(ier2#: @

interdiction de recharger des appareils ou des installations contenant des !! ou des

!!

e%ceptions @ les fluides !! peu(ent Ltre utiliss >usqu&8 fin f(rier 2)B les fluides

!! recycls >usqu&8 fin f(rier 21#

autorisation o"ligatoire pour les installations contenant plus de =g de !

9correspondant 8 une puissance lectrique de 1 8 1.5 =N en(iron:

contrle d&tanchit o"ligatoire pour toutes installations de plus de =g

/e faon synthtiqueB les frigoristes ne disposent actuellement que des ! pour lesapplications courantes. /epuis 2#B ils sont en principe interditsB mais tolrsB a(ecautorisation ponctuelle pour les installations de plus de =g 9(ous trou(ereG la (ersionpro(isoire du formulaire de demande d&autorisation en anne%e W&A.6 ormulaire pourdemande d&autorisation pour installation a(ec plus de =g de ! 9Pro>et:&&:. !ela (as&accompagner en plus de mesures contraignantes comme par e%emple le contrle de fuitesBannuel et o"ligatoire.

$n consquenceB les nou(elles installations doi(ent Ltre construites a(ec des fluides !Bhydrocar"ures ou naturels. /e plusB les propritaires d&installations frigorifiques auront leso"ligations sui(antes @

demande de drogation pour les installations e%istantes contenant des !!B et qui

ne pourront plus Ltre transformes en 2#

demande d&autorisation pour installations neu(es contenant plus de =g de !

annoncer les installations e%istantes contenant plus de =g de !!B !! et ! rparation immdiate en cas de dfaut d&tanchit annonc

tenir un li(ret d&entretien

n certain nom"re de ces documents (ous sont donns 8 titre d&e%emple en anne%e.

3.2 )ubstitution des fluides frigorifiques?&interdiction des !! ainsi que des !! implique le remplacementB sous une forme ouune autreB du syst3me frigorifique. !e remplacement peut prendre la forme soit @

de l&enti3ret de l&installationB ce qui reprsente une solution simpleB mais gnralement

coEteuse

du rfrigrant par un autre neutre (is-8-(is de la couche d&oGoneB une solution selon le

cas difficile 8 raliser et pou(ant a(oir certaines consquences sur la production


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frigorifique

Pour les installations en fin de (ie ou ayant des pro"l3mes techniques 9intanchitB pannesBmau(aise efficacit nergtiqueB etc.:B le remplacement total de l&installation s&a(3re plusintressant que la simple su"stitution du rfrigrant. /&un autre ctB le remplacement dufluide frigorifique peut Ltre ralisB dans les limites du techniquement possi"leB sur desinstallations relati(ement neu(es ou tant encore en "on tat de fonctionnement. ?es crit3res

de choi% entre ces deu% solutions sont multiples et doi(entB entre autresB tenir compte desaspects sui(ants @

faisa"ilit technique

coEts financiers

conditions de garantie du frigoriste

*emp%acement du rfrigrant

Tien que la su"stitution du fluide frigorifique soit une solution moins onreuse que leremplacement total du syst3meB elle n&est pas tou>ours possi"le. ?&installation a t conuepour un rfrigrant au% caractristiques "ien prcises au%quelles celles du nou(eau

rfrigrant peu(ent ne pas correspondre. Pour (iterB ou du moins limiterB les pro"l3mes lis8 la su"stitution de fluide 9rduction de la puissance frigorifiqueB endommagement dusyst3meB etc.:B les proprits des diffrents rfrigrants 8 disposition doi(ent correspondre leplus possi"le 8 celles du fluide 8 remplacer. 'l faut notamment faire attention au% pointssui(ants @

proprits thermodynamiques du fluide

compati"ilit a(ec l&huile du syst3me

compati"ilit en(ers les mtau% et autres matriau% de l&installation.

?e ta"leau qui suit donne quelques e%emples de fluides de remplacement.

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ApplicationsFluides

actuels

Fluides de

transition

Fluides

supposs

dfnitis

ppareils domestiques) 1* + )

5

-P / + 0

52) 13a + ) */

)eroidisseurs d4eau

) 11

) 1*

) 113

6

) 1*

) 13*$

) *35

) 13a

6

0roid commercial

temprature positive) 1*

-P / + 0

52

) **

) 13a

0roid commercialtemprature ngative

) 5*

6P 7 + 0

189:&; 2/"

) **

) 33

) 1*5 + 0 3

< 5 + ="& 2

0roid industriel6 + )

**) ** 6 + ) 33

0roid $asse

temprature

) 1 > 1

) 1 + )

5

&9 *

) *

:limatisation) **

) 5

0 5? + -P

22

) 13 a + < *

: / + ="&22

ir conditionn

automo$ile

) 1*

) 5

-P 5* + @P

3

0 5? + -P

22

) 13 a

Figure 1,. n'entaire des fluides de remplacement selon les applications.

Pour des installations installes a(ant 1)) en(ironB le simple remplacement du rfrigrantest fortement dconseill en raison du risque important de fuite et de panne sur l&installation.$n effetB les matriau% d&tanchit utiliss 8 cette poque ne supportent que tr3s mal lesnou(eau% fluides frigorifiquesB "eaucoup plus agressifs.

