Évaluer l'installation de froid alimentaire


La qualité de la chaîne du froid

Depuis le stade de la production jusqu’à celui de la consommation, la limitation de la dégradation des denrées alimentaires passe par le maintien de la « chaîne du froid « . Que les denrées arrivent dans les commerces au stade « en l’état » (ne subissent pas de transformation depuis leur culture, leur pêche, …) ou « manufacturées (fromage, yaourt, …), la température de conservation, l’humidité sont des données essentielles pour ralentir leur dégradation. En effet, il faut garantir aux consommateurs une qualité des denrées au niveau hygiénique, nutritionnel et organoleptique.

Deux techniques de conservation prédominent, à savoir :

  • la réfrigération ou froid positif (> 0 °C, 4 à 8 °C, >8 °C);
  • la congélation ou froid négatif (-24 °C,-18 °C, -12 °C).

Les équipements frigorifiques doivent donc assurer l’hygiène dès l’arrivée des denrées dans les magasins de distribution et durant tout leur cycle de vie depuis les zones de stockage jusqu’à leur distribution.

Températures à garantir

Chambre froide fruits et légumes

4 à 6 °C

Chambre froide viande

2 à 4 °C

Chambre froide poisson

2 à 4 °C

Chambre froide pâtisserie

2 à 4 °C

Chambre froide de jour

2 à 4 °C

Congélateur

– 12 à – 24 °C

Local de stockage des déchets

10 °C

Cave à vin conditionnée

10 à 12 °C/HR 75 %

Local de tranchage

10 °C

Réglementation

Deux réglementations européennes décrivent principalement les dispositions à prendre pour les conservations des denrées alimentaires classiques  (CE 852/2004) et d’origine animale (CE 853/2004) (PDF).

Deux Arrêtés royaux (AR 57470 paru au moniteur belge du 22.12.2005 et AR 57449 paru au moniteur belge du 22.12.2005) traduisent respectivement les réglementations européennes en droit belge.

Recommandation

Les réglementations en matière d’hygiène alimentaire ne précisent que très peu les températures de conservation à respecter durant toute la chaîne alimentaire froide. Aussi, la plupart se réfèrent au code de bonne pratique HACCP (Hazard Analysis Critical Control Point).

Les Guides HACCP pour les PME et les artisans représentent une source importante d’informations concernant les températures réglementées en fonction du type de denrée.

Comment évaluer sa situation ?

L’évaluation de la qualité de la chaîne de froid passe principalement par le respect et le contrôle :

  • des températures de conservation et des fluctuations autour de la valeur moyenne de ces températures;
  • des durées de conservation;
  • de la qualité des emballages;

Du point de vue énergétique, la mesure des températures de conservation est essentielle.

Évaluer

Pour en savoir plus sur l’évaluation de la qualité de la chaîne du froid alimentaire

Le confort thermique et acoustique

 Le confort thermique

Le confort thermique du corps humain est complexe car différents paramètres l’influencent; à savoir principalement :

  • la température de l’air;
  • la température de rayonnement du milieu qui l’entoure;
  • l’humidité de l’air;
  • la vitesse de l’air;
  • son métabolisme et le type de vêtements qui le recouvre.

Dans les commerces, la présence du froid alimentaire complexifie la perception du confort thermique puisque les travailleurs peuvent se retrouver confrontés à des températures variables dans des laps de temps assez courts comme passer d’une température de -18 °C dans les chambres froides à 18 °C dans les réserves et vice versa.

Effet du froid sur le corps humain ?

Le corps humain est prévu pour fonctionner à une température constante de 37 °C. Quand il est soumis à des températures externes basses, des mécanismes complexes internes adaptent le métabolisme afin de rétablir l’équilibre thermique. Le froid, dans des conditions extrêmes de température peut devenir vite dangereux pour la santé.

Quels risques pour la santé ?

L’exposition à des basses températures se rencontre fréquemment dans la chaîne de froid alimentaire que ce soit au niveau du personnel ou des clients. Les principaux effets sur la santé d’une exposition directe et prolongée au froid sont :

  • l’hypothermie;
  • l’engelure;
  • un risque accru de troubles musculosquelettiques (TMS) en cas d’exposition prolongée.

