Chambres froides et unités mobiles réfrigérées

Garder la tête froide

10 août 2007

Le choix d’un appareil de réfrigération n’est pas aussi simple que certains exploitants le pensent. Une analyse de vos besoins à moyen terme est essentielle afin de déterminer les dimensions et les modèles qui optimiseront l’exploitation des services alimentaires dans votre établissement. Nous proposons dans cet article un mode d’achat en fonction des coûts énergétiques engendrés par ces équipements.

Les types de chambres froides

Les chambres froides et les chambres de congélation que l’on retrouve généralement dans les restaurants et les cuisines institutionnelles sont des chambres froides isolées et réfrigérées par des systèmes autonomes.

À l’inverse, les grandes chambres froides des supermarchés et des industriels en transformation et en conditionnement de produits alimentaires sont réfrigérées par un système frigorifique central à distance.

Le présent article porte sur les chambres froides et les chambres de congélation de petite taille et à système frigorifique autonome ainsi que sur les unités mobiles de réfrigération et de congélation. Ces dernières sont de plus en plus populaires, car bien des établissements ne disposent que de ce moyen pour augmenter leur capacité de réfrigération.

La conception du système de réfrigération

La chambre froide et les unités mobiles réfrigérées sont alimentées par un groupe de condensation comprenant :

  • Un ventilo-convecteur d’évaporation, généralement installé près du plafond
  • Un compresseur installé à l’extérieur ou sur le plancher près de la chambre froide ou de l’appareil
  • Un serpentin de condensation qui peut être refroidi à l’air ou à l’eau

L’efficacité du système est parfois une affaire de choix, même si le prix est trop souvent, à défaut, le seul critère de décision. Pour la chambre froide, il est ainsi possible d’améliorer l’efficacité du système frigorifique en utilisant des serpentins de condensation refroidis à l’air et situés à l’intérieur du bâtiment pendant l’hiver en raison de la basse température de l’air extérieur en cette saison. L’installation intérieure de ces serpentins permet à la chaleur rejetée de chauffer l’immeuble en hiver, mais elle peut provoquer sa surchauffe dans des conditions plus chaudes et augmenter la charge de climatisation pendant l’été. Pour cette raison, un deuxième condensateur peut être installé à l’extérieur afin de libérer le bâtiment de la surchauffe pendant l’été.

Le choix d’un équipement frigorifique

La conception et le choix des chambres froides et de l’équipement frigorifique sont fonction notamment de la température à maintenir et de la charge des produits entreposés. Il importe également de tenir compte de la puissance frigorifique exigée, c’est-à-dire le besoin en réfrigération selon la température de départ et celle qu’on désire atteindre dans un temps donné. Le système de maintien de la température commande le fonctionnement du compresseur pour assurer le refroidissement exigé en fonction de la charge variable de l’espace réfrigéré.

Un réfrigérateur commercial Energy Star comparé à un réfrigérateur commercial standard peut représenter jusqu’à 30 % d’économie d’énergie. Les différences sont principalement dues aux composantes à haute efficacité (condenseur, compresseur, évaporateur), à une isolation supérieure et à un contrôle de température électronique.

Photo : Delfield

Les fluides réfrigérants

Les chambres froides commerciales utilisent toutes un fluide réfrigérant. Ce fluide absorbe la chaleur par évaporation dans la chambre froide et la rejette par condensation à l’extérieur. La chaleur peut être rejetée à l’intérieur de l’immeuble pendant l’hiver ou à l’extérieur de l’immeuble pendant l’été, ou encore être rejetée dans un système de condensation à l’eau. Les performances des éléments et des systèmes frigorifiques dépendent dans une large mesure des propriétés du fluide réfrigérant choisi.

Le choix du fluide réfrigérant est lié aux problèmes environnementaux, car certains fluides utilisés (CFC et HCFC) ont un effet négatif sur la couche d’ozone et sur l’environnement. Ces composantes ont été progressivement proscrites, conformément au Protocole de Montréal, un accord international qui vise à réglementer la production des substances appauvrissant la couche d’ozone. Les nouveaux fluides n’offrent toutefois pas de solution miracle de remplacement. Seul le temps nous dira ce qu’ils ont dans le ventre.

