Masse d’eau piégée par un évaporateur

Sommaire

La quantité de condensats des meubles frigorifiques

Il existe une énergie non négligeable de refroidissement qui actuellement n’est pas récupérée et envoyée directement à l’égout.

Il y a t-il un intérêt à la récupérer ?

Masse d’eau piégée


Meuble ouvert vertical avec rideau d’air.	Cycle de l’air du meuble ouvert sur le diagramme de l’air humide.

La masse d’eau piégée par les meubles frigorifiques ouverts peut être importante. Ce type de meuble agit en véritable climatiseur et déshumidificateur des ambiances de vente. Dans les “allées froides”, par exemple, la température ambiante peut atteindre des valeurs de 16 à 18°C avec des taux d’humidité relative de l’ordre de 30 à 40 %. Si l’humidité ambiante diminue c’est nécessairement qu’elle se retrouve au niveau de l’évaporateur du meuble sous forme de givre, de neige, de glace, …

Eau piégée

La masse d’eau piégée par jour [kg/j] peut se calculer par la relation suivante et en s’appuyant sur le diagramme de l’air humide :

M_givre = X_induction x M₁ (x_a – x_i) x 24 x 3,6 [kg/j] (1)

où :

X_induction = taux d’induction du rideau d’air (si présent).
M₁ = le débit d’air du rideau d’air [kg/s].
x_a = l’humidité absolue dans l’ambiance de la zone de vente [g_eau / kg _{air sec}].
x_i = l’humidité absolue à l’intérieur du meuble [g_eau / kg _{air_sec}].

par définition le taux d’induction du rideau d’air est la quantité d’air ambiant mélangé au rideau d’air. On a la relation suivante :

X_induction = M_a / M₁

Estimation du taux d’induction

La masse d’eau piégée par jour [kg/j] peut aussi se calculer par la relation suivante lorsque l’on considère que toute l’humidité dans l’air ambiant se condense sur l’évaporateur :

M_givre = M₁ (x₁ – x₂) x 24 x 3,6 [kg/j] (2)

où :

M₁ = le débit d’air du rideau d’air [kg/s].
x₁ = l’humidité absolue à la sortie des buses de pulsion du rideau d’air [g_eau / kg_{air_sec}].
x₂ = l’humidité absolue à la bouche de reprise du rideau d’air [g_eau / kg _{air_sec}].

Des relations (1) et (2) on peut en déduire le taux d’induction qui caractérise l’efficacité du rideau d’air :

X_induction ~ (x₂ – x₁) / (x_a – x_i)

où :

M₁ = le débit d’air du rideau d’air [kg/s].
x₁ = l’humidité absolue à la sortie des buses de pulsion du rideau d’air [g_eau / kg_{air_sec}].
x₂ = l’humidité absolue à la bouche de reprise du rideau d’air [g_eau / kg _{air_sec}].

Avec une précision relative, le taux d’induction peut aussi s’estimer par la relation suivante :

X_induction ~ (t₂ – t ₁) / (t_a – t _i)

où :

t₁ = température à la sortie des buses de pulsion du rideau d’air [°C].
t ₂ = température à la bouche de reprise du rideau d’air [°C].
t_a = température dans l’ambiance de vente [°C].
t _i = température à l’intérieur du meuble [°C].

Exemple : calcul pour un meuble frigorifique ouvert

Données

Un supermarché est équipé de 150 m de meubles frigorifiques verticaux ouverts (laitier, charcuterie, traiteur, pâtisserie, …) dits linéaires.

Par mètre linéaire on a les données suivantes :

taux d’induction X_induction = 0,15 (valeur courante).
débit du rideau d’air par mètre linéaire M₁ = 0,15 kg/s.ml.
x_a = 12 g_eau / kg _{air_sec} pour une température d’ambiance de 25°C et une humidité relative de 60 %.
x_i = 3 à 4 g_eau / kg _{air_sec} pour une température de l’ordre de 4°C au sein du meuble.

Calcul de la masse piégée

M_givre = X_induction x M₁ (x_a – x_i) x 24 x 3,6 [kg/j.ml]

où,

M_givre = 0,15 x 0,15 (12 – 4) x 24 x 3,6
M_givre = 15,6 [kg/j.ml]

pour les 150 m de meubles, on a :

M_{givre_total} = 15,6 x150 = 2 333 [kg/j]

Calcul d’une valeur du taux d’induction

La détermination du taux d’induction est nécessaire afin d’évaluer l’efficacité du rideau d’air. La formule approchée déterminée ci-dessus est basée sur le relevé des températures :