Dans les commerces, ce dernier risque est le plus représentatif des problèmes liés au travail dans le froid. Une exposition prolongée des extrémités du corps (mains principalement) au froid entraîne une perte de dextérité liant les basses températures aux risques d’accident du travail.

Quels facteurs de risque ?

Les facteurs de risque sont de différents types :

  • climatiques ou ambiants tels que la température, l’humidité et la vitesse de l’air. En dessous de 15 °C l’inconfort est présent, sous les 5 °C, il y a un risque pour la santé, au-dessus d’une vitesse de déplacement de l’air de 0,2 m/s, la sensation d’inconfort s’accroît, …
  • liés au poste de travail ou à la tâche à exécuter. Le type d’habillement, la pénibilité du travail (transpiration ou pas), … prennent toute leur importance par rapport au risque d’inconfort et d’accidents liés au froid;
  • individuels tels que le type d’alimentation, l’état de fatigue, le sexe, …

Comment évaluer sa situation ?

L’évaluation du confort passe par l’élaboration d’une méthode de quantification de l’équilibre thermique du corps humain en fonction des contraintes externes et de l’habillement. L’indice d’isolation vestimentaire IREQ (Required Clothing Insulation Index) permet de choisir des vêtements adaptés au froid en assurant au corps un bon équilibre thermique. Il est admis que cet indice doit être utilisé lorsque la température est inférieure à 10 °C. Un IREQ couramment rencontré est 2,6.

L’évaluation de la « température cutanée du dos de la main » permet d’établir un seuil en dessous duquel la dextérité des mains se réduit; c’est le cas en dessous de 24 °C. Dès cet instant, il est nécessaire d’adapter son temps de travail et exposé et de choisir un type de gant adapté à la tâche.

Une tenue vestimentaire composée :

  • de sous-vêtements;
  • d’un caleçon long;
  • d’un pantalon;
  • d’une veste isolante;
  • d’un surpantalon ;
  • de chaussettes ;
  • de chaussures;
  • d’un bonnet;
  • de gants;

permet d’atteindre un IREQ de l’ordre de 2,6.

Attention que la couche la plus proche de la peau doit être isolante et perméable à la transpiration de manière à éloigner l’humidité de la peau afin de la maintenir sèche.

Recommandations, normes et règlementations

  • La norme EN 511 définit les exigences et les méthodes d’essai des gants de protection contre le froid, d’origine climatique ou artificielle, transmis par convection ou par conduction jusqu’à – 50 °C;
  • Le prEN 342 spécifie les exigences et les méthodes d’essais de performance des vêtements de protection contre le froid à des températures inférieures à – 5 °C.

L’inconfort des bouches de pulsion d’air

Lorsque l’air pulsé entre dans la zone d’occupation du local, il se réchauffe au contact de l’air ambiant. Si la différence de température entre cet air et l’air ambiant dépasse encore 1 °C en pulsion froide on risque de ressentir une sensation de « masse d’air » lorsque l’on se déplace dans le local.

La zone d’occupation est souvent représentée par la surface du local de laquelle on a soustrait une bande de 50 cm le long des murs intérieurs et de 1 m le long des murs extérieurs, ce sur une hauteur de 1,8 m. Dans cette zone, à 1.8 m du sol, la vitesse de l’air ne devrait pas dépasser 0,2 m/s et le long des murs 0,4 m/s.

Dans l’évaluation du confort, on veillera ce que l’effet COANDA (effet plafond) ne soit pas perturbé par des obstacles au plafond (retombée, poutre, luminaires, …)

Schéma effet coanda

Locaux requérant une attention particulière

> Les chambres froides

Il n’y pas vraiment de confort dans ces locaux sachant que les températures sont basses, les mouvements d’air important, … Heureusement pour le travailleur, il n’y passe que très peu de temps. De plus, il est nécessaire qu’il s’habille en conséquence pour limiter les risques liés au froid intense.

> Les zones climatisées

La liaison froide est en général recommandée par HACCP (Hazard Analysis Critical Control Point) lorsque l’activité dans les commerces nécessite de transformer les denrées alimentaires; c’est le cas par exemple des boucheries, des traiteurs, … Ces zones sont occupées par du personnel qui doit travailler dans une ambiance où la température ne peut pas dépasser 12 °C. Comme on peut s’y attendre, l’inconfort est un souci majeur.

