Optimiser l’efficacité de la réfrigération dans les supermarchés grâce au pré-refroidissement par évaporation

Les systèmes de réfrigération jouent un rôle essentiel dans divers secteurs, qu’il s’agisse de garantir la sécurité alimentaire, de soutenir des processus industriels ou de maintenir le confort d’environnements intérieurs. Cependant, leur efficacité influence profondément la consommation d’énergie, les coûts d’exploitation et la durabilité environnementale. L’un des composants essentiels des systèmes de réfrigération, le condenseur, est chargé de libérer la chaleur du réfrigérant dans l’environnement. Dans de nombreuses régions, en particulier dans les climats plus chauds, l’efficacité du refroidissement du condenseur est mise à mal par des températures ambiantes élevées. Ce scénario entraîne une diminution de l’efficacité de rejet de chaleur et, par conséquent, une réduction des performances globales du système. Des apports énergétiques plus importants sont donc nécessaires pour obtenir les effets de refroidissement souhaités, ce qui augmente les dépenses opérationnelles et l’impact environnemental.

Faire face à des températures et des pressions extrêmes

Dans un supermarché AB de taille moyenne de 1 430 m² à Athènes, en Grèce, le système de réfrigération était intégré. Il se composait d’une configuration multi-baies avec trois compresseurs de moyenne température (MT) et deux compresseurs de basse température (LT), utilisant le réfrigérant R449A. Les compresseurs MT et LT étaient tous deux alimentés par un condenseur commun. Celui-ci était conçu pour une température d’évaporation de -35 °C pour le LT et de -10 °C pour le MT, fonctionnant à une température ambiante de 40 °C. La régulation était assurée par un groupe, avec une consigne de température de condensation de 30 °C. Tout au long de la période d’observation, les ventilateurs du condenseur ont fonctionné en continu, car la température de consigne était impossible à atteindre, ce qui n’entraînait aucune réduction de la consommation d’énergie due au fonctionnement du ventilateur du condenseur sans pré-refroidissement adiabatique. En partenariat avec Munters via Dry Hellas, un représentant exclusif de Munters en Grèce, et l’entrepreneur local General Refrigeration S.A., AB a choisi de mettre en œuvre le système de refroidissement par évaporation EC Cool de Munters sur le condenseur afin de diminuer les températures et pressions extrêmes. « Nous avons collaboré sur des projets impliquant le pré-refroidissement par le biais du système EC Cool de Munters. Munters propose une solution complète qui tient ses promesses. » M. Dimitrios Dalavouras, copropriétaire de General Refrigeration SA. Les avantages du pré-refroidissement par évaporation Le pré-refroidissement par évaporation fait figure de solution prometteuse pour améliorer les performances du condenseur. Cette technique consiste à refroidir l’air entrant avant qu’il n’atteigne le condenseur par évaporation de l’eau. Le principe sous-jacent est simple : à mesure que l’eau s’évapore, elle absorbe la chaleur de l’air ambiant, abaissant ainsi sa température. En introduisant de l’air pré-refroidi dans le condenseur, le système peut faciliter une dissipation plus efficace de la chaleur. Les avantages du pré-refroidissement par évaporation sont multiples : Capacité accrue : en abaissant la température de condensation, le système peut améliorer sa capacité de refroidissement, ce qui permet une réfrigération plus efficace. Efficacité améliorée : des températures d’air plus basses permettent au condenseur de rejeter la chaleur plus efficacement, améliorant ainsi l’efficacité globale du cycle de réfrigération. Économies d’énergie l’efficacité accrue se traduit par une consommation d’électricité réduite, car le système de réfrigération fonctionne plus efficacement pour obtenir les résultats de refroidissement souhaités. Durée de vie des équipements prolongée : le fonctionnement dans des conditions plus froides peut atténuer l’usure des composants du système, prolongeant potentiellement sa durée de vie opérationnelle. En utilisant des panneaux de refroidissement par évaporation, le système EC Cool de Munters abaisse la température d’entrée du condenseur en toiture. L’air ambiant