3.3 )olutions disponibles/e par la taille plutt modeste des installations courantes de froid commercial 9puissancefrigorifique infrieure 8 1 =N:B les solutions disponi"les sont plus limites que pour desinstallations de production de froid plus importantes 9froid climatique ou industriel:.

+ous n&allons donc pas donner un (entail complet des solutions pour les installations deproduction de froid en gnral 9(ous pou(eG consulter pour cela la documentation dusminaire energo H?a production de froidI:B mais plutt nous limiter 8 celles qui sont

en(isagea"les pour les installations de froid commercial de petite tailleB autrement dit laplupart des installations que nous allons rencontrer dans les institutions pu"liques de typehpitau%B $M* ou coles J gymnases.


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3.3.1 E:aporation

A(ec la contrainte de place dans les cham"res froides 9on souhaite optimiser le (olume utile:et les tempratures parfois ngati(es ou du moins proches de K!B les installations de froidcommercial utilisent presque tou>ours un (aporateur 8 dtente directe plac dans lacham"re froide.

n rseau d&eau glace n&est dans ce cas que difficilement conce(a"leB malgr ses

a(antages en terme d&adaptation des tempratures en fonction de la charge et de rductiondes pro"l3mes de fuite de rfrigrant. !ette solution est sou(ent "eaucoup trop coEteuse parrapport 8 une solution 8 dtente directe 9en(iron 8 #D plus ch3re:.

3.3.2 "ondensation

Pour les applications de froid commercialB le refroidissement du condenseur est dans laplupart des cas assur par une circulation d&air e%trieurB 8 l&aide d&un simple (entilateur a(ecle condenseur plac 8 l&e%trieur 9en toiture ou en faade:. Pour des fai"les puissancesB onpeut mLme imaginer refroidir le condenseur a(ec la circulation d&air du local oR se trou(e lamachine frigorifique.

'l est galement possi"le de rcuprer la chaleur du condenseur pour le prchauffage del&eau chaude sanitaireB a(ec en complment un refroidisseur 8 air lorsque le "allon dercupration est charg. !ette solution a l&incon(nient de dgrader quelque peu le !;P dela machine en la faisant tra(ailler 8 une temprature de condensation plus le(e C parcontre elle permet de rcuprer cette nergie. 'l s&agit dans ce cas de faire le "ilan entre laconsommation lectrique supplmentaire et la chaleur conomise pour l&eau chaudesanitaire.

3. *ou%elles technologies/e nou(elles techniques e%istent pour rendre le circuit frigorifique tanche 9Gro fuites:. !&estd&ailleurs une des modifications importantes des nou(elles directi(esB a(ec contrle

o"ligatoire des fuites. Par e%empleB tous les raccords ne sont plus (isssB mais "rass ousouds.

/es conomies d&nergie peu(ent Ltre ralises grce 8 l&utilisation des nou(ellesinno(ations techniques et technologiquesB principalement au tra(ers du choi% des fluidesfrigorig3nesB de l&utilisation de compresseur de nou(elle gnrationB de mise en place dercupration de chaleur ainsi que d&un matriel de rgulation adapt.

'l est galement possi"le d&a"aisser les coEts d&e%ploitation par une meilleure adaptation del&installation au% "esoins de l&utilisateur.

'l est (ident que toutes ces mesures (isant 8 rduire les coEts d&e%ploitation de l&installationfrigorifique ne s&appliquent "ien que pour des installations d&une certaine taille. $n effetB dans

ce casB il est alors plus facile d&amortir les in(estissements supplmentaires par la rductiondes frais d&nergie.

$n raison des coEts sou(ent le(s de ces nou(elles technologies et possi"ilits de rglageBces mesures sont que rarement appliques au% petites installations. Par e%empleB le coEtd&un dtendeur lectronique pour la rgulation de l&(aporation est de 6 8 1F.- !Balors qu&un mod3le standard thermostatique ne coEte que 1 8 25.- !.

?es nou(elles technologies au>ourd&hui disponi"les sont les sui(antes @

dtendeurs lectroniques

compresseurs scroll ou 8 (is pour les plus grosses puissances

rglage par (ariation de (itesse

rgulation de nou(elle gnration pour les tempratures de condensation et

d&(aporation

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Froid commercial

rgulation de nou(elle gnration pour les cycles de dgi(rage 9sondes de

temprature couples 8 une sur(eillance de la pression d&(aporation:

etc.


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Froid commercial

4. acteurs influen!ant le "#$Plusieurs facteurs influencent les performances d&une machine frigorifique. 'l s&agit donc detra(ailler a(ec les meilleures performances possi"les afin de diminuer la consommationd&lectricit du compresseur. +ous passons en re(ue les diffrents facteurs en essayant demettre en relief la sensi"ilit du syst3me 8 ces param3tres. ?a figure ci-dessous prsente le

cycle du cas de "ase pour l&(aluation des facteurs qui influencent le !;P 9cycle au 41#aBtemprature de condensation 5K!B temprature d&(aporation "7

?1%.% >"7

6).% >"7

(.1 >"7

26.4 >"7

"@""7

6).% >"7T3B

=E=ICE=+AT B =134a

?5.% >"7T(B

?4.% >"7T)B

? D EG+$#=+T#=

"+=A#TB %.56

Figure 2. /%cle de la configuration de *ase.