> Les allées froides des meubles frigorifiques ouverts

L’ouverture permanente des meubles frigorifiques dans les « allées froides » perturbe le confort du personnel et des clients d’autant plus que dans un souci d’une part de vente et d’autre part d’efficacité énergétique, les meubles frigorifiques verticaux sont en vis-à-vis et, par conséquent augmentent l’inconfort au point de devoir chauffer la partie centrale des allées. Dans la pratique, les températures au centre des « allées froides peuvent descendre à 16 °C.

Évaluer

Pour en savoir plus sur l’évaluation du confort thermique.

Le confort acoustique

Un faible niveau sonore améliore la qualité de l’ambiance de travail et réduit la fatigue.

Outre le confort thermique, certaines ambiances des locaux liés au froid alimentaire sont souvent inconfortables. On se référera, par exemple, aux ateliers de boucherie où les ventilateurs des évaporateurs peuvent être, si on n’y prend pas garde, de véritables sources de nuisance sonore. Idem dans les surfaces de vente, les meubles frigorifiques ouverts ont des rideaux d’air qui peuvent, faute d’entretien, devenir bruyants perturbant le confort sonore des clients.

Attention qu’il faut bien distinguer les zones de présence permanence (par exemple les ateliers, les espaces de vente, … ) des zones où la présence des travailleurs est momentanée (chambre froide de stockage par exemple).

Valeurs recommandées

Quel confort acoustique est à atteindre dans les locaux, quel niveau de bruit maximum est acceptable ?

Dans les commerces, une valeur souvent rencontrée est de l’ordre de 35-45 dB.

Comment évaluer sa situation ?

Avant de l’évaluer, il est primordial de déterminer les sources en différenciant les bruits aériens (transmission des vibrations par l’air) des solidiens (transmission des vibrations, des impacts par la masse du bâtiment par exemple).

On veille aussi à prendre soin de l’isolation des bâtiments par rapport aux bruits extérieurs (notamment, les fenêtres sont un point faible dans la façade). Une fois la source sonore nuisible isolée, on peut évaluer sa valeur par l’utilisation d’un sonomètre.


L’efficacité énergétique des meubles frigorifiques, des chambres froides, …

 Les meubles frigorifiques ouverts et fermé

Schéma principe meuble frigorifique-01.  Schéma principe meuble frigorifique-02.  Schéma principe meuble frigorifique-03.  Schéma principe meuble frigorifique-04.

Les efficacités thermique et énergétique des meubles frigorifiques ouverts ou fermés sont intimement liées. Dans les deux cas, il est nécessaire de maintenir à température les denrées tout en optimisant les consommations énergétiques.

Dans les commerces où le froid alimentaire est très présent, les consommations qui lui sont liées (y compris la production frigorifique) représentent en direct de l’ordre de 30 à 55 % du total des consommations électriques.

Attention qu’à l’heure actuelle des consommations parallèles (ou indirectes) peuvent être générées par le refroidissement excessif des ambiances des magasins (quantité de linéaire ouvert très importante) en augmentant les consommations HVAC (Heating Ventilation Air Conditioning). C’est le cas notamment pour assurer le confort comme le réchauffement des « allées froides ».

La principale consommation énergétique :

  • des meubles frigorifiques fermés provient de l’échange d’air entre l’ambiance de la zone de vente et l’intérieur du meuble lors de l’ouverture des portes;
  • celle des meubles frigorifiques ouverts est issue de l’échange d’air entre l’ambiance de la zone de vente et l’intérieur du meuble à travers le rideau d’air ou l’interface entre les deux ambiances climatiques.

Certifications et normes

La performance énergétique des meubles frigorifiques peut être déterminée dans le cadre d’une certification EUROVENT. La plupart des grandes marques adhèrent à cette certification qui permet de comparer des pommes avec des pommes au niveau des consommations énergétiques des équipements.

Des tests sont réalisés en laboratoire dans des classes de fonctionnement tendant à se rapprocher le plus possible de la réalité du terrain. Les fourchettes de consommation moyenne totale TEC/TDA des meubles certifiés par EUROVENT sont :

  • pour la réfrigération (froid positif) comprise entre 5 et 15 kWh/m².jour* selon l’application;
  • pour la congélation (froid négatif) comprise entre 20 et 35 kWh/m².jour* selon l’application.

