Refroidissement par eau | Récupération de chaleur

Article

Refroidissement par eau

15. novembre 2022

Nous constatons un intérêt accru pour une approche systémique des congélateurs/réfrigérateurs ainsi que pour l’élimination de la chaleur et l’économie d’énergie en utilisant l’excès de chaleur ailleurs dans l’installation.

Refroidissement systémique

Les clients disposent souvent de pièces ou de zones dédiées au stockage d’articles sensibles à la température. D’après notre expérience dans l’accompagnement du marché, les réfrigérateurs et congélateurs sont souvent placés dans de petites zones ou pièces confinées. Avec un équipement électrique fonctionnant dans un espace confiné, la chaleur crée un mauvais environnement de travail pour les employés et l’augmentation de la température ambiante a un effet négatif cumulatif sur le fonctionnement des armoires.

Ces dernières années, nous avons constaté un intérêt croissant pour une approche plus systémique des congélateurs et réfrigérateurs, ainsi que pour l’élimination de la chaleur et l’économie d’énergie en utilisant l’excès de chaleur ailleurs dans l’installation. Cet article expose les avantages et les inconvénients du refroidissement par l’air et, en particulier, du refroidissement par eau, une méthode de refroidissement qui peut donner l’occasion d’adopter une approche plus durable de la récupération d’énergie, de l’environnement de travail et des conditions de stockage pour vos articles sensibles à la température.

Le système conventionnel : le refroidissement par air

Le système de réfrigération des réfrigérateurs et congélateurs conventionnels emploie généralement un ventilateur qui facilite le transfert de l’énergie thermique du condenseur à l’air ambiant. Il s’agit d’un moyen traditionnel et sûr de refroidir les composants.

La figure 1 présente un système de réfrigération traditionnel dans lequel l’air ambiant refroidit le condenseur et le compresseur. L’air chauffé circule dans l’environnement.

L’air ambiant est canalisé à travers le système (voir figure 1), éloignant la chaleur et la transférant à l’extérieur et dans l’environnement. Cette solution est un système plug-and-play simple, flexible et autonome, qui peut être mis en service et déplacé à tout moment.

Figure 2 : principe de refroidissement traditionnel

Ce schéma théorique présente le principe du refroidissement traditionnel ; l’énergie électrique est fournie à l’armoire pour alimenter le système de réfrigération. Le système de réfrigération convertit l’énergie électrique en énergie mécanique à l’intérieur du compresseur, transférant l’énergie entre l’intérieur du réfrigérateur ou du congélateur et l’air ambiant, ce qui refroidit l’intérieur et évacue la chaleur vers l’air ambiant. La chaleur étant le principal sous-produit du fonctionnement, un réfrigérateur ou un congélateur influera sur la température dans la pièce.

L’illustration ci-dessus est un exemple autonome, car d’autres facteurs tels que les dimensions de la pièce, les portes, les fenêtres, les rayons du soleil, le système de ventilation, d’autres appareils électriques, etc. affectent également les conditions ambiantes.

Avantages du refroidissement par air

Système plug-and-play simple et flexible
Facile à entretenir
Bonne solution autonome

Inconvénients du refroidissement par air

Émission de chaleur dans le local de stockage
Émissions sonores
Si plusieurs armoires se trouvent dans une même pièce, il risque d’y avoir un effet négatif sur les conditions de travail en raison de l’augmentation de la température ambiante.

Tick mark to show ISO 14001 certification.

Utilisation du refroidissement par eau pour abaisser la température ambiante

Un système de réfrigération refroidi par eau est particulièrement adapté à une zone de stockage contenant plusieurs réfrigérateurs et congélateurs. Cette solution présente plusieurs avantages. Outre l’effet direct de conditions de travail améliorées en raison de la température plus basse dans les zones de travail, la solution a également un impact positif sur le fonctionnement des armoires elles-mêmes, car l’énergie ajoutée (chaleur) est transportée hors de la pièce, de sorte à moins solliciter les armoires. Les principaux avantages du déplacement de l’excès de chaleur ailleurs dans l’installation sont l’économie d’énergie et l’abaissement de la température.

Figure 3 : compartiment du compresseur vu de face. L’échangeur thermique est monté sur la droite. Entre le compresseur et la boîte à bornes électrique, il y a suffisamment d’espace pour les tuyaux, les flexibles, etc.

Concrètement, le refroidissement par eau implique le remplacement du condenseur refroidi par air par un condenseur refroidi par eau et une vanne d’admission. Le condenseur refroidi par eau nécessite un raccordement à un système d’eau de procédé qui facilite le transfert de chaleur vers l’eau. Le procédé sur poursuivra hors de la pièce et sera utilisé ailleurs.

Figure 4 : énergie électrique convertie en énergie thermique absorbée dans l’eau et évacuée hors de la salle de stockage.

Dans la figure 5, le système d’eau de procédé refroidit le condenseur, mais au lieu d’évacuer tout l’excès de chaleur dans l’air ambiant, l’eau de refroidissement absorbe la chaleur et l’énergie du réfrigérant, de sorte que 90 % de l’excès de chaleur est transporté hors du stockage, ce qui permet de réutiliser la chaleur ailleurs dans le bâtiment. Ainsi, en éliminant l’énergie accumulée (chaleur) du condenseur/de l’armoire, l’émission de chaleur dans le local de stockage est réduite au strict minimum et 90 % de l’excès de chaleur peut être récupéré et utilisé, par exemple pour :

Chauffer l’eau
Chauffer par le sol
Chauffer des pièces en général

La récupération de l’énergie accumulée dans des applications de chauffage représente un énorme potentiel d’économies d’énergie. Heureusement, le secteur industriel et les gouvernements mettent l’accent sur les économies d’énergie et l’atténuation du réchauffement climatique, et nous constatons une augmentation du nombre de clients demandant des conseils en matière d’optimisation énergétique. L’investissement dans un système de réfrigération de l’eau pour la récupération de chaleur peut être considérable à court terme. Néanmoins, tout équipement électrique crée un surplus de chaleur qui peut être récupéré et utilisé ailleurs, ce qui permet à la fois d’économiser de l’énergie et de réaliser des économies à long terme.

Avantages d’un système de réfrigération par eau

De meilleures conditions de travail pour les employés
90 % de l’excès de chaleur peut être utilisé dans d’autres applications de chauffage dans le bâtiment
Économies d’énergie et budget réduit
Possibilité d’avoir plusieurs armoires dans un espace confiné avec un faible effet sur la température ambiante
Meilleur fonctionnement des armoires grâce à des conditions de fonctionnement optimales
Pas besoin de système CVC dédié

Conditions requises : Système de réfrigération refroidi par eau

Le système de réfrigération refroidi par eau nécessite une alimentation en eau, une tuyauterie et un raccordement à l’ensemble du système d’eau de procédé.

De nombreux hôpitaux, laboratoires ou usines ont déjà installé ces systèmes, et il s’agit alors de dimensionner et de connecter nos armoires de la meilleure manière possible. Nous nous ferons un plaisir de vous conseiller pour trouver la solution propre à votre application. N’hésitez pas à nous contacter.

Contact