traverse le matériau d’évaporation CELdek® humidifié, ce qui entraîne une baisse de sa température avant qu’il ne parvienne à la bobine du condenseur. Le système EC Cool de Munters est modulaire et flexible. Il peut être adapté aux condenseurs de toutes dimensions allant jusqu’à 2 m de haut. Fabriqué à partir de matériaux en PVC et PP de haute qualité stabilisés aux UV, le système se distingue par sa durabilité et sa résistance. Sa conception entièrement dépourvue de colle garantit une résistance à la dilatation ou à la contraction thermique, protégeant le système contre les fissures ou les fuites d’eau. Les procédures d’entretien et d’inspection sont simples, facilitées par la fixation par clipsage intelligente qui permet d’accéder aux tuyaux d’eau et de remplacer les panneaux en toute simplicité. Qui plus est, le système fonctionne avec de l’eau recyclée, ce qui minimise la consommation d’eau. Des avantages qui vont au-delà des économies Dry Hellas a décidé de mener une évaluation complète de l’impact du refroidissement par évaporation et de se concentrer sur les indicateurs clés de performance sur deux périodes distinctes. La première comparaison a porté sur une utilisation intermittente, tandis que la seconde a examiné deux jours complets de fonctionnement dans le supermarché. Les résultats ont clairement démontré l’efficacité des solutions de pré-refroidissement adiabatique dans le cadre de l’amélioration de l’efficacité énergétique. Lorsque la température ambiante oscillait autour de 32 °C, les économies d’énergie atteignaient presque 20 %. Les gains d’énergie attendus étaient encore plus importants dans des conditions plus chaudes ou des niveaux d’humidité plus faibles. Point important, le pourcentage d’économies augmentait avec une consommation d’énergie plus élevée due à des températures ambiantes élevées. De plus, cette solution a contribué à réduire les pics de consommation d’électricité pendant les heures cruciales de la mi-journée, ce qui s’est révélé bénéfique pour le réseau. Les économies d’énergie se sont traduites directement par des économies de coûts, en particulier dans les régions où les prix de l’électricité sont élevés, et ont également contribué à réduire les émissions de gaz à effet de serre. Pour chaque kWh d’électricité économisé, l’émission de 285 grammes d’équivalent CO2 a été évitée. « Cependant, les avantages vont au-delà des économies en termes de coûts. La capacité du système EC Cool de Munters à fonctionner à des températures de condensation plus basses a favorisé la longévité du compresseur et réduit la fréquence des dysfonctionnements nécessitant l’intervention d’un technicien. En outre, cela a garanti un fonctionnement plus stable du système, conduisant à des températures constantes dans les armoires et les chambres froides, ce qui a permis d’améliorer la qualité des produits et de réduire les taux de détérioration. » Mme Peny Sitaridou, propriétaire de Dry Hellas. Une solution durable pour les étés chauds En résumé, l’utilisation du système de pré-refroidissement par évaporation EC Cool de Munters sur le condenseur a considérablement amélioré l’efficacité opérationnelle du système de réfrigération. En diminuant les températures et pressions extrêmes, il a permis un fonctionnement plus fluide, avec à la clé des économies d’énergie substantielles et une réduction des émissions de gaz à effet de serre. De plus, sa polyvalence permet une mise à niveau dans les systèmes existants, ce qui promet des retours sur investissement favorables grâce à des économies d’énergie et des performances améliorées. De plus, la simplicité de mise à niveau et l’absence d’exigences de traitement de l’eau en font un choix pratique et durable pour améliorer les systèmes de réfrigération. « La mise en œuvre de ce système a permis de réaliser des économies d’énergie significatives et de réduire la haute pression du circuit de refroidissement afin d’éviter les arrêts fréquents du compresseur. Je recommande ce système comme solution durable pour s’adapter au changement climatique et l’atténuer dans les systèmes de réfrigération, en particulier pendant les périodes estivales chaudes. » M. Georgios Karampatos, Energy & New Technologies Supervisor AB Vassilopoulos Single Member S.A.