Installations frigorifiques efficaces dans le secteur tertiaire
La recherche constante d’une efficacité énergétique maximale et d’une meilleure utilisation de la consommation d’énergie de refroidissement dans le secteur tertiaire, conduit à une centralisation des systèmes de refroidissement, et dans certains cas à l’intégration de la climatisation dans le même système, réduisant ainsi l’investissement initial et la consommation annuelle d’électricité, ce qui permet de réduire le temps de retour sur investissement.e secteur tertiaire, quels sont ses avantages et quelles sont les solutions d’INTARCON.
L’Union européenne mène la transition vers une économie plus durable en mettant en œuvre une nouvelle législation visant à réduire radicalement les émissions de CO2. Cette démarche a entraîné des changements importants dans le secteur de la réfrigération, l’objectif étant d’accroître l’efficacité énergétique et de réduire l’empreinte carbone. Dans le secteur industriel, la consommation d’électricité est l’un des principaux coûts, ce qui a un impact direct sur la compétitivité des produits. Par conséquent, l’accent mis sur l’efficacité énergétique s’est intensifié afin de faire face aux variations des coûts de l’énergie et de promouvoir une plus grande durabilité.
En outre, la stratégie de l’UE fait de l’amélioration de l’efficacité énergétique un pilier central pour atteindre la neutralité climatique et assurer une transition juste et prospère. Les mesures d’efficacité énergétique permettent non seulement d’éviter les émissions de gaz à effet de serre, mais aussi de réduire la demande et le prix de ressources énergétiques précieuses. Selon le rapport de l’Agence internationale de l’énergie, doubler l’efficacité énergétique permettrait de réduire les émissions de gaz à effet de serre de près d’un tiers d’ici à 2030.
Dans le cas de la réfrigération dans le secteur tertiaire, où l’on trouve les secteurs du commerce de détail, de la restauration, de l’hôtellerie, etc., les chambres sont nécessaires à différentes températures en fonction du produit qu’elles conservent ou transforment, et des besoins en climatisation, en plus des besoins en eau chaude (ECS) pour l’assainissement des surfaces, le soutien du circuit d’eau chaude ou le chauffage.
L’une des stratégies les plus efficaces et les plus répandues dans le secteur de la réfrigération et de la climatisation est l’utilisation de systèmes centralisés, qui permet de réduire les ressources nécessaires pour fournir la même capacité de refroidissement :
- Les systèmes en cascade, qui augmentent le SEPR de l’installation.
- Les variateurs de vitesse, qui réduisent les pics de consommation d’énergie et augmentent la durée de vie des moteurs.
- Plusieurs lignes d’aspiration pour desservir simultanément différentes températures.
- Système VRC (Variable Refrigerant Capacity) pour la régulation de la capacité de réfrigération.
- Récupération de la chaleur de condensation.
- Sous-refroidissement de la ligne liquide, ce qui améliore les performances du système.
- Utilisation de réfrigérants naturels ou à faible PRP.
- Systèmes indirects pour réduire la charge de réfrigérant.
INTARCON, compte tenu de son expérience dans la centralisation des services, défend l’utilisation de réfrigérants naturels, tels que le propane (R-290), le dioxyde de carbone (R-744) et l’ammoniac (R-717), comme une solution d’avenir conformément à la réglementation F-Gas, ainsi que pour sa plus grande efficacité énergétique.
Le R-744 et le R-717 sont principalement utilisés dans les systèmes à détente directe pour les chambres à température négative en raison de leur capacité de refroidissement élevée grâce à leurs caractéristiques thermodynamiques. Le R-290 et le R-717 sont utilisés dans les systèmes à détente indirecte afin de sécuriser l’installation en réduisant la charge et en confinant le gaz dans une zone spécifique, ce qui accroît la sécurité, minimise les risques de fuites et réduit l’impact sur l’environnement. La plupart des installations à détente directe ont une alternative à la détente indirecte.
Bien que dans le domaine de la réfrigération tertiaire, les installations à expansion indirecte tendent à être utilisées pour des installations ou des projets plus importants, alors que l’expansion directe tend à se concentrer sur des projets plus petits.
