Technologie du froid

Le bilan frigorifique d'une chambre froide est le point de départ de l'étude. C'est lui qui permettra de connaître les besoins frigorifiques de l'installation et par conséquence de sélectionner l'ensemble du matériel frigorifique.

Ce bilan doit être réalisé en étroite collaboration avec le client car des paramètres ayant une grande influence sur le résultat final sont fonction principalement de l'utilisation finale faite par le client.

Ils dépendent de la géométrie de la chambre froide. De la nature et de l'épaisseur des panneaux utilisés. De la différence de température entre chaque parois.

${\mathrm{\Phi }}_{\mathit{parois}}=U_{\mathit{parois}}\mathrm{.}S\mathrm{.}\mathrm{\Delta }T$

• Φ flux transmis par les parois (W)

• U coefficient de transmission surfacique (W/m².K)

• S surface (m²)

• ΔT écart de température entre chaque coté de la parois (K)

$U_{\mathit{parois}}=\frac{1}{\mathit{Rt}}$ et $\mathit{Rt}=\frac{1}{\mathit{hi}}+\sum \frac{e}{\lambda }+\frac{1}{\mathit{he}}$

• Rt résistance thermique (m².K/W)

• hi coefficient de convection interne (W/m².K)

• he coefficient de convection externe (W/m².K)

• e épaisseur du matériau (m)

• λ conductivité thermique du matériau (W/m.K)

Le soin particulier apporté au traitement des angles et des liaisons sol parois et plafond parois permet de négliger les apports thermiques par les linéiques.

Ils dépendent de la nature des produits, de la température de stockage et de l'état d'entré des produits (frais, congelés, à congelés) de la chaleur de respiration pour les fruits et légumes et de la quantité de produit introduite par jour.

Pour les produits ne subissant pas de changement d'état, les apports sont :

$Q_{\mathit{denrée}}=m\mathrm{.}C\mathrm{.}\mathrm{\Delta }T$

• Q_denrée (kJ)

• m masse en (kg)

• C capacité thermique massique en (kJ.kg-1.K-1)

• ΔT écart de température entre la température d'introduction des produits et la température de stockage (K)

Pour les fruits est légumes ayant une chaleur de respiration, il faut ajouter les apports de respiration

$Q_{\mathit{denrée}}=m\mathrm{.}C\mathrm{.}\mathrm{\Delta }T+m\mathrm{.}{C}_r$

• Q_denrée (kJ)

• m masse (kg)

• C capacité thermique massique en (kJ.kg-1.K-1)

• ΔT écart de température entre la température d'introduction des produits et la température de stockage (K)

• Cr chaleur de respiration en kJ/Kg.jour

Pour les produits subissant un changement d'état (congélation )

$Q_{\mathit{denrée}}=m\mathrm{.}(C_{1.}\mathrm{\Delta }{T}_1+L_v+C_{2.}\mathrm{\Delta }{T}_2)$

• Q_denrée (kJ)

• m masse en (kg)

• C1 capacité thermique massique avant congélation (kJ.kg-1.K-1)

• ΔT1 écart de température entre la température d'introduction des produits et la température de congélation (K)

• Lv chaleur latente de congélation

• C2 capacité thermique massique après congélation (kJ.kg-1.K-1)

• ΔT2 écart de température entre la température de congélation et la température de stockage (K)

Ils dépendent de l'activité, du nombre de personne travaillant et du temps de présence.

$Q_{\mathit{personne}}=P\mathrm{.}n\mathrm{.}t\mathrm{.3,6}$

• Q_personne (kJ)

• P puissance dégagée par une personne (W)

• n nombre de personne

• t temps de présence (h)

Ils concernent l'ensemble des apports dû au matériel utilisé, à l'éclairage et celui produit par l'évaporateur lui même (moteur ventilateur, dégivrage), ils dépendent de la puissance dégagé par le matériel (pour le matériel électrique prendre la puissance consommée) et de la durée d'utilisation.

$Q_{\mathit{machine}}=\sum P\mathrm{.}t\mathrm{.3,6}$

• Q_machine (kJ)

• P puissance machine (W)

• t temps de fonctionnement (h)

Ils dépendent du volume de la chambre froide, des températures et hygrométries intérieur et extérieur.

$Q_{\mathit{air}}=n\mathrm{.}v\mathrm{.}\rho \mathrm{.}(\mathit{he}-\mathit{hi})$

• Q_air (kJ)

• n nombre de renouvellement par jour

• v volume de la chambre froide

• ρ masse volumique de l'air extérieur (kg/m³) 1,2 en simplification

• he enthalpie massique de l'air extérieur (à déterminer sur un diagramme de l'air humide).

• hi enthalpie massique de l'air intérieur

La puissance frigorifique sera déterminé en fonction du temps de fonctionnement journalier du groupe froid en général 16 à 18 heures.

${\mathrm{\Phi }}_0=\frac{Q_{\mathit{total}}}{(t.3600)}$

• Φ₀ puissance frigorifique (kW)

• Q_total apport total journalier (kJ/24h)

• t temps de fonctionnement du groupe froid (h)