TECHNIQUE
Cool and Comfort 71 – novembre 2016

Quelques astuces pour une optimisation énergétique des installations frigorifiques

L’attention toujours croissante accordée à l’environnement a pour conséquence que l’optimisation énergétique occupe une place importante dans l’agenda des producteurs, installateurs et utilisateurs de systèmes frigorifiques commerciaux. Stuart Corr, directeur technico-commercial chez Mexichem, producteur et fournisseur de fluides frigorigènes, commente ici quatre facteurs qui ont une influence sur l’efficience énergétique des appareils frigorifiques actuels.

La consommation énergétique est responsable de 75 à 80% de l’empreinte écologique d’un système frigorifique. Ce pourcentage augmente encore si le système fonctionne avec des fluides frigorigènes de faible GWP et si le système est bien entretenu, c.-à-d. si les fuites et les pertes sont réduites à un minimum.

L’efficience énergétique est un problème complexe, mais dans le cas des systèmes frigorifiques, généralement, la première étape consiste à limiter les besoins en réfrigération, par exemple en isolant, et en évitant le mieux possible un apport de chaleur. L’intégration du flux d’air et du flux de chaleur peut engendrer de notables améliorations dans le conditionnement de l’air et dans les systèmes frigorifiques. De même qu’une habitation mal isolée peut causer un surdimensionnement de 30% du chauffe-eau, et une surconsommation de 30%, les environnements commerciaux subissent, eux aussi, des pertes notables, particulièrement s’ils ne réduisent pas leurs besoins en chauffage et réfrigération.

Une fois l’apport de chaleur réduit à un minimum, il convient de considérer les conditions qui optimalisent le rendement, et d’envisager la récupération des pertes d’air chaud ou froid pour les réutiliser.

Le fluide frigorigène approprié

Suite à la suppression progressive des HFC, telle que définie par le règlement européen relatif aux gaz F, il faut choisir le fluide frigorigène avec attention, de préférence une alternative à faible GWP.

Cet aspect est particulièrement important pour les systèmes qui utilisent des fluides frigorigènes de haut GWP, tels que le R404A qui, selon toute vraisemblance, sera de plus en plus difficile à obtenir à mesure que la règlementation se durcit. Il faut donc envisager des alternatives. Il a été prouvé que le R407A est une alternative efficiente en énergie, avec un avantage double : bas GWP, et potentialité de consommation réduite d’énergie.

Le R407A est compatible avec la plupart des composants utilisés avec le R404A tels que compresseurs, systèmes de lubrification, lubrifiants, canalisations, échangeurs de chaleur et vannes. La facilité de substitution du R407A a été démontrée en pratique. De plus, il y a beaucoup de documentation traitant des possibilités d’augmenter son efficience énergique, ce qui par ailleurs a été démontré tant en laboratoire que dans les études pratiques.

Dimensionnement précis

Pour garantir l’efficience d’un système frigorifique, il faut veiller à ce que le système soit dimensionné correctement, et ne pas se laisser séduire par un système trop grand ou trop petit. Dans les environnements industriels, il était de coutume de prendre un peu de réserve, or une meilleure gestion des fuites du fluide frigorigène et de l’apport de chaleur se solde par une plus grande certitude en matière de besoins concrets, avec à la clé un dimensionnement plus précis.

Alors que dans la plupart des cas un système prêt à l’emploi convient parfaitement, et est la plupart du temps meilleur marché grâce à l’effet d’échelle, l’utilisateur final doit cependant être conscient qu’un système fait sur mesure constitue dans de nombreux cas une solution plus efficiente et correspondant mieux aux besoins. Les concepteurs de systèmes frigorifiques sont à même de conseiller le fluide frigorigène, les vannes, la technologie du compresseur, les mesures à prendre pour monitorer la puissance, le type de condenseur et la stratégie de contrôle du système qui conviennent.

Entretien préventif

Une fois en fonctionnement, un entretien correct est le meilleur allié contre l’inefficience et les pannes. La collaboration avec un installateur bien informé permet de réduire les coûts, et d’éviter les problèmes financiers et logistiques qui accompagnent toute panne du système.

Seuls les techniciens spécialement formés sont autorisés à effectuer des réparations aux appareils contenant des gaz F. Pour éviter fuites et pertes et pour être sûr qu’un système fonctionne de la manière la plus efficiente possible, les responsables devraient faire vérifier leurs appareils tous les trois mois, ou au moins deux fois par an. Le règlement UE concernant les gaz F comprend des directives détaillées sur le nombre d’entretiens à effectuer en fonction des spécifications du système et du fluide frigorigène utilisé.

L’entretien préventif régulier est de grande importance pour le fonctionnement général du système et pour en assurer le rendement optimum : il réduit la consommation d’électricité, augmente la durée de vie de l’appareil et des composants les plus sensibles, et évite les pannes.

La meilleure manière de procéder pour faire un entretien préventif est d’établir une check-list pour chaque système spécifique. Celle-ci peut être vaste : nettoyage du condenseur, vérification des joints en caoutchouc des portes, monitoring et réglage du thermostat et de la température, vérification du fluide frigorigène, inspection des charnières et des serrures, etc. Même des interventions très simples, telles que le remplacement des joints d’étanchéité des portes ont un impact positif, particulièrement dans le cas des grands systèmes.

Technologie intelligente

Des solutions technologiques avancées peuvent faire en sorte que le fonctionnement du système soit modulé suivant la température régnant dans les espaces à refroidir. Par la mise en œuvre de régulateurs de fréquence, les supermarchés sont en mesure, par exemple, d’ajuster le refroidissement aux besoins et de réduire les frais de fonctionnement du système. Bien que les régulateurs de petits et moyens systèmes en soient encore à leurs premiers balbutiements, il y a déjà plusieurs systèmes sur le marché qui, à tout moment, maintiennent l’efficience de l’installation frigorifique, et assurent une réponse rapide à toute modification de l’environnement, telle qu’un afflux de clients au supermarché ou une température ambiante élevée.

Une autre manière d’augmenter l’efficience est de réutiliser le surplus d’air chaud ou froid qui normalement se perd. Dans de nombreux pays, la récupération de la chaleur des systèmes frigorifiques est déjà d’application. La chaleur cédée par les condenseurs est alors récupérée pour la production d’eau chaude ou pour chauffer d’autres espaces dans le bâtiment. Cette récupération est beaucoup utilisée aux États-Unis dans les systèmes de conditionnement d’air des habitations et des supermarchés tandis qu’en Europe elle devient de plus en plus populaire.

La récupération de la chaleur est souvent basée sur la technologie passive de l’échangeur de chaleur, technologie où interviennent relativement peu d’appareils consommant de l’énergie. Néanmoins les pompes à chaleur sont encore plus efficientes en matière de récupération de chaleur. Cette technologie est souvent utilisée pour améliorer la qualité de la chaleur récupérée, mais étant donné les frais d’investissement plus élevés, en comparaison à la récupération passive, elle convient mieux aux grands consommateurs d’énergie qu’aux particuliers.

En conclusion, les utilisateurs finaux ont la possibilité de prendre beaucoup de mesures pour rendre leurs installations plus efficientes. Les fabricants de systèmes frigorifiques, les installateurs et les utilisateurs finaux peuvent faire en sorte que leurs systèmes soient plus efficients, plus durables et opérationnels à meilleur prix, en combinant dimensionnement précis, entretien préventif et technologie intelligente. Tenant compte de tout ceci et ayant réduit les risques de pannes à un minimum, les utilisateurs peuvent dormir tranquille.

Par Stuart Corr, directeur technico-commercial chez Mexichem