Avantages et inconvénients de la centralisation
L’installation centralisée est une solution appropriée d’un point de vue technique et économique lorsqu’il est nécessaire d’assurer le refroidissement de nombreux services. Cette option est idéale lorsque plus de trois ou quatre évaporateurs doivent être installés et qu’une salle des machines ou une terrasse est disponible à proximité des points d’alimentation en froid.
Avantages d’une installation centralisée par rapport aux systèmes autonomes :
- Contrôle intégral du système.
- Des économies d’énergie significatives, facilitées par des systèmes tels que la condensation et l’évaporation flottante, les entraînements à vitesse variable, le dégivrage par gaz chauds, entre autres.
- Maintenance simplifiée grâce au regroupement de tous les composants de refroidissement dans une seule zone ou salle des machines.
- Réduction des coûts par :
- Capacité d’échelonnement de la puissance, ce qui réduit le besoin d’un compresseur par chambre ou service.
- Utilisation de composants communs tels que le condenseur et le réservoir de liquide.
- Puissance installée inférieure en raison de l’application du facteur de simultanéité.
Inconvénients de l’installation centralisée par rapport aux systèmes autonomes :
- Personnel de réfrigération le plus qualifié.
- Réglementation spécifique selon RSIF et F-Gas :
- Nécessité d’un projet technique pour les installations électriques de plus de 30 kW (RSIF).
- Coûts élevés et restrictions pour les réfrigérants HFC (gaz fluorés).
- Alternative : utilisation de réfrigérants naturels tels que le CO2 en expansion directe, ou conversion de l’installation en un système d’expansion indirecte, ce qui réduit considérablement la charge de réfrigérant dans le système et permet de maintenir une installation de niveau 1, simplifiant ainsi les exigences réglementaires pour l’installateur.
| NIVEAU 1 | NIVEAU 2 | |
|---|---|---|
| Composition de l’installation | Ils ne pourront pas desservir des chambres à atmosphère artificielle et devront utiliser des réfrigérants du groupe L1, en respectant en plus l’une des deux conditions suivantes :
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Ils devront respecter l’une des conditions suivantes :
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| Exigences pour l’entreprise frigoriste |
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En plus des 5 exigences requises pour une entreprise frigoriste de Niveau 1, ils devront :
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| Documentation technique préalable à l’exécution de l’installation |
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Avantages de la centralisation
En quoi un système centralisé réduit-il le retour sur investissement dans le secteur tertiaire ?
- Gestion intégrale : permet une gestion complète de l’installation, facilitant son fonctionnement et prévenant d’éventuelles défaillances.
- Optimisation énergétique : favorise l’utilisation et la distribution efficaces de l’énergie, ce qui permet de réaliser des économies significatives.
- Facilité de maintenance : le regroupement de tous les équipements en un seul endroit simplifie les tâches de maintenance et de réparation.
- Réduction de la demande d’énergie : l’installation centralisée tire parti de la simultanéité de l’équipement, ce qui permet de réduire la puissance requise
- Récupération de chaleur : permet d’utiliser l’énergie thermique générée lors de la production de froid pour couvrir la demande d’eau chaude sanitaire et alimenter gratuitement la boucle d’eau chaude.
- Systèmes de pompage efficaces avec variation de débit : permet de moduler le débit du circuit hydraulique en fonction des besoins du système, réduisant ainsi la consommation électrique et augmentant la durée de vie du composant.
- Hybridation avec d’autres technologies : elle permet de coupler des technologies telles que le stockage thermique, les centrales de production d’énergie renouvelable par « Smart grid » telles que le photovoltaïque ou le solaire thermique, etc.
Solutions de refroidissement dans le secteur tertiaire
Exemple d’installation rénovation par remplacement
Afin de se conformer au cadre réglementaire de l’UE sur les gaz fluorés, la grande majorité des installations centralisées ont été contraintes de remplacer leur équipement et de réduire la charge de réfrigérant ou de remplacer le réfrigérant HFC par un réfrigérant à faible PRG (<150), un réfrigérant naturel tel que le propane (R-290) ou le dioxyde de carbone (R-744), ou de passer à un système d’expansion indirecte.