.1 +emprature de condensation/e faon gnraleB plus la temprature de condensation est "asseB et plus le !;P de lamachine sera le(. ?a temprature de condensation est plutt limite (ers le haut en raison

de pro"l3me de haute pression dans le rseau frigorifique.+ous donnonsB 8 titre d&e%empleB le cas d&une machine frigorifique au 41#a d&unepuissance froid de 5 =N pour une temprature d&(aporation de -1K!. +ous allonscomparer le !;P pour des tempratures de condensation de 25K! 8 #5K!. ?e graphique quisuit prsente l&(olution du !;P en fonction de la temprature de condensation.

30


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Froid commercial

Influence de la temprature de condensation&ac/ine au =134a de 5 froid ? Temprature d-:aporation ?1%>"

2.51

2.,#

.25

.75

#.)

.5

1

1.5

2

2.5

.5

#

#.5

5

2 25 5 # #5 5

temprature de condensation >"7

"#$

Figure 21. 'olution du /0P selon la temprature de condensation.

;n constate que la diminution de la temprature de condensation de 2K! 9passage de #5 825K!: s&accompagne d&une augmentation du !;P de 75D.

.2 +emprature d#%aporation

/e faon gnraleB plus la temprature d&(aporation est le(eB et plus le !;P de lamachine sera le(. ?a temprature d&(aporation doit toutefois rester suffisamment "assepour permettre de garantir les tempratures dans les diffrentes cham"res froides.

+ous donnonsB 8 titre d&e%empleB le cas d&une machine frigorifique au 41#a d&unepuissance froid de 5 =N pour une temprature de condensation de 5K!. +ous allonscomparer le !;P pour des tempratures d&(aporation de -#K! 8 K!. ?e graphique qui suitprsente l&(olution du !;P en fonction de la temprature d&(aporation.


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Froid commercial

Influence de la temprature d-:aporation&ac/ine au =134a de 5 froid ? Temprature de condensation 35>"

2.,2

.25

.7)

#.#)

2.#6

2.16

1.)2

1.71.52

.5

1

1.5

2

2.5

.5

#

#.5

5

-#5 -# -5 - -25 -2 -15 -1 -5 5

temprature d-:aporation >"7

"#$

Figure 22. 'olution du /0P selon la temprature d'aporation.

;n constate que l&augmentation de la temprature d&(aporation de 2K! 9passage de -2 8K!: s&accompagne d&une augmentation du !;P de plus de ,D.

.3 +au" de charge

0nralementB pour des machines frigorifiques a(ec des compresseurs 8 pistonsB le !;Pest plus le( en charge partielle qu&8 pleine charge. 'l ne faut cependant pas que le tau% decharge descende en dessous de 25D en(ironB sans quoi le !;P diminue fortement. ?afigure qui suit illustre l&(olution gnrale du !;P en fonction du tau% de chargeB a(ec etsans (ariation de frquence 9e%emple pour un gros compresseur 8 pistons:.

E:olution du "#$ selon le tau, de c/are+:ec et sans :ariation de fr*uence

D 1D 2D D #D 5D 6D 7D ,D )D 1D

tau, de c/are 7

"#$

sans (ariateur

a(ec (ariateur

Poly. 9sans (ariateur:

Poly. 9a(ec (ariateur:

Figure 23. 'olution du /0P selon le tau7 de charge.

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Froid commercial

?e plus sou(entB le tra(ail en charge partielle s&accompagne d&une augmentation de latemprature d&(aporation et d&une diminution de la temprature de condensationB ce quiparticipe 8 l&augmentation gnrale du !;P de l&installation.

Pour les installations de froid commercial de petite tailleB le compresseur tra(aille en tout ourienB il n&y a donc pas de (ariation du !;P selon la charge. +ous n&allons donc pas trop nousattarder sur ce pointB (ous pou(eG consulter la documentation du sminaire energo

W&Production de froid&& pour plus de dtails.


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Froid commercial

5. &esures doptimisationn certain nom"re de solutions techniques ainsi qu&une maintenance rigoureuse permettentde fortement rduire la consommation nergtique du syst3me.

+ous prsentons dans ce chapitre les mesures d&optimisation qu&il est possi"le de ralisersur une installation e%istanteB a(ec peu ou pas du tout d&in(estissementB afin de diminuer lesconsommations d&nergie et ainsi diminuer les coEts d&e%ploitation.

*elon la technologie des installations e%istantesB toutes ces mesures ne s&appliquent pasforcment pour toutes les installations de froid commercial. 'l s&agit donc d&adapter cesmesures 8 chaque cas pratique et pour chaque situation. ;n (eillera galement 8 demanderl&a(is d&un e%pert en la mati3reB pour (iter tout pro"l3me de disfonctionnement.

/ans une installation de froid commercialB il n&y a pas que la machine frigorifique qui peutLtre optimise. ?a gestion des cham"res froides proprement dite est tout aussi importantepour o"tenir une installation optimale 9gestion des stoc=sB de l&clairageB ha"itudes desutilisateursB etc.:. ?a gestion des consommateurs d&nergie anne%e est aussi importante9au%iliairesB c"les chauffantsB etc.:.

