Dimensionnement des chambres froides : calculs et procédés

Dimensionnement des chambres froides
Calcul d’une chambre froide 1
1 CLASSE MENT DE S CHAM BRES F ROI DES.
Il existe trois types de chambres froides :
• la chambre froide compacte
• la chambre froide modulable, démontable
• la chambre froide bâtie.
a- Définition :
Une chambre froide à usage commercial, est une enceinte frigorifique apte à
maintenir à la température requise les denrées périssables qui sont entreposées et
d’un volume tel que l’utilisateur doit y pénétrer pour introduire et prélever les produits.
Il existe deux types de chambre froide :
1- Chambre froide à température positive. L'évaporateur sera de type +A haute
température à convection naturelle. Exemple chambre froide de fleur (4) °C
+A haute température à convection forcée et dégivrage par air ambiant
Exemple chambre à produits embouteillés(4) °C.
2-Chambre froide à moyenne température
Exemple chambre à viande (1) °C.
3-Chambre froide à température négative
- Exemple chambre congélateur (-24°C) dégivrage électrique ou à gaz chauds.
2 PROCEDE S DE REFROIDI SSEM ENT DANS
DES CHAM BRES F ROIDE S
2-1- modes de refroidissement
a- refroidissement directe
Celui-ci est également dénommé détente directe dans ce cas, le fluide frigorigène est
directement en contact thermique avec le liquide à refroidir, la chaleur qui lui est
retirée assurant l’évaporation du fluide frigorigène.
b- refroidissement indirecte
Il y a refroidissement indirect quand, pour le transfert de chaleur entre le liquide à
refroidir et le fluide frigorigène en évaporation, on a recours à un troisième liquide
intermédiaire que l’on dénomme généralement fluide frigo-porteur.
2-2- Systèmes de dégivrage
DEGIVRAGE DES EVAPORATEURS DES POSTES A TEMPERATEURS POSITIVES
Dégivrage à air
Avec des températures de conservation supérieures à 0°C, le dégivrage se conçoit

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généralement par arrêt de la production frigorifique et la mise en “ marche forcée ”du
ou des ventilateurs de l’évaporateur.
Le passage contenu de l’air à travers l’évaporateur (air à une température supérieur
à 0°C) va faire fondre le givre accumulé et assurer le dégivrage. La commande de
dégivrage pouvant se faire automatiquement par interrupteur horaire ou
manuellement.
DEGIVRAGE DES EVAPORATEURS DES POSTES A TEMPERATURE
NEGATIVES
Pour les postes à températures négatives il existe principalement trois procédés de
dégivrage.
1. Dégivrage par chauffage électrique
le dégivrage par résistances électriques est, de loin, le mode de dégivrage le plus
utilisé. Des épingles (ou cannes) chauffantes sont agrafées dans l’évaporateur
parallèlement aux tubes.
La commande du dégivrage se fait généralement par interrupteur horaire(“ pendule
de dégivrage ”), le retour à la “ marche réfrigération ” étant souvent assuré par un
thermostat de fin de dégivrage.
Avec ce procédé de dégivrage il est également prévu un thermostat de sécurité
chaud.
2. Dégivrage par gaz chauds
Avec ce procédé, le dégivrage de l’évaporateur est obtenu en envoyant dans
l’évaporateur les gaz chauds venant du refoulement du compresseur.
Une conduite “gaz chauds ” sur laquelle on trouve un robinet électromagnétique, relie
le refoulement du compresseur à l’entrée de l’évaporateur ‘en aval du détendeur).
La commande de dégivrage, par ouverture du robinet électromagnétique “ gaz
chauds ”, se fait généralement par interrupteur horaire.
3. Dégivrage par inversion de cycle
Une vanne 4 voies d’inversion de cycle permet d’inverser les rôles du condenseur et
de l’évaporateur. En phase dégivrage l’évaporateur à dégivrer fonctionne en
condenseur et le condenseur en évaporateur.
Comme pour les deux autre procédés, la commande du dégivrage (alimentation de
la vanne 4 voie d’inversion de cycle) se fait par interrupteur horaire.
3 Calcu l de volume de la c hambr e
Vch = E/gv (m3)
Vch : volume de charge
E : Capacité de la chambre (T)
gv : coeff de charge T/m3.
Viande congelée gv = 0,35 T/ m3.
Viande suspendu gv = 0,25 T/ m3
Poisson en caisse gv = 0,45 T/ m3
Beurre gv = 0,70 T/ m3
.Oeuf gv = 0,26 T/ m3

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Pomme en caisse gv = 0,36 T/ m3
Orange gv = 0,45 T/ m3
Fch = Vch/Hch
Fch = surface de charge
Hch = hauteur de charge (0,5 à 0,6 m entre plafond et charge)
FCF = Fch/β
FCF = surface réelle de la C.F.
β = coeff d.utilisation
Pour : 100m² 0,70 à 0,75
100 - 400m² 0,75 à 0,80
400 m² 0,80 à 0,85
4 Introduction
Avant de commencer à procéder au dimensionnement des composants d’une
installation frigorifique, il est nécessaire de connaître :
 la température souhaitée par le client ainsi que le type de marchandises qui
va se trouver dans la chambre froide
 les modalités et contraintes de réalisation de l’installation
 le type d’installation.
Ce n’est qu’après cela que l’on peut déterminer les charges thermiques de la
chambre froides. Ces charges correspondront à la production frigorifique nécessaire
pour en assurer la compensation.
Les charges thermiques se répartissent en deux grandes catégories : les charges
externes et les charges internes.
La catégorie des charges thermiques externes comprend :
 les charges dues aux apports de chaleur par transmission à travers
l’enveloppe de la chambre froide : parois verticales, plancher bas et plancher
haut ;
 les charges dues au renouvellement d’air ;
 les charges dues à l’ouverture des portes.
La catégorie des charges thermiques internes se subdivise elle-même en deux
sous-catégories :
 la sous-catégorie des charges dépendantes des produits entreposés et du ou
des évaporateurs, à savoir :
o les charges dues aux produits entrants ;
o les charges dues à la respiration des produits entreposés ( fruits et
légumes) ;
o les charges dues à la chaleur dégagée par le moteur de chaque
ventilateur d’évaporateur ;
o les charges dues au dégagement de chaleur des résistances
électriques des évaporateurs lorsque ces résistances sont mises sous

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tension en période de dégivrage ;
 la sous-catégorie des charges indépendantes des produits entreposés et de
l’installation frigorifique et qui comprend :
o les charges dues à l’éclairage ;
o les charges dues au personnel ;
o les charges dues aux chariots élévateurs et transpalettes ;
o les charges dues à la présence d’éventuellement autres machines.

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5 Calcul des charges thermiques
externes
5.1 Charge thermique par transmission à travers
les parois ( Qtr)
On procède à ce calcul par paroi, c’est-à-dire d’abord les quatre parois verticale puis
le plancher haut (toiture) et enfin le plancher bas.
La charge thermique par transmission à travers les parois a pour valeur :
tSKQtr 
K étant le coefficient de transmission thermique de la paroi ( W/m²K), S la surface de
la paroi ( m²)et t l’écart de température entre l’intérieur de la chambre froide et
l’extérieur ( température du local qui contient la chambre froide ou la température de
l’extérieur).
Le coefficient K est calculé suivant sa formule classique :
e
n
jj
j
ih
e
h
K11 1
1
On trouvera ci-dessous les tableaux donnant les coefficient de conductibilité
thermique  des différents matériaux utilisés ainsi que le tableau donnant les
coefficients d’échange superficiel hi et he.