* : consommation électrique totale du meuble par m² de surface totale d’exposition et par jour.

Attention que ces valeurs ne sont pas des critères d’efficacité énergétique, mais simplement des mesures de consommations énergétiques selon un même protocole de mesures.

Apports thermiques

Les apports thermiques des meubles ouverts et fermés influencent leur bilan énergétique. Ils proviennent des apports internes et externes :
  • les apports internes sont principalement dus à l’éclairage, la chaleur des ventilateurs en convection forcée, les cycles de dégivrage, …;

  • les apports externes eux proviennent de l’ambiance de la zone de vente par induction et rayonnement au niveau de l’ouverture, par pénétration au niveau des parois, …

Bilans thermique et énergétique

> Les meubles ouverts

Le bilan thermique des meubles permet de dégager les consommations énergétiques de la production frigorifique (consommations électriques des compresseurs principalement). En effet, le bilan thermique des apports tant internes qu’externes détermine la puissance frigorifique de l’évaporateur des meubles qui, elle, conditionne au cours du temps le bilan énergétique de la machine frigorifique :

  • pour les applications de froid positif, on retiendra que l’évaporateur doit fournir les 2/3 de son énergie frigorifique pour combattre principalement l’induction au travers de l’ouverture du meuble.
  • Pour les applications de froid négatif, la plupart des consommations énergétiques proviennent surtout des apports externes (induction, rayonnement et pénétration) mais aussi du dégivrage. Il faudra donc en tenir compte dans une démarche énergétique URE (Utilisation Rationnelle de l’Énergie).

Exemple d’apports énergétiques d’un meuble ouvert vertical positif d’apports énergétiques d’un meuble ouvert horizontal négatif.

> Les meubles fermés

Le même exercice pour les meubles fermés :

  • en journée, l’évaporateur doit fournir une énergie frigorifique pour combattre principalement l’induction au travers de l’ouverture des portes du meuble. Cette induction représente 25 % des apports internes et externes tandis que les dégivrages nécessaires par résistances électriques représentent, quant à eux, 25 % des apports;
  • en dehors des périodes d’occupation, la moitié des apports proviennent de la pénétration au travers des vitres.

Exemple d’apports énergétiques de jour d’un meuble fermé vertical négatif et d’apports énergétiques de nuit d’un meuble fermé vertical négatif.

Dans certains cas, la consommation moyenne des meubles fermés peut être de l’ordre de 50 % du même modèle de meuble ouvert.

Puissances frigorifiques spécifiques et températures

La classification des meubles frigorifiques s’articule principalement sur des valeurs de puissance frigorifique par mètre linéaire [W/ml] :

  • pour les meubles ouverts :
    • pour les applications de froid positif, les puissances spécifiques oscillent en général entre 0,2 kW/ml (vitrine service par le personnel en convection naturelle) et 1,3 kW/ml (meuble vertical self service à convection forcée);
    • pour les applications de froid négatif, les puissances spécifiques, quant à elle, varient entre 0,4 et 2,1 kW/ml (respectivement pour les gondoles horizontales self-service en convection forcée et les meubles verticaux à convection forcée).
  • Pour les meubles frigorifiques fermés, les valeurs de puissance frigorifique par mètre linéaire sont de l’ordre de 0,8 à 0,9 [kW/ml]. On rencontre la plupart des meubles fermés dans les applications à froid négatif. Imaginez ce que serait la consommation des meubles à froid positif fermés.

Influence sur le bilan frigorifique du rideau d’air, du givrage, …

> Les rideaux d’air

Rideau d’air d’un meuble vertical ouvert positif.

Rideau d’air d’un meuble horizontal ouvert négatif.

Le point faible des meubles frigorifiques ouverts est naturellement la difficulté de maintenir une température interne basse au sein du meuble par rapport à une ambiance des zones de vente de l’ordre de 20 °C, soit un écart de température pouvant aller jusqu’à 50 °C, voire plus dans certaines conditions. Le rideau d’air vient au secours de ce type de meubles.

Pour évaluer l’efficacité d’un rideau d’air, on définit en général le taux d’induction X par le rapport de la masse d’air ambiant mélangée à celle du rideau d’air du meuble par unité de temps.

Le taux d’induction optimal est :

  • de l’ordre de 0,05 à 0,06 pour les meubles horizontaux;
  • de l’ordre de 0,1 à 0,2 pour les verticaux.