?orsque de petits in(estissements sont ncessaires pour raliser certaines mesures9dtendeur lectroniqueB dtecteur pour l&clairageB syst3me de fermeture des portesautomatiqueB nou(elle rgulation des dgi(ragesB etc.:B il est (ident qu&il sera plus facile deles >ustifier et donc de les renta"iliser si l&installation est de plus grande taille. +ous donnonsdonc 8 la fin de ce chapitre une liste de mesures simples qui s&appliquent aussi pour depetites installations.

ous trou(ereG encore d&autres suggestions pour optimiser (os installations frigorifiques enanne%e W&A.1 5 points pour conomiser l&nergie sur (os meu"les et installationsfrigorifiques&&.

,.1 Comptage d#nergie!ela ne reprsente pas (raiment une mesure d&optimisationB mais le comptage d&nergie de(otre installation de(rait faire partie intgrante de toute campagne d&optimisation. $n effetB ilest "eaucoup plus facile de >ustifier des in(estissementsB aussi fai"les soient-ilsB lorsque l&onconnaSt de faon aussi prcise que possi"le la consommation nergtique de l&installation.

?orsque des mesures d&optimisation sont ralisesB il est galement intressant de pou(oir(aluer les consquences de telles mesures par la comparaison des consommations a(antet apr3s optimisation. !&est une "onne source de moti(ation par la confirmation des rsultatso"tenusB ainsi qu&un "on moyen de >ustifier les (entuels in(estissements aupr3s de (otredirection.

/ans la grande ma>orit des installations de froid commercialB ces comptages n&e%istent pas

et il est tr3s difficile de connaStre a(ec prcision la consommation d&nergie de l&installation.A(ant une campagne d&optimisationB il peut Ltre utile d&installer un comptage pour pou(oirsui(re l&(olution des consommations. 'ls peu(ent Ltre de deu% types @

compteur d&nergie 9lectrique: @ pri% "rut entre 25.- et 65.- !B permet de connaStre

directement la consommation d&nergie de l&installation

compteur d&heures 9compresseur: @ pri% entre 5.- et ,.- !B permet de faire une

appro%imation de la consommation d&nergie de l&installation

,.2 +emprature de condensation!omme nous l&a(ons (u prcdemmentB la temprature de condensation a une influence surles performances de l&installation @ plus elle est "asse et plus le !;P de la machinefrigorifique est le(. ?&optimisation de cette temprature de condensation dpend fortementdu moyen utilis pour refroidir le condenseur.

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Froid commercial

?orsque l&on optimise la temprature de condensationB le gain est dou"le @ en a"aissant latemprature de condensation en fonction de la temprature e%trieure 9nuitB mi-saisonB hi(er:on augmente la puissance frigorifiqueB tout en diminuant la puissance lectrique a"sor"e.AinsiB la puissance frigorifique tant plus grandeB on diminue les heures de fonctionnementdu compresseur tout en consommant moins de =Nh lectrique. /es mesures effectues enrance dans les supermarchs ont dmontr un gain annuel compris entre 5 et #D.

5.2.1 =efroidissement J eau perdue

'l y a encore de tr3s nom"reuses installations qui utilisent de l&eau perdue commerefroidissement du condenseur. !e sont d&ailleurs sou(ent les mLmes qui contiennent encoredes !! et qui de(raient Ltre assainies suite au% nou(elles directi(es. !e procd a commeintrLt d&Ltre simple et techniquement peu coEteu%. *on importante consommation en eau9pou(ant atteindre les ,6 lJh par =N th: fait cependant qu&il n&est gu3re plus ralis.

Figure 2. Refroidissement # eau perdue du condenseur.

?orsque le condenseur est encore refroidi 8 l&eau perdue 9solution 8 (iter autant quepossi"le X:B les coEts induits par la consommation d&eau sont sou(ent plus importants que lescoEts d&lectricit pour la machine frigorifique. /ans ce casB l&optimisation de la tempraturede condensation consiste gnralement 8 tra(ailler a(ec une temprature aussi le(e quepossi"le 9selon les donnes du fa"ricantB consulter (otre installateur frigoriste pour les(aleurs 8 respecter:B ceci afin de diminuer le plus possi"le la consommation d&eau.

/ans ce casB l&augmentation de consommation lectrique a(ec une temprature decondensation plus le(e est largement compense par la diminution des coEts pour l&eaude refroidissement. 'l s&agit en fait de trou(er l&optimum 9coEts d&e%ploitation minimau%: entrela consommation lectrique de la machine frigorifique et la consommation d&eau perdue pourle refroidissement du condenseur.

