La conservation des produits à l’intérieur d’une chambre froide positive et négative se fait par la diminution de la température. Pour cela, l’extraction de la chaleur doit se faire. Il faut noter que pour le refroidissement des denrées, tous les équipements de la chambre froide consomment de l’énergie. Cette consommation énergétique est calculée par la réalisation du bilan thermique ou frigorifique. Le bilan frigorifique est nécessaire pour connaître à l’avance les dépenses et établir la meilleure stratégie pour l’obtention d’un refroidissement à cœur des produits.
Pour réaliser le bilan thermique, vous devez connaître :
- Les apports de chaleur ;
- Les modes de calcul de la quantité de chaleur à extraire.
Les apports d’extraction de chaleur
Plusieurs facteurs doivent être pris en compte avant de faire les travaux d’installation dans votre bâtiment. Ces éléments sont les apports lors de l’évacuation de la chaleur pour le refroidissement de la chambre froide (négative ou positive). Les apports à connaître pour la conservation des denrées sont :
- Les apports externes : Également appelés charges externes, ces facteurs peuvent diminuer le rendement de refroidissement ou même congélation des produits conserver dans une chambre froide. Les charges externes du bilan thermique sont l’apport journalier de conduction à travers les parois, le renouvellement d’air et l’ouverture des portes.
- Les apports internes : Que ce soit des charges indépendantes ou dépendantes des denrées qui sont stockés dans la chambre froide, tous sont des points à connaître lors de la réalisation du bilan frigorifique. Le système d’éclairage de l’installation, chaque machine, les personnes qui font des va-et-vient, la respiration des denrées, le groupe de froid comme l’évaporateur et les résistances de dégivrage sont les apports internes.
- Les caractéristiques du groupe froid : l’évaporateur, le condensateur, …
- Les critères du bâtiment où la chambre froide est à installer : l’humidité et la température.
- Les dimensions de la chambre froide.
- L’apport de chaleur des produits venant d’être entreposés à l’intérieur.
Chaque apport a un effet direct sur la puissance, la consommation énergétique, l’installation et le fonctionnement de la chambre froide. Le bilan thermique peut également dépendre des critères du bâtiment. Ce sont la climatisation, la période de fonctionnement, les types de chambres froides et la quantité de denrées qui y sont stockées.
Le calcul du bilan thermique
Différents types de calculs sont à faire pour réaliser le bilan thermique ou frigorifique. Ces calculs passent tous par des formules qui seront partagées. Cela vous aidera à faire le bilan thermique.
- La quantité de chaleur à travers les parois (Q1). Cette valeur se calcul comme ceci :
- Q1 = [Σ (S x k x δt)] x 24 h / 1 000
- “S” est la surface extérieure. Ce sont les parois des côtés, le sol et le plafond. Cette valeur est mesurée en m2.
- « k » est le coefficient de transmission au niveau thermique des parois. Ce coefficient est en W/m2.K.
- « δt » est, compte à lui, l’intervalle entre la température de stockage « K » et celui de l’extérieur.
- La quantité de chaleur par entreposage des produits est différente pour une chambre froide positive et négative. Pour calculer le refroidissement à froid positif, vous devez utiliser la formule Q2 = P1 x Cs x δt / 1 000. Le froid négatif est calculé par l’utilisation de celui-ci Q2′ = [(P1 x Cs x δt) + (P1 x Cl) + (P1 x Cs’ x δt’)] / 1 000. Les significations de ces valeurs sont :
- Q2 = La température des marchandises introduite (en kWh).
- P1 = la masse des nouvelles denrées (en kg).
- Cs = chaleur spécifique des produits (en Wh/kgK).
- Cl = chaleur latente utile au changement de caractère du liquide des denrées (en Wh/kg).
- Le volume de chaleur suite à la respiration des denrées végétales (Q3). Cette valeur se calcule par cette formule : Q3 = P x 1,4 / 1 000. Les unités de mesure sont : Q3 en kWh et P en kg.
- La quantité de chaleur pour le renouvellement d’air Q4. Utilisez la formule Q4 = V x Δh x φ x n / 1 000. « V » veut dire volume de la chambre froide (en m3). « Δh » est la disparité d’enthalpie entre la condition à l’intérieur et extérieur de la chambre froide (en Wh/kg).
- Il faut également calculer la chaleur dégagée par le membre du personnel Q5, le système d’éclairage Q6, l’évaporateur Q7 et les autres éléments ayant une température supérieure au nécessaire. Utilisez ces formules pour cela : Q5 = q x t x n / 1 000 ; Q6 = 10 x t x S / 1 000 (kWh) ; et Q7 = 30 x S x 24 h / 1 000.
En faisant le bilan frigorifique d’une chambre froide, la puissance pour la congélation ou la réfrigération est connue à l’avance. Cela permet aussi d’adapter les équipements aux genres de produits à stocker. Suivez ces astuces pour faire le bilan de votre chambre froide. De plus, ce guide vous permettra de réaliser le bilan frigorifique comme un professionnel du froid.