Le mélange de l’air ambiant et de l’air du rideau et de l’air interne au meuble entraîne deux phénomènes :

  • le refroidissement et la déshumidification de l’air ambiant externe au meuble (zones de vente);
  • le réchauffement et l’humidification à la reprise du rideau d’air. Ce deuxième phénomène est la cause principale de la consommation énergétique de l’évaporateur et, par conséquent de la production de froid (énergie nécessaire au refroidissement et au dégivrage).

Intuitivement, les déperditions par induction seront plus grandes pour les meubles frigorifiques verticaux de par un taux d’induction plus important.

> Le givrage

Formation de givre.

La formation de givre entraîne une réduction de la puissance frigorifique P0 suite à :
  • une réduction du débit d’air passant au travers de l’évaporateur;
  • et par conséquent une augmentation des pertes de charge dans le circuit de refroidissement;
  • une augmentation de la résistance thermique de la surface de refroidissement;
  • une chute de la température du fluide frigorigène.

Aussi, il découle de la réduction de débit que l’efficacité du rideau d’air sera moindre en favorisant l’augmentation des apports par induction, le passage accru de l’humidité de l’air ambiant et l’augmentation de la température de l’intérieur du meuble, …

Un dégivrage est donc nécessaire : pour les applications négatives, il faut tenir compte dans le bilan énergétique de la consommation de la résistance électrique de dégivrage.

Rappelons que de l’ordre de 23 % de l’énergie nécessaire à l’évaporateur pour combattre les apports sont dus au dégivrage lorsque l’on effectue 2 dégivrages de 30 minutes par jour.

> L’éclairage
Photo éclairage meuble frigorifique - 01.Photo éclairage meuble frigorifique - 02.Photo éclairage meuble frigorifique - 03.

Le placement d’éclairage directement dans l’enceinte du meuble augmente la consommation d’énergie à l’évaporateur de l’ordre de 10 %.

> Les protections de nuit

Photo protections de nuit meuble frigorifique - 01.   Photo protections de nuit meuble frigorifique - 02.

Les rideaux de nuit sont primordiaux dans la lutte contre les apports thermiques des meubles ouverts.

Sur une journée, avec des périodes d’inoccupation de 12 à 14 heures, on peut réduire de l’ordre de :

  • 8 à 45 % les consommations des meubles horizontaux suivant le type de protection (simple rideau à couvercle isolé par exemple);
  • 12 à 30 % les consommations des meubles verticaux.
> Les cordons chauffants

Photo cordons chauffants meuble frigorifique.

La chaleur générée par les cordons chauffants représente un apport de l’ordre de 1 %.

Évaluer

Pour en savoir plus sur l’évaluation de la performance énergétique des meubles ouverts.

Évaluer

Pour en savoir plus sur l’évaluation de la performance énergétique des meubles fermés.

 Les chambres froides

Photo chambres froides - 01.  Photo chambres froides - 02.

Analyse quantitative

Elle est purement indicative et n’est valable que si elle est complétée par l’analyse qualitative et comparée à une valeur de référence (de l’ordre de 200 Wh/m² de surface de vente pour la conservation par exemple). Bien que parfois difficile, l’évaluation de sa propre consommation peut se faire en mesurant les consommations électriques sur plusieurs jours au niveau de l’alimentation électrique :

  • du compresseur;
  • des ventilateurs de l’évaporateur et du condenseur;
  • des éclairages;
  • des cordons chauffants;

Analyse qualitative

La consommation (en général électrique) du poste froid dépend essentiellement du rendement de la production frigorifique, de la quantité de froid nécessaire pour refroidir les denrées et de la perte de froid. En décortiquant différents indices d’anomalie de consommation consignés dans une grille d’évaluation, on peut réaliser une analyse qualitative. Les indices sont entre autres : le type de refroidissement du compresseur, le transfert de froid dans la chambre froide, les fuites d’énergie par déperdition, …


L’efficacité énergétique et environnementale de la distribution du froid et de la production frigorifique

La distribution du froid

Circuit simple à détente directe.

Centrale à détente directe.

Centrale avec circuit caloporteur bi-tube (eau glycolée par exemple).

Centrale avec circuit caloporteur mono-tube (eau glycolée par exemple).