/e faon pratique pour raliser cette optimisationB on proc3de de la faon sui(anteB lorsquele compresseur est en fonction @

on mesure la temprature de l&eau 8 la sortie du condenseur 9(acuation de l&eau

perdue:

on r3gle le d"it d&eau 9(anne: pour o"tenir une temprature autour de #K! 9(aleur 8

discuter a(ec le fa"ricant de la machine frigorifique ou a(ec (otre frigoriste:?orsque le condenseur est encore refroidi 8 l&eau perdueB il est tou>ours intressant d&(aluerla renta"ilit du remplacement de ce syst3me par un refroidissement 8 air. $n effetB les coEts


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Froid commercial

importants en eau suffisent sou(ent 8 >ustifier un tel in(estissement 9renta"ilit sur 8 # ansB(oir moins pour certaines installations:. Pour estimer les coEts induits par un refroidissement8 eau perdueB (ous pou(eG procder de deu% faons @

par mesure directe du d"it d&eau de refroidissement lorsque les machines frigorifiques

fonctionnent @ mesurer le temps pour remplir une mesure d&un litre par e%empleB ensuitemultiplier ce d"it par le nom"re d&heures de fonctionnement 9en(iron 5F hJan: pour

o"tenir la consommation annuelle

par calcul 8 partir de la puissance frigorifique et des tempratures aller J retour de l&eau

de refroidissement

E(emp%e pour une c"am#re froide puissance frigorifique de 1, ; eau de refroidissementde 15 + 40?@m3

Consommation eau perdue A 71, ; ( 1.4 ( 0.8,9 @ 740 B 159 ( 5000 "@an A 3853 m3@an

Cot eau perdue A 3853 ( 2.20 A 84-,.= C>?@an

facteur de c"a%eur de condensation env. 1.4 pour c"am#re froide 1.- pour cong%ateur

5.2.2 =efroidissement J air?orsque le condenseur est refroidi 8 airB le coEt du refroidissement est donn par laconsommation lectrique du (entilateur qui (a faire circuler l&air autour du condenseur. *ur leprincipeB on cherche 8 rgler la temprature de condensation pour optimiser laconsommation lectrique du syst3meB entre celle du (entilateur qui refroidit le condenseur etcelle du compresseur de la machine frigorifique. Plus la temprature de condensation est"asse et plus le (entilateur (a consommer d&lectricit pour atteindre cette consigneB maisplus le !;P de la machine (a Ltre le( et la consommation lectrique du compresseurfai"le.

0nralementB la puissance lectrique du (entilateur est "ien plus fai"le que celle a"sor"epar la machine frigorifique. ;n (a donc chercher le plus sou(ent 8 diminuer la temprature

de condensation autant que possi"le en faisant fonctionner le (entilateur au ma%imumB ceciafin d&augmenter le !;P de la machine et ainsi diminuer la consommation lectrique glo"alede l&installation.

temprature de condensation >"7

consommation

.lectri*ue456/7

compresseur machine

(entilateurs condenseur

total

optimum

Figure 2$. 0ptimisation temprature condensation ; condenseur # air.

'l est tout 8 fait imagina"le d&a(oir une consigne de condensation glissante selon latemprature e%trieure 9atteindre une temprature "asse demande moins d&lectricitlorsque la temprature e%trieure est "asse:B ou du moins de tra(ailler a(ec deu% consignes

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Froid commercial

diffrentes en hi(er et en t.

?es diffrentes possi"ilits de rglage ainsi que les modifications 8 apporter au syst3medoi(ent Ltre discutes a(ec (otre installateur frigoriste pour permettre un fonctionnementoptimal de (otre installation.

n moyen d&adapter la temprature de condensation 8 la temprature e%trieure est celui dela mthode dite de la Hhaute pression flottanteI. Au lieu d&utiliser un dtendeur thermostatique

classiqueB peu adapt 8 la (ariation de pression de condensationB il est plus >udicieu%d&utiliser des dtendeurs 8 orifices multiples ouB mieu%B de type lectroniqueB qui permettentd&adapter la pression 9et donc la temprature: de condensation de consigne 8 la tempraturedu milieu e%trieur. $n plus d&augment l&efficacit nergtique de la machineB cette mthodea galement l&intrLt de rduire le temps de fonctionnement du compresseurB et doncd&augmenter sa long(it. ?a rduction de la temprature de condensation est cependantlimite par une pression de condensation minimum 9entre 2 et 25K! pour la plupart desinstallations:. !elle-ci empLche la formation de gaG 9Hflash-gasI: dans la partie liquide ducircuit frigorifiqueB nfaste au "on fonctionnement de l&installation. !ette mthode peut aussiLtre accompagne de la mise en (ariation de frquence du ou des (entilateurs 9(oir sousH5.5 0estion des au%iliairesI:.

,.3 +emprature d#%aporation!omme nous l&a(ons (u prcdemmentB la temprature d&(aporation a une influence sur lesperformances de l&installation @ plus elle est haute et plus le !;P de la machine frigorifiqueest le(.

?a temprature d&(aporation est dpendante du milieu ou du procd 8 refroidirB et est doncdifficile 8 optimiser. *eul dans le cas de charges thermiques (aria"les 9typiquement pour unecham"re froide: peut-elle Ltre adapte grce 8 un syst3me de rgulation reli au dtendeurlectroniqueB qui dfinit la temprature du syst3me en fonction de la charge.

ne temprature d&(aporation optimale de(ra donc dpendre de la charge 8 (acuer des

cham"res froides ainsi que de la temprature 8 maintenir 8 l&intrieur de ces derni3res C le"ut tant de maintenir la "asse pression d&une centrale frigorifique 9donc la tempratured&(aporation: le plus haut possi"le. ?a (ariation de la temprature d&(aporation ncessitel&utilisation de dtendeurs lectroniquesB "eaucoup plus coEteu% que les mod3lesthermostatiques. !ette mthode ne s&applique "ien que pour des installations d&une certainetaille.