Un exemple clair est le remplacement d’installations telles que le tricentral 3pack par des systèmes à détente directe avec des réfrigérants naturels ou des réfrigérants à faible PRG tels que le R-744, ou par des systèmes à détente indirecte utilisant des installations de refroidissement à inverseur complet et des équipements de condensation indirecte et des refroidisseurs d’air, réduisant considérablement la charge de réfrigérant dans le système, réduisant ainsi le coût de l’installation et de sa maintenance, et réduisant la probabilité de fuites et donc son empreinte carbone.
Systèmes indirects (installation complète de refroidissement air/eau ou eau/eau à inverseur ± drycooler, avec refroidisseurs d'air et système Waterloop)
Caractéristiques
- Faible charge de réfrigérant,
- Confinement du réfrigérant dans une petite zone localisée,
- Installation simple, sûre et efficace,
- Couplage avec des équipements à condensation indirecte, des refroidisseurs d’air, des climatiseurs, etc..,
- Production simultanée de froid + chauffage, génération d’une capacité de chauffage 20-30% supérieure à la capacité de refroidissement, qui peut être accumulée et utilisée grâce à la récupération de la chaleur de condensation,
- La récupération de chaleur permet d’éliminer la consommation d’énergie pour la production d’ECS, le dégivrage, la climatisation, etc., réduisant ainsi la consommation d’énergie primaire non renouvelable.
- Fluide caloporteur respectueux de l’environnement (eau/glycol/eau glycolée), assurant la sécurité du produit et des personnes lors de l’utilisation d’eau, de glycol ou d’eau glycolée, et éliminant le facteur de contamination de l’environnement en cas de fuites éventuelles.
- Les variateurs de vitesse dans les systèmes de compression frigorifique et un pompage hydraulique efficace réduisent la consommation d’énergie de 20 % :
- des rendements saisonniers moyens plus élevés,
- un meilleur contrôle des pics de puissance,
- la réduction du surdimensionnement,
- une durée de vie plus longue des composants.
- Hybridation avec d’autres technologies telles que les systèmes de stockage thermique, la climatisation, les CTA, les systèmes renouvelables tels que les systèmes photovoltaïques ou solaires thermiques, etc.
- Circuits frigorifiques indépendants, les centrales frigorifiques INTARCON sont conçues avec des circuits frigorifiques et des condenseurs indépendants, afin de maintenir, lors des travaux de maintenance, la puissance frigorifique des services essentiels tels que les chambres froides et d’éviter l’interruption de la chaîne du froid, essentielle pour la réfrigération dans le secteur tertiaire.
Système direct (ECO2SYSTEM avec évaporateurs CO2)
Caractéristiques
- Construction compacte à cycle transcritique avec refroidisseur de gaz intégré, ou en format rack avec cycle transcritique ou sous-critique à condensation indirecte,
- Aspiration simple ou double pour la production simultanée de froid positif et négatif,
- Cycle en cascade, offrant d’excellentes performances de réfrigération dans les applications à basse température (chambres froides et tunnels de congélation),
- La compression parallèle, dans les cycles transcritiques, améliore l’efficacité énergétique à des températures ambiantes élevées,
- Economiseur – sous-refroidisseur, améliore l’efficacité en refroidissant la ligne liquide,
- Dégivrage au gaz chaud,
- Récupération de chaleur, pour l’eau chaude sanitaire ou le chauffage.
- Groupe d’urgence pour la maintenance du CO2.
| Application recommandée (température) | COP | Investissement initial | Entretien | Coût de la charge de réfrigérant | |
|---|---|---|---|---|---|
| 3pack (tricentral) | Positive et négative | +++ | +++ | +++ | +++ |
| ECO2CUBE | Négative | +++ | +++ | ++ | + |
| Plante refroidisseur + Waterloop | Positive et négative | ++ | ++ | + | + |
Avec ces unités, vous économiserez jusqu’à 20 % sur votre facture d’électricité, l’un des principaux coûts de la réfrigération dans le secteur tertiaire.
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