Fiche technique process

Groupes froid

  • Diminuer la température de condensation lorsque la température extérieure est faible (HP flottante)
  • Récupérer la chaleur du condenseur pour produire de l’eau chaude
  • Augmenter la surface d'échange des évaporateurs et condenseurs
  • Inclure une garantie de performance énergétique (COP) dans le contrat de maintenance
  • Auditer les pertes thermiques et frigorifuger le circuit de distribution d’eau glacée et de fluide frigorigène
  • Fermer les vannes alimentant les équipements à l’arrêt en ajustant le débit du circuit (VEV)
  • Augmenter la température de l’eau glacée lorsque les besoins en froid sont plus faibles (BP flottante)
  • Remplacer l'usage d'eau glacée par de l'eau fraîche issue d'une tour de refroidissement pour les besoins en froid à température élevée

Récupérer la chaleur du condenseur pour produire de l’eau chaude

Big Move

• Dans un groupe froid, la chaleur emmagasinée via le compresseur et l’évaporateur est évacuée dans l’environnement lors de la désurchauffe et de la condensation. Cette chaleur perdue peut représenter 4 à 5 fois la puissance du compresseur. Plutôt que de libérer cette chaleur dans l’air, il est possible de la récupérer.

• La récupération de chaleur sur un groupe froid consiste à ajouter un condenseur permettant de capturer cette chaleur résiduelle pour produire de l’eau chaude à 45 à 50°C pour les usages tels que la CTA ou l’eau chaude sanitaire.

• La température de l’eau peut également être augmentée via l’usage d’une pompe à chaleur, moyennant une surconsommation électrique.

• La récupération de chaleur est particulièrement indiquée lorsque :

• Le site présente des besoins en eau chaude à des températures peu élevées (45 à 50°C), tels que l’eau chaude sanitaire ou le chauffage des locaux ;

• Il y a adéquation temporelle entre les besoins de froid et de chaud (en puissance), avec des besoins de froid maintenus en hiver ou des besoins de chaud subsistant en été (ex. : déshumidification de l’air dans la CTA) ;

• Un réseau d’eau chaude est à proximité du groupe froid.

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Augmenter la surface d'échange des évaporateurs et condenseurs

Big Move

• Sur les équipements anciens, les évaporateurs et condenseurs sont souvent sous-dimensionnés, engendrant un transfert de chaleur inefficace qui augmente la consommation d’énergie des compresseurs.

• L’augmentation de la surface d’échange des évaporateurs et des condenseurs, par l’ajout d’échangeurs, ou une meilleure ventilation, par l’ajout de ventilateurs, permet d’améliorer le transfert de chaleur et donc l’efficacité du système de refroidissement.

Diminuer de 1°C la température d’approche, i.e. l’écart de température entre eau fraîche ou air frais (resp. eau glacée) et condenseur (resp. évaporateur), permet un gain énergétique de 3%

• Cette action est justifiée dans les systèmes de refroidissement industriels où l’efficacité du transfert de chaleur est limitée par la surface d’échange des évaporateurs et des condenseurs.

• C’est vraisemblablement le cas si la température d’approche dépasse 13°C ou si le système peine à atteindre la température de refroidissement souhaitée

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Aides

Diminuer la température de condensation lorsque la température extérieure est faible

Must Have

• Les groupes froids fonctionnent souvent avec une température de condensation fixe en toute saison, ce qui peut entraîner une consommation d’énergie inutilement élevée lors des saisons plus froides, alors qu’une baisse de 1°C de la température de condensation permettrait de gagner 3% d’efficacité énergétique.

• En effet, si la température extérieure diminue, en automne-hiver, il est possible de diminuer la température (et donc la pression) de condensation du fluide frigorigène par rapport à l’été.

• Le contrôle de la température de condensation en fonction de la température extérieure (système de régulation à HP flottante) se fait en modulant la vitesse des ventilateurs et permet de limiter la consommation énergétique des ventilateurs et des compresseurs.

• L’installation d’une haute pression flottante est particulièrement utile lorsque le site industriel est en fonctionnement sur une plage comportant d’importantes variations de température extérieure, ce qui est généralement le cas dans les pays tempérés.