?a plupart des installations ne disposent pas de cette possi"ilit de rglageB il faut dans cecas contacter (otre installateur frigoriste pour connaStre les dtails et les possi"ilits de (otreinstallation.

,. iffrentiel de rgulation de la temprature d#%aporation

?a temprature de l&(aporateurB pour un compresseur 8 (itesse fi%eB n&est pas constante @elle (arie entre deu% ni(eau% de tempratures qui ser(ent de rfrence pour ledclenchement et l&arrLt de l&installation frigorifique 9mthode du Htout ou rienI:. ?atemprature moyenne entre ces deu% ni(eau% correspond 8 la temprature nominalerequise. Vuand la temprature suprieure est atteinteB un syst3me de rgulation faitfonctionner l&installation frigorifique >usqu&8 ce que la temprature limite infrieure soito"tenue. ?&cart entre ces deu% tempraturesB appel Hdiffrentiel de tempratureI 9ouhystrsis:B r3gle le mode de fonctionnement de l&installation@ plus celui-ci sera grandB plus lafrquence de fonctionnement du syst3me sera rduiteB mais plus la dure de fonctionnementde l&installation sera longue.

Pour optimiser l&installationB il est ncessaire d&utiliser un diffrentiel rduit. Plus l&cart de

temprature est grandB plus la temprature d&(aporation rellement atteinte est "asse. ?aconsommation lectrique du compresseur s&en trou(e galement accrueB et la tempraturedu milieu ou du procd 8 refroidir perd en sta"ilit. ?&impact de cette mthode (arie en


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fonction de la charge thermique @ une rduction du diffrentiel de temprature de 2K! estplus efficace pour des charges thermiques partielles "asses qu&le(es. ?&incon(nientma>eur de cette mesure est que le compresseur est dclench plus frquemmentB ce quiaugmente son usure et diminue sa long(it.

Figure 2&. Diffrentiel de rglage de la temprature d'aporation.

,., estion des au"iliaires?es composants au%iliaires du syst3me frigorifiqueB c&est-8-dire essentiellement les(entilateurs pour une installation de froid commercial 9galement les pompes pour les plusgrosses installations:B peu(ent "nficier de l&adaptation de la puissance lectrique de leurmoteur en fonction du "esoin frigorifique.

Pour les (entilateursB cette technique est principalement intressante dans le cas del&utilisation de la haute pression flottante pour le rglage de la temprature de condensation.

?a solution classiqueB en l&occurrence rduire le nom"re de (entilateurs en fonctionnementBne permet qu&une adaptation tage du d"itB et entraSne une mau(aise rpartition de l&airsur le corps d&change 9une grande partie s&chappant alors par les orifices de (entilateurs 8l&arrLt et non plus le long du corps d&change:. ?a rgulation 8 d"it d&air (aria"le permetd&(iter ces incon(nientsB et donc d&amliorer l&efficacit nergtique du syst3me. ?espompesB tout comme les (entilateursB peu(ent par l&entremise de la (itesse (aria"le adapterleur d"it en fonction des "esoins rels de l&installation.

!e type de rgulation en d"it (aria"le 9installation de (ariateur de frquence: estconomiquement de plus en plus intressante a(ec la diminution des pri% des (ariateurs. 'ln&est donc pas inutile d&estimer la renta"ilit d&une telle mesure pour la modification d&uneinstallation e%istante qui ne disposerait pas de (ariation de frquence.

$n r3gle gnraleB les (entilateurs des (aporateurs fonctionnent non-stop. 'l est possi"le deles asser(ir 8 la temprature de la cham"re froideB ce qui rduit leur fonctionnement de faonsensi"le. outefoisB il faudra alors contrler que la temprature ne peut pas s&le(er de faonlocaleB endommageant ainsi les denres stoc=es.

,./ 0ariation de %itesse du compresseur!omme pour les au%iliaires et 8 partir d&une certaine puissance lectriqueB la mise en(ariation de frquence du compresseur peut Ltre une mesure renta"le.

?es performances nergtiques de l&installation peu(ent Ltre amliores en faisant (arier la(itesse de rotation du compresseur. ?a (ariation de la (itesse de rotation est gnralement

ralise par (ariation de frquence. !ette mthodeB fonctionnant grce 8 un syst3melectroniqueB permet une rgulation prcise de la production frigorifique en fonction de lapuissance lectrique du compresseur. ?a igure 2donne un e%emple de l&influence de la

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Froid commercial

(ariation de frquence sur le !;P d&une machine.

?es intrLts de cette mthode par rapport 8 celle du compresseur 8 (itesse fi%e et 8rgulation par diffrentiel de temprature sontB entre autresB l&augmentation de l&efficacitnergtique du syst3me 9surtout en charge thermique partielle et (ariante:B et une utilisationplus souple du moteur 9augmentation de la long(itB rduction du courant de dmarrage:.

!ependantB cette mthode se prLte moins "ien au% compresseurs 8 pistons qu&8 ceu% de

type *croll ou 8 (is. 'l faudra donc se renseigner aupr3s d&un spcialiste frigoriste pour(rifier la faisa"ilit d&une telle mesure sur (otre installation. /e plusB l&installation d&un(ariateur de frquenceB sur des machines de petite puissanceB augmente considra"lementle pri% de l&installation 9>usqu&8 trois fois suprieur:. ;n peut raisonna"lement en(isager une(ariation de (itesse du compresseur pour des puissances lectriques 8 partir de # =Nen(iron.