La réfrigération et le refroidissement rapide

En réfrigération, il faut faire une distinction entre le réfrigérateur de maintien au froid des aliments et le réfrigérateur de refroidissement rapide. Le premier permet de conserver les aliments au froid à ±3°C tandis que le deuxième permet de refroidir les aliments à 3°C dans un court laps de temps. Il est nécessaire de refroidir la nourriture chaude avant de la placer dans le deuxième réfrigérateur. Les aliments entreposés au réfrigérateur à 3°C ne doivent donc jamais être en contact avec d’autres aliments admis dans ce même réfrigérateur à des températures plus élevées.

La consommation énergétique

Les appareils de réfrigération des chambres froides commerciales consomment une importante quantité d’électricité. Par exemple, une chambre froide classique de 15 m² consomme environ 16 200 kWh par année, soit environ 1300 $ alors qu’une chambre froide avec un espace de congélation intégré de 31 m² utilise 30 200 kWh par année, soit environ 2400 $. En comparaison, une petite maison entièrement équipée à l’électricité consomme environ 30 000 kWh par année.

Une unité mobile réfrigérée standard à portes pleines consomme environ 3800 kWh par année. La remplacer par un équipement à haute efficacité énergétique présente un potentiel d’économie d’énergie de 35 %. Remplacer une unité mobile de congélation à portes pleines, qui consomme environ 7500 kWh par année, par son équivalent à haute efficacité énergétique présente pour sa part un potentiel d’économie d’énergie de 30 %. Les unités mobiles avec des portes vitrées à haute efficacité énergétique pourraient quant à elles vous faire économiser jusqu’à 45 % des coûts d’énergie d’un appareil standard.

Cessez de jeter l’argent par les fenêtres
  • Garder la porte de votre appareil de réfrigération fermée : l’ouverture de la porte de façon répétitive provoque des fluctuations de températures, ce qui influe sur la qualité de la nourriture et sur la consommation d’énergie.
  • Vérifier l’ajustement des températures : si les températures sont plus basses que nécessaire, il y aura gaspillage de l’énergie.
  • Ne pas surcharger le réfrigérateur : remplir correctement un réfrigérateur permet à la vélocité de l’air de bien circuler et ainsi de conserver les aliments au frais de façon efficace. Par contre, un réfrigérateur sous-utilisé occasionne une sous-utilisation de l’énergie.
  • Bien choisir l’emplacement des unités mobiles réfrigérées : les appareils ne devraient pas être à proximité des sources de chaleur. S’il sont bien placés, le compresseur des appareils fonctionnera moins longtemps et sa longévité n’en sera que plus longue.
  • Nettoyer le serpentin : l’accumulation de saletés sur le serpentin nuit au transfert de chaleur et à l’efficacité de l’appareil. Le nettoyage du serpentin pourrait permettre une économie d’énergie jusqu’à 25 %.
  • Vérifier les joints d’étanchéité des portes : une porte bien ajustée et qui ferme adéquatement empêche l’air chaud de pénétrer à l’intérieur de l’appareil, ce qui réduit la consommation reliée au refroidissement et à l’accumulation de givre.

L’amélioration du rendement des systèmes de réfrigération

Il est possible d’améliorer le rendement d’un système de réfrigération par l’ajout d’éléments à haute efficacité énergétique.

  • Les compresseurs frigorifiques à haut rendement énergétique utilisent des moteurs électriques plus efficaces que les moteurs standards et génèrent moins de pertes de compression sous forme de chaleur, lesquelles doivent être éliminées par le système frigorifique. Les compresseurs frigorifiques à haut rendement permettent d’économiser de 5 % à 10 % sur les coûts énergétiques.
  • Les moteurs de ventilateurs d’évaporateurs à haut rendement énergétique génèrent moins de chaleur dans la chambre froide que les moteurs conventionnels, réduisant ainsi les besoins énergétiques du moteur du ventilateur et du compresseur. Ils permettent d’économiser de 5 % à 10 % sur les coûts énergétiques.
  • Les moteurs de ventilateurs de condenseurs à haut rendement énergétique peuvent également réduire les besoins énergétiques du système frigorifique. Parce qu’ils fonctionnent à l’extérieur de la chambre froide, ils permettent d’économiser de 3 % à 5 % sur les coûts énergétiques.
  • L’éclairage à haut rendement énergétique peut réduire la consommation d’énergie et la charge de refroidissement du compresseur. Il convient pour cela de :
  • Remplacer les ampoules à incandescence par des ampoules fluorescentes compactes
  • Remplacer les lampes fluorescentes T-12 et leurs ballasts magnétiques par des lampes fluorescentes T-8 et des ballasts électroniques