Détentes directe et indirecte : principe

Les diverses réglementations et normes accentuent la pression afin de diminuer l’utilisation massive des fluides frigorigènes ayant un impact sur l’effet de serre et la couche d’ozone (comme le R22 par exemple).

La solution qui vient directement à l’esprit est la détente directe (c’est le fluide frigorigène qui produit directement le froid avec un seul circuit) avec groupe frigorifique incorporé au meuble. Cette solution est intéressante pour les commerces de détail avec toutefois un bémol quant au niveau de la performance énergétique de l’installation (la température de condensation est en permanence élevée de part la température élevée régnant généralement dans les magasins).

Dans les moyennes et grandes surfaces, la détente directe est toujours envisageable, mais avec une production frigorifique centralisée à l’extérieur des zones de vente. Des quantités plus importantes de fluide frigorigène sont mises en jeu; ce qui grève l’efficacité environnementale de l’installation (on parle régulièrement de 600 kg de fluide frigorigène pour un supermarché par exemple). Pour cette raison, des solutions ont été développées pour réduire la quantité de fluides dans les circuits frigorifiques. Par exemple, l’utilisation de circuits primaires de fluides frigorifiques classiques en production centralisée et des circuits secondaires à fluide frigoporteur en distribution « utiles » (boucle secondaire d’eau glycolée par exemple) sont des solutions actuellement proposées aux responsables des grandes surfaces.

Réglementations et normes

En matière de sécurité, la norme NBN EN 378-1 traitant des « Systèmes de réfrigération et pompes à chaleur – Exigences de sécurité et d’environnement – Partie 1 : Exigences de base, définitions, classification et critères de choix » est une norme utilisée plutôt pour la conception, la fabrication, l’installation, le fonctionnement et la maintenance des installations frigorifiques. Cependant, elle nous donne aussi une idée précise dans l’évaluation des risques liés à l’utilisation de ces fluides.

Détente directe pour groupe incorporé

Les groupes incorporés dans les meubles frigorifiques ont des faibles charges de fluide frigorigène; ce qui limite l’impact de ce type de distribution sur l’environnement. Par contre, au niveau de l’efficacité énergétique, la détente directe de « proximité » est réservée au faible puissance frigorifique. Indirectement, de par un risque d’investissement trop conséquent par rapport à la puissance mise en jeu, les auxiliaires de régulation sont souvent peu performants et, par conséquent réduise l’efficacité énergétique de l’ensemble.

Détente directe pour production centralisée

Dans ce cas, le groupe frigorifique ne se trouve pas nécessairement à proximité des applications (meubles, chambre froide, …). La quantité de fluide frigorigène augmente donc et influence défavorablement l’impact sur l’environnement. En 2004, on comptait encore de l’ordre de 10 à 22 % de taux d’émission de fluide frigorigène dans l’atmosphère. Au niveau énergétique, il est nécessaire :

  • de limiter les pertes de charge tant dans les conduites d’aspiration que liquides (entre le condenseur et le détendeur);
  • d’isoler les conduites d’aspiration afin de faciliter le travail du compresseur;
  • d’isoler les conduites liquides afin d’éviter le risque de « flash gaz » et d’augmenter la puissance frigorifique de l’évaporateur.

Circuit frigoporteur

Les circuits frigoporteurs ne sont pas encore très courants dans le froid alimentaire au niveau de la distribution. Cependant, l’impact sur l’environnement et la sécurité des usagers pourraient voir apparaître des solutions comme les boucles frigoporteurs. Ce type de circuit secondaire permet de limiter les quantités de fluide frigorigène pour les grandes installations.

Actuellement, on trouve des installations dont le fluide frigoporteur est de l’eau glycolée, du CO2, ….

Évaluer

Pour en savoir plus sur l’efficacité de la distribution de froid.

La production de froid

Photo production de froid - 01.Photo production de froid - 02.Photo production de froid - 03.

L’efficacité de la production frigorifique

De l’analyse du fonctionnement thermodynamique de la machine frigorifique, on déduit son efficacité énergétique instantanée ou COPfroid. C’est le rapport entre la quantité de chaleur absorbée par l’évaporateur et la quantité d’énergie électrique totale absorbée par l’installation, soit principalement le compresseur, mais également les équipements annexes (ventilateurs, pompes de circulation d’eau, … ). On trouve dans les catalogues des valeurs de COPfroid de l’ordre de 2,5 à 5. Plusieurs méthodes d’évaluation de la performance énergétique d’un groupe de froid sont disponibles dont la lecture des puissances sur la plaque signalétique et la mesure des différences de température aux échangeurs.