,. estion des cycles de dgi%rage?e dgi(rage des (aporateurs reprsente un point important de l&optimisation d&uneinstallation de froid commercial. !omme nous l&a(ons (u plus hautB la formation de gi(re surl&(aporateur diminue sensi"lement les performances de l&installation frigorifique.

?&optimisation du dgi(rage est relati(ement comple%e etB le plus sou(entB fait appel 8 unemthode itrati(e. $n effetB une frquence de dgi(rage trop le(e peut entraSner unesurconsommation en nergie de la part du syst3me de dgi(rageB alors qu&une frquencetrop rduite nuira 8 l&efficacit nergtique de l&installation. 'l s&agit donc de trou(er unoptimum entre ces deu% contraintes.

*ur les nou(elles installationsB il e%iste diffrents syst3mes de dgi(rage HintelligentsI quis&adaptent automatiquement en fonction de la prsence effecti(e ou non de gi(re surl&(aporateur. ;n peut donc dire que ces syst3mes s&optimisent automatiquement.

Par contreB ces syst3mes n&e%istent pas sur la plupart des installations de froid commerciale%istantesB oR les cycles de dgi(rages sont commands par une simple horloge. /ans ce

casB il s&agit d&optimiser la frquence ainsi que la dure des cycles.

/ans certains casB il peut Ltre intressant de modifier le syst3me de dgi(rage en installantpar e%emple des sondes de fin de dgi(rage.

?es paragraphes qui sui(ent prsentent les possi"ilits ainsi que les mthodologies 8 sui(repour l&optimisation du dgi(rage des (aporateurs.

5.(.1 Di:rae par rsistance lectri*ue

*ur la plupart des installations de froid commercialB le dgi(rage des (aporateurs se fait 8l&aide d&une rsistance lectrique qui (a chauffer et faire fondre le gi(re. $n gnralB largulation des cycles de dgi(rage se fait dans ce cas sur simple horloge.

+ous prsentons au% paragraphes qui sui(ent les diffrents aspects qu&il faut considrerpour optimiser un tel syst3me de dgi(rage.

ure et frquence des cycles

'l est relati(ement difficile de donner des dures et des frquences standards pour les cyclesde dgi(rage. $n effetB ils peu(ent Ltre tr3s (aria"les selon les conditions d&utilisation descham"res froides. ?a formation de gi(re sur l&(aporateur dpend essentiellement de lateneur en eau de l&air dans les cham"res ainsi que de la temprature de surface del&(aporateur @ plus l&air est humide et plus la surface de l&(aporateur est froideB plus laformation de gi(re sera rapide et importante.

?ors de la mise en ser(ice de (otre installationB (otre frigoriste configure l&horloge dedgi(rage selon son e%prience personnelle et selon des r3gles empiriques. 'l est cependantrecommand d&o"ser(er la formation de gi(re a(ant et apr3s les cycles de dgi(rage afin de


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rgler au mieu% la dure et la frquence des dgi(rages. !omme la formation de gi(re estplus importante en t 9humidit plus importante dans l&air am"iant:B il est prfra"le de faireces contrles en priode esti(ale lorsque le risque de gi(re est plus le(.

A(ant toute optimisation des cycles de dgi(rageB il faut s&assurer que le dgi(rage actuelsoit efficace. ?a premi3re chose 8 (rifier est la qualit du dgi(rageB c&est-8-dire la fusioncompl3te du gi(re 8 la fin du premier cycle dans la >ourne. *i la dure du premier cycle n&est

pas suffisanteB les prochains cycles ne seront non plus pas efficaces.A(ant de rduite le nom"re de cycles de dgi(rageB il faut donc que la dure des cycles soitsuffisante. $nsuite et seulement lorsque le nom"re de cycles sem"le optimalB il est alorspossi"le d&essayer une rduction de la dure des dgi(rages.

Par e%empleB si le gi(re n&a pas totalement disparu 8 la fin d&un cycleB il faudra alors songer 8augmenter la dure de ce dgi(rage. *i aucune formation de gi(re n&est (isi"le >uste a(antun cycle programm de dgi(rageB on peut essayer de supprimer ce cycle ou du moins leretarder.

$nstant des dgi%rages dans la ourne

?&instant des dgi(rages au cours de la >ourne est aussi un param3tre important pourgarantir des performances optimales de (otre installation frigorifique.

$n gnralB la formation de gi(re sur l&(aporateur est moins importante lorsque les charges8 (acuer sont fai"les et lorsqu&il y a peu d&ou(erture de portes pour sortir ou entrer desaliments. 'l est donc sou(ent superflu de dgi(rer la nuitB ou alors les cycles peu(ent Ltre auminimum rduits durant cette priode.

A titre indicatifB on pourrait imaginer la rpartition des cycles au cours de la >ourne de lafaon sui(ante 9"ase pour # cycles: @

n cycle 8 22 heures

n cycle 8 7 heures

n cycle 8 11 heures

n cycle 8 16 heures

n cycle supplmentaire 8 2 heures du matin serait certainement superflu et pourrait ainsiLtre supprim.