L’éclairage à haut rendement permet ainsi des économies d’énergie de 2 % à 10 %, selon la taille de l’espace réfrigéré et selon la conception et l’utilisation du système d’éclairage.

  • Les appareils de chauffage anti-condensation, installés sur les portes de vitrines, permettent quant à eux de protéger de la condensation les surfaces externes des vitrines dans des conditions très humides. Ces appareils chauffent en général la vitre de façon continue, mais il est possible d’installer des commandes qui programment l’arrêt automatique du chauffage quand l’air est suffisamment sec. Les commandes d’appareils de chauffage anti-condensation permettent des économies d’énergie de 2 % à 4 % de la consommation totale du système.

La récupération de la chaleur pour le chauffage de locaux

Les chambres froides et les réfrigérateurs mobiles ont généralement leur propre groupe frigorifique, lequel est refroidi pour rejeter la chaleur absorbée au cours du cycle de réfrigération par la compression de la vapeur. Lorsque le système frigorifique est refroidi à l’air, la chaleur peut être rejetée à l’intérieur ou à l’extérieur de l’immeuble, selon l’emplacement du condenseur. Bien que le rejet de la chaleur à l’intérieur permette de chauffer l’immeuble pendant l’hiver, il est préférable de la rejeter à l’extérieur pendant l’été afin d’éviter la surchauffe de l’immeuble et un plus grand besoin de climatisation.

Photo : Master-Bilt

Lorsque le système est refroidi à l’eau, il est possible de récupérer une partie de la chaleur. Cette chaleur récupérée est généralement utilisée pour chauffer l’eau à usage domestique. Les restaurants, par exemple, utilisent de l’eau chaude en grande quantité pour préparer les aliments et laver leurs équipements. La chaleur récupérée peut donc servir à préchauffer l’eau du réservoir du chauffe-eau, réduisant ainsi le besoin d’énergie pour chauffer l’eau. La consommation d’énergie requise pour le chauffe-eau se trouve donc réduite d’environ 25 % à 40 % .

Plusieurs systèmes de récupération de chaleur adaptés au réseau d’eau, tels que les éléments de plomberie et de chauffage, sont déjà disponibles sur le marché. Toutefois, ils doivent être adéquatement dimensionnés et conçus afin d’obtenir une récupération de chaleur maximale.

Conseil : Préparez un calendrier de vérification régulière des ventilateurs, des condenseurs et des compresseurs. Nettoyez-les régulièrement, car l’accumulation de saleté réduit l’efficacité.

Les différents appareils disponibles sur le marché peuvent vous permettre d’importantes économies d’énergie. Toutefois, pour qu’ils conservent l’efficacité de leurs premiers jours, leur entretien est primordial. Avec une procédure d’entretien établie, vous êtes en mesure de suivre l’évolution de vos appareils et de les garder au meilleur niveau d’efficacité possible.

Sources

Ressources naturelles Canada
Profitez des économies d’énergie dans les hôtels, les motels et les restaurants

Ressources naturelles Canada
Office de l’efficacité énergétique

EnergyStar USA
Putting Energy into Profit

CEE
Consortium for Energy Efficiency

Manufacturiers : Delfield, Turbo Air, True

Photo en tête d’article : Master-Bilt

Dans cette édition

Roy’s
Économie d’énergie : Une cuisine efficace en vaut deux
Sudoku-thème Salicorne, numéro de juin-juillet 2007
Jouons au restaurant
Vague de vins de vedettes
Que dit-on de votre entreprise sur Internet ?
La vente suggestive
Louis Lessard
L’optimisation des revenus d’hôtels
22, v’là les taxes !



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