Le bilan énergétique annuel

Si l’estimation ponctuelle du COPfroid de la machine frigorifique n’est déjà pas simple, réaliser le bilan énergétique annuel de l’appareil est vraiment complexe et long.

Pour déterminer la consommation d’énergie d’une installation, il est nécessaire d’intégrer tout au long de l’année les puissances absorbées à chaque régime de marche de tous les éléments consommant de l’énergie. Pour cela, il faut déterminer la variation des besoins de froid et le nombre d’heures correspondant à chacun de ses besoins; ceux-ci seront spécifiques à chaque installation. Le calcul est donc complexe …

En pratique, c’est un compteur électrique qui pourra totaliser les consommations, et l’historique du régulateur numérique qui pourra établir le fonctionnement sur une saison.

Le diagnostic d’une installation existante

Les signes de dysfonctionnement d’une installation frigorifique tels que les augmentations du temps de fonctionnement ou de démarrage du compresseur, le givrage de l’évaporateur, … entraînent des surconsommations. Les moyens de les mettre en évidence sont la mesure des puissances électriques et à l’évaporateur (calcul du COP) ou la mesure des temps de fonctionnement, du nombre de démarrages, … et d’effectuer la comparaison avec les valeurs nominales fournies par le constructeur.

La rentabilité énergétique des interventions de maintenance

Certaines sources (SECA) montrent que des économies peuvent être générées en nettoyant les ailettes des condenseurs à air (10 à 30 %) ou l’intérieur des échangeurs fluide frigorigène/eau côté eau (15 à 25 %). À l’inverse, le manque d’entretien peut entrainer des surconsommations de l’installation.

L’analyse de la puissance frigorifique installée

Une installation surdimensionnée génère des pertes de fonctionnement supplémentaires… Il est donc conseillé de « coller le plus possible aux besoins frigorifiques des applications :

  • Les applications de réfrigération comme les meubles, les vitrines … ont des puissances installées comprises entre 200 et 1 300 W/ml* suivant le type d’application. Le relevé du nombre de mètres linéaires installés dans le magasin permet d’approcher la valeur de puissance que devrait renseigner la plaque signalétique du ou des compresseurs alimentant ces meubles;
  • Les applications de congélation comme les meubles, les gondoles, … ont des puissances installées comprises entre 400 et 2 100 W/ml suivant le type d’application. De nouveau, le relevé du nombre de mètres linéaires installés dans le magasin permet d’approcher la valeur de puissance que devrait renseigner la plaque signalétique du ou des compresseurs alimentant ces meubles et gondoles;
  • Les chambres froides, quant à elles ont des puissances installées comprises entre 60 et 90 W/m³ suivant le type d’application (réfrigération, congélation). Le relevé du nombre de m³ des chambres froides considérées dans les réserves du magasin permet d’approcher la valeur de puissance que devrait renseigner la plaque signalétique du ou des compresseurs alimentant ces chambres.

* : W/ml ou des watts par mètre linéaire de meuble frigorifique.

L’intérêt d’une récupération de chaleur au condenseur

La récupération de chaleur sur le condenseur ne fonctionne que si les besoins de chaud et de froid sont nécessaires simultanément. Cela peut être le cas des magasins d’alimentation. Cependant, il faut s’assurer que les besoins de chaleur sont à basse température comme par exemple le préchauffage de l’eau chaude sanitaire, le chauffage au sol, … Dans le cas contraire (régime de température de 90-70 °C ou même 70-50 °C), on en arrive à des paradoxes où l’on se chauffe à l’électricité en direct avec une « usine à gaz » (c’est le cas de le dire).


Les fluides frigorigènes : impact environnemental et énergétique

Le fluide frigorigène utilisé à un impact :

Concevoir

Pour en savoir plus sur le choix d’un fluide frigorigène.

Outre le bon choix de fluide, il faudra veiller aux contrôles d’étanchéité tels qu’imposés par la réglementation.

Mesures

Pour en savoir plus sur comment mesurer les fuites de fluides frigorigènes.