'l y a cependant un a(antage 8 dgi(rer la nuit @ comme le compresseur fonctionne 8 fai"lecharge et qu&il y a peu de pertur"ations e%trieuresB le dgi(rage sera alors plus efficace etplus rapide. /e plusB la temprature de la cham"re froide en sera moins pertur"eBgarantissant ainsi une plus grande sta"ilit au% denres stoc=es.

)onde de dbut ou de fin de dgi%ragene rgulation des cycles de dgi(rage a(ec sondes de d"ut et de fin de dgi(rage est une"onne alternati(e 8 la rgulation par simple horloge. 'l en e%iste de plusieurs types mais leprincipe reste le mLme @

'l s&agit de dtecter la prsence de gi(re sur l&(aporateur 8 l&aide de capteurs 9le plus

sou(ent des sondes de temprature: afin d&enclencher etJou de dclencher ledgi(rage.

?a prsence de gi(re se traduit par une temprature de surface de l&(aporateur

autour de K! 9glace: alors qu&en fonctionnement sans gi(re cette temprature estcelle de la cham"re froide.

/es syst3mes simples et relati(ement peu coEteu% e%istent pour modifier les rgulations parhorloge a(ec des sondes de d"ut etJou de fin de dgi(rage. 'l faut dans ce cas consulter(otre frigoriste pour connaStre les solutions qu&il peut (ous proposer.

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Froid commercial

5.(.2 +utres s;stmes de di:rae

/&autres syst3mes de dgi(rage e%istent mais ils sont peu rpandus dans les applications defroid commercial de petite taille. 'l s&agit des modes sui(ants @

tilisation des gaG chauds du compresseur @ ce syst3me a l&a(antage d&utiliser la chaleur

perdue du condenseur pour fondre le gi(re sur l&(aporateur. Par contreB il ncessite uneconduite supplmentaire ainsi qu&un syst3me de rgulation asseG (olu. Pour cette

raisonB on ne le rencontre que sur de grosses installations oR les coEts d&e%ploitation sontle(s.

Aspersion d&eau @ on peut utiliser de l&eau prchauffe par la rcupration de chaleur sur

le condenseur pour faire fondre la glace de l&(aporateur. !e syst3me est utilisnotamment dans les cham"res froides de fruits et lgumes oR un fort tau% d&humiditamliore la conser(ation des produits stoc=s.

entilation a(ec l&air am"iant de la cham"re @ cette technique utilise l&air am"iant de la

cham"re pour fondre le gi(re de l&(aporateur. !ette mthode est de moins en moinsutilise en raison du fai"le diffrentiel de temprature entre le gi(re et l&air de la cham"requi prolonge la dure du dgi(rage. !e syst3me peut mLme Ltre utilis dans des

cham"res de conglation C la glace est alors supprime par su"limation.!omme ces syst3mes de dgi(rage sont peu rpandus dans les installations de froidcommercial qui font l&o">et de ce sminaireB nous n&allons pas nous attarder sur les mesuresd&optimisation qui peu(ent Ltre prises dans ce cas. /e plusB la consommation d&nergie deces syst3mes tant moins importante que celle des dgi(rages lectriquesB le potentield&optimisation en est galement rduit.

,. estion des chambres froides*ur une installation de froid commercialB il faut non seulement e%ploiter la machinefrigorifique de faon optimaleB mais aussi les cham"res froides qui en dpendent. A ceni(eauB il faut sur(eiller les points qui sui(ent.

5.).1 'tocae des aliments et produits

/ans la mesure du possi"leB on essaie d&a(oir une cham"re froide pour chaque typed&alimentsB ou du moins de regrouper les aliments dans les diffrentes cham"res froidesselon les tempratures de stoc=age requises.


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Froid commercial

Figure 2. toc


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Froid commercial

cham"re froidepositi(e

cham"re de conglation-1,K!

Figure 2+. 7emple de disposition de cham*res froides.

5.).3 +daptation des tempratures?es tempratures des cham"res froides doi(ent Ltre adaptes selon la nature des alimentsqu&elles contiennentB ceci en respectant les directi(es sur les denres alimentaires 9(oir plushaut sous W&2.# $%ploitation d&une installation de froid commercialI:. ?a mise en place d&unauto-contrle facilite l&optimisation des tempratures des diffrentes enceintes en donnant lemoyen de sur(eiller en permanence l&(olution de ces tempratures. 'l s&agit donc de rele(erBde contrler et de consigner les tempratures une fois par >our sur une feuille "ien (isi"le.*ur certaines installations 9surtout conglation:B cet auto-contrle est encore coupl 8 unecentrale d&alarmes qui sur(eille les tempratures des enceintes frigorifiques.

Figure 2,. Rele's "uotidiens des tempratures a'ec centrale d>alarmes.


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Froid commercial

ype dFaliment ransport *toc=age ente

(iande 7 2 5

(iande hacheB produits 8

"ase de (iande hache

crueB minc

5 2 5

autres produits 8 "ase de

(iande

7 5 5

poissonsB crustacsB

mollusquesB

chinodermesB entiers ou

dcoups

2 2 2

produits surgels -1, -1, -1,

(iande congele destine

8 la transformation en tant

que produit intermdiaire

-12

produits laitiers 5 5 5

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Froid Commercial 131023