• Pour une efficacité optimale, si des détendeurs thermostatiques sont installés, ils doivent être remplacés par des détendeurs électroniques auto-adaptatifs

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Auditer les pertes thermiques par caméra IR et frigorifuger les surfaces froides

Quick Win

• Dans les systèmes de refroidissement industriels, l’eau glacée circule dans le circuit de distribution pour absorber la chaleur des charges à refroidir. Cependant, une partie de cette chaleur peut être perdue en cours de route, ce qui réduit l’efficacité énergétique du système.

• Un audit des pertes thermiques à l’aide d’une caméra infrarouge permet de repérer les défauts d’isolation du circuit de distribution. Cet audit exige une formation spécifique et une préparation pour identifier les points du réseau à étudier.

• Si cet audit révèle des fuites importantes, un frigorifugeage du circuit de distribution d’eau glacée (ou d’autres équipements froids) s’impose. Il s’agit de poser un isolant thermique sur les conduites, qui minimisera les pertes et améliorera l’efficacité du système.

• Cette action se justifie surtout lorsque l’eau glacée parcourt de longues distances entre les lieux de production et de consommation de froid, et d’autant plus si des zones à température élevée sont traversées.

• Elle doit être mise en œuvre si l’écart de température entre le départ et le retour du circuit de distribution ou entre l’arrivée et la sortie des procédés révèle une perte thermique de plus de 20%.

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Fermer les vannes alimentant les équipements à l’arrêt en ajustant le débit du circuit

Quick Win

• Dans les systèmes frigorifiques industriels, la circulation de l’eau glacée est souvent constante, indépendamment des besoins réels en froid des équipements reliés. Cela peut entraîner une consommation d’énergie excessive et une utilisation inefficace des ressources.

• L’adaptation de la circulation du réseau d’eau glacée selon le besoin de froid des équipements reliés est une solution efficace pour ce problème. Cela peut être réalisé en installant une pompe à vitesse variable (VEV) pour réguler le débit d’alimentation des différentes installations alimentées en eau glacée. De plus, l’alimentation peut être fermée lorsque l’installation est inutilisée, ce qui permet d’économiser de l’énergie.

• Cette action est particulièrement justifiée dans les installations où la demande de froid varie considérablement, par exemple en fonction des saisons, du moment de la journée, ou du niveau d’activité de l’usine.

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Remplacer l'usage d'eau glacée par de l'eau fraîche issue d'une tour de refroidissement pour les besoins en froid à température élevée

Big Move

• Dans les systèmes de réfrigération industriels, la production d’eau glacée nécessite une consommation d’énergie importante. Cette consommation peut être réduite en exploitant la fraîcheur de l’air extérieur.

• Cela peut être réalisée en refroidissant le circuit d’eau réfrigérée à travers une tour de refroidissement plutôt qu’en mobilisant le groupe froid.

• Cette action est indiquée dans le cas où une tour de refroidissement est présente sur le site.

• Il pourrait être adapté au cas où l'eau réfrigérée est utilisée pour refroidir des processus à haute température (>60°C).

• Pour un site pharmaceutique, cette action ciblerait ainsi préférentiellement le condenseur de l’unité de distillation pour la purification de l’eau

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Augmenter la température de l’eau glacée lorsque les besoins en froid sont plus faibles

Quick Win

• Le besoin en température de l’eau glacée qui sert à rafraîchir les installations n’est pas constant au cours de l’année. En effet :
– Lorsque la température ambiante est plus faible (par ex. en hiver), une eau glacée fournie à une température plus haute qu’en été suffit à rafraîchir les installations.
– Les pertes du circuit de distribution d’eau glacée sont également moindres en hiver du fait du plus faible écart de température entre l’air ambiant et l’eau glacée. Il est alors possible d’augmenter la température de consigne de l’eau glacée sans impact sur la température de l’eau glacée obtenue en fin de parcours.

• Ce réglage de la température de l’eau glacée selon les besoins saisonniers s’opère via un système de régulation à basse pression flottante : pour chaque °C gagné, 3% d’énergie sont économisés.

• L’installation d’une basse pression flottante est particulièrement utile dès lors que la consigne de température de l’eau glacée au niveau du poste de consommation varie fortement ou s’il y a d’importantes pertes thermiques sur le circuit de distribution.

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