La récupération de chaleur sur les groupes frigorifiques, écologique et économique

Comme un processus visant à un équilibre calorifique logique, produire du froid induit obligatoirement la fabrication simultanée de chaud. C’est le cas de tous les groupes frigorifiques, quelles que soient leurs tailles effectives ou leurs puissances. En effet, la production de froid nécessite l’utilisation d’une énergie générant de la chaleur. Une chaleur malheureusement trop souvent égarée dans la nature. Un gaspillage en somme. Or, en installant un récupérateur de chaleur sur un groupe de froid, on permet la valorisation de cette énergie disponible. De cette disposition découlent deux principaux avantages ; écologiques et économiques.

Principe de fonctionnement d’un récupérateur de chaleur

Entre le compresseur et le condenseur d’un groupe frigorifique, le fluide frigorigène conserve une température suffisamment élevée pour permettre de chauffer de l’eau par échange de calories. Le principe consiste donc à placer entre ces deux points (compresseur et condenseur) un échangeur de chaleur entre les liquides frigorigènes et de l’eau. L’énergie thermique est transportée dans un premier temps par le fluide frigorigène jusqu’au récupérateur, où l’échange thermique se fait avec l’eau.

Le fluide frigorigène est prérefroidi et demande ainsi moins d’énergie au groupe pour poursuivre son cycle et permettre le maintien de température froide du groupe frigorifique. De son côté, l’eau est chauffée et peut intégrer le circuit d’eau chaude sanitaire ou venir remplir un ballon de stockage. L’économie d’énergie réalisée contribue à la fois à la préservation de l’environnement et à la bonne santé économique de l’entreprise.

récupération de chaleur dans hall de galerie marchande

Les différentes technologies mises au point

Un principe tel que celui-ci, favorisant la récupération de chaleur et l’économie d’énergie, a forcément beaucoup de succès. Les économies financières réalisées peuvent représenter un gain non négligeable. De fait, différentes technologies ont été créées, avec plus ou moins de succès dans la récupération de chaleur.

Les échangeurs à plaques externes

Sans doute la plus simple et aussi la plus courante des technologies de récupération de chaleur sur un groupe frigorifique, les échangeurs sont raccordés, d’un côté à la sortie du compresseur, de l’autre à un ballon de stockage. L’échange calorique se produit entre les gaz chauds et l’eau froide, à l’intérieur de ces échangeurs. Seul problème, le fait que ces plaques soient externes ajoute un paramètre supplémentaire empêchant de garantir une récupération complète de la chaleur créée par le groupe. Ce paramètre, c’est l’air ambiant. En effet, la température de condensation dans l’échangeur dépend directement de la température ambiante. De fait, avec ce procédé de désurchauffe du gaz, l’exploitation de la chaleur est partielle.

Les échangeurs internes

Ici, l’échangeur est directement installé à l’intérieur du ballon d’eau chaude. Ainsi, le gaz chaud emprunte un circuit en serpentin directement au contact de l’eau à chauffer. L’eau chauffe bien plus vite, mais attention à ne pas privilégier la récupération de chaleur au détriment de la performance du groupe de froid. Car le procédé a pour inconvénient d’augmenter la consommation électrique du refroidisseur pour maintenir la pression de condensation constante à la récupération et limiter l’impact de l’air ambiant.

La condensation à eau

Ici, l’échangeur remplace le condenseur du groupe frigorifique en concentrant le fluide frigorigène à l’aide de l’eau à chauffer. Ainsi, la totalité de la chaleur de condensation est exploitée et l’eau chauffée se retrouve stockée dans un ballon indépendant. Mieux, l’exploitation de cette chaleur a la capacité de chauffer, très rapidement et à une température élevée, des volumes d’eau importants. Et, plus important encore, l’impact de l’air ambiant dans ce procédé est nul : ceci permet de garantir des performances de récupération d’eau chaude stables, indépendamment de la météo ou du climat.

Les applications de la récupération de chaleur sur groupe de froid

La récupération de chaleur sur un groupe frigorifique peut s’effectuer dès lors qu’une entreprise est à la fois intéressée par la production de froid (chambres froides, frigos, climatisation, etc) et de chaud (eau chaude sanitaire, système de chauffage…). De surcroît, ce type de procédé peut être installé sur un équipement déjà existant, comme à l’installation d’un équipement neuf. Fort logiquement, on en retrouve donc dans les secteurs d’activité suivants : hôtellerie restauration, agroalimentaire, supermarchés, collectivités territoriales, abattoirs, boulangeries, commerces de bouche… Et la liste n’est bien entendu pas exhaustive.

Le freecooling

Comme son nom l’indique, le freecooling est une fabrication de froid gratuite. Là encore, le principe est assez simple. Il s’agit de se servir de l’air ambiant pour pré refroidir un fluide, avant son retour dans le circuit frigorifique. Ainsi, on utilise les calories de l’air ambiant (aéroréfrigérant), voire du sol (géothermie), pour refroidir le fluide circulant dans des tuyaux entre le récepteur et sa réintégration dans le système. Si l’on part du principe que pendant 65 % du temps (nuit comprise bien évidemment) la température moyenne sur toute la France est de 10 °C ou moins, on se rend compte de l’efficacité du système. Le freecooling peut éviter d’avoir à installer des systèmes énergivores pour le refroidissement des installations et des équipements d’une entreprise. Là encore, économie et écologie vont de pair.