Comment optimiser le fonctionnement du cycle frigorifique ?

dimanche 31 janvier 2016
par  EcoEnergieTech
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  1. Optimiser le fonctionnement du cycle frigorifique

On peut montrer que l’efficacité énergétique est proportionnelle au rapport de températures :

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Retenez bien ce ratio, il va souvent guider vos démarches lors de la recherche d’économies d’énergie. En effet, plusieurs constats concrets peuvent en ressortir :
- l’efficacité sera d’autant meilleure que la température de l’évaporateur sera élevée. Il est donc inutile et coûteux de refroidir plus que nécessaire ;
- l’efficacité sera également d’autant meilleure que l’écart de température entre condenseur et évaporateur est faible.

Or, pour pouvoir prélever de la chaleur à la chambre froide, la température d’ébullition du réfrigérant dans l’évaporateur doit être plus basse que celle de la chambre froide. De même, pour céder de la chaleur à l’ambiance, la température d’ébullition dans le condenseur doit être plus élevée que celle qui règne à l’extérieur.

Donc, l’écart de températures qui figure dans le calcul de l’efficacité énergétique est plus grand que celui qui règne entre la chambre froide et l’air ambiant. On peut donc en déduire que l’on doit trouver des écarts de température optimum :
- entre la chambre froide (paramètre influant = température chambre froide) et le réfrigérant dans l’évaporateur
- entre l’ambiance (paramètre influant = température extérieure) et le réfrigérant dans le condenseur
Si ces écarts sont trop faibles, les échanges de chaleur n’ont pas lieu ou alors les surfaces d’échange à installer sont gigantesques. S’ils sont trop importants, c’est la facture d’électricité qui devient gigantesque.

Par ailleurs, si les écarts de température entre la chambre froide et l’air ambiant sont faibles, on peut aussi se demander si l’installation frigorifique a encore un intérêt. Un refroidissement par ventilation ou par tout de refroidissement serait peut-être plus judicieux.


  1. Economies d’énergie

On estime qu’une économie de l’ordre de 20 % en moyenne est réalisable sur les installations de froid. Il existe plusieurs voies pour tenter de réduire les consommations d’électricité du froid, les axes de réflexion principaux sont :
- Tenter de réduire les charges thermiques internes à la zone que l’on désire refroidir. Pour une zone de stockage, on évitera d’y introduire des produits sortant d’un four ou d’un bain de cuisson, on s’assurera également que les déperditions thermiques de la chambre froide sont limitées. S’il s’agit de rafraîchir une zone d’occupation, on veillera à limiter les apports thermiques tels que les machines, équipements de bureau, éclairage ou apports solaires.
- Maintenance
- Remettre en question les éléments de l’installation (surfaces d’échange, débits, puissance du compresseur,...)


Remarquons que pour de nombreux systèmes (en particulier ceux d’une puissance < à 10 kW), les économies potentielles ne peuvent pas justifier les mesures complexes et coûteuses nécessaires à l’élaboration de données précises.Dans de tels cas, l’évaluation peut être conduite sur la base d’estimations appropriées, par exemple :
- l’amortissement annuel peut être estimé à 10 % du coût actuel de remplacement du système entier
- les coûts de maintenance peuvent être estimés à 7/9 % du coût actuel de remplacement
- le coût de l’énergie peut être estimé à partir de la puissance nominale et des durées d’exploitation.