Groupe d'eau glacée industriel

La puissance frigorifique détermine la capacité du groupe à évacuer la chaleur produite par le process. Selon les installations industrielles, elle peut aller de quelques kW à plusieurs MW. Le choix doit tenir compte de la charge thermique réelle, de la température d’eau souhaitée et des conditions de fonctionnement.

La température de l’eau glacée se situe souvent entre +5 et +15 °C pour les applications industrielles courantes. Pour des températures inférieures à 0 °C, l’utilisation d’un fluide glycolé devient généralement nécessaire. Certains équipements peuvent produire un fluide autour de -15 à -30 °C. Le débit d’eau dépend principalement de la puissance frigorifique et du delta T entre le départ et le retour. Avec un écart de température de 5 °C, on peut prévoir à titre indicatif :

• environ 1,7 mÂł/h pour 10 kW ;
• environ 17 mÂł/h pour 100 kW ;
• environ 86 mÂł/h pour 500 kW ;
• environ 170 mÂł/h pour 1 MW.

La pompe doit Ă©galement ĂŞtre dimensionnĂ©e selon les pertes de charge du rĂ©seau hydraulique. Le type de condensation dĂ©pend des contraintes du site. La condensation par air est souvent utilisĂ©e lorsque la chaleur peut ĂŞtre rejetĂ©e directement vers l’extĂ©rieur. La condensation par eau suppose gĂ©nĂ©ralement la prĂ©sence d’un circuit permettant d’évacuer les calories. Le niveau sonore varie fortement selon la puissance et la conception. Pour les groupes Ă  condensation par air, la pression acoustique peut se situer autour de 50 Ă  70 dB(A) Ă  plusieurs mètres de l’équipement. 

Ces Ă©quipements doivent respecter les normes sur les systèmes frigorifiques, notamment en matière de sĂ©curitĂ© et de rĂ©glementation Ă©nergĂ©tique. Les indicateurs GWP, ESEER et SEPR servent Ă  comparer les performances environnementales et Ă©nergĂ©tiques des modèles entre eux. Un GWP faible oriente vers des fluides frigorigènes Ă  moindre impact climatique, comme le R-1234ze.

• La variation de vitesse permet d’adapter le fonctionnement du compresseur, des ventilateurs ou des pompes aux besoins rĂ©els du process. Elle peut rĂ©duire la consommation lorsque le groupe fonctionne Ă  charge partielle.
• Le free cooling utilise l’air extĂ©rieur lorsque sa tempĂ©rature est suffisamment basse. Il peut rĂ©duire ou, dans certaines conditions, remplacer temporairement le fonctionnement des compresseurs. Cette solution est surtout intĂ©ressante pour les installations fonctionnant en continu ou pendant de longues pĂ©riodes.
• La rĂ©cupĂ©ration de chaleur permet de valoriser une partie de la chaleur rejetĂ©e par le groupe. Selon l’installation, l’eau rĂ©cupĂ©rĂ©e peut atteindre environ 40 Ă  60 °C, voire 70 Ă  80 °C sur certains systèmes spĂ©cifiques.
• Le module hydraulique intĂ©grĂ© peut regrouper la pompe, le ballon tampon, les organes de sĂ©curitĂ© et les instruments de contrĂ´le. Il simplifie gĂ©nĂ©ralement l’installation et le raccordement.
• La supervision permet de relier le groupe Ă  une GTC ou Ă  un système de pilotage centralisĂ©. Des protocoles comme Modbus, BACnet ou LON peuvent ĂŞtre disponibles selon les Ă©quipements.

Enfin, les groupes installés à l’extérieur peuvent fonctionner sur des plages de température assez larges. Selon les configurations, certains équipements peuvent fonctionner autour de -20 °C à +50 °C, voire davantage avec des options adaptées aux climats chauds.

Le choix d’un groupe d’eau glacée industriel dépend avant tout du process à refroidir, de la température à maintenir, de la puissance thermique à évacuer et du rythme de fonctionnement de l’installation. Une machine fonctionnant par cycles ne présente pas les mêmes contraintes qu’une ligne de production utilisée en continu. Il faut également tenir compte du nombre d’équipements raccordés, de la disponibilité d’un circuit d’eau de condensation et des possibilités d’implantation.

En plasturgie, le groupe peut notamment refroidir des presses, extrudeuses ou moules, tandis qu’en agroalimentaire, cosmétique ou pharmacie, il intervient davantage sur des cuves, mélangeurs et échangeurs. Pour les process continus ou fortement variables, des équipements avec variation de vitesse, free cooling, redondance ou récupération de chaleur peuvent être envisagés selon les conditions du site.

Le dimensionnement d’un groupe d’eau glacĂ©e dĂ©pend principalement de la puissance thermique Ă  Ă©vacuer, de la tempĂ©rature d’eau souhaitĂ©e, du dĂ©bit nĂ©cessaire et du temps de fonctionnement du process. Il faut aussi tenir compte du nombre de machines raccordĂ©es et des Ă©ventuelles variations de charge. Ă€ titre indicatif, avec un delta T de 5 °C, le dĂ©bit d’eau peut ĂŞtre d’environ :

• 1,7 mÂł/h pour 10 kW
• 17 mÂł/h pour 100 kW
• 86 mÂł/h pour 500 kW

La sélection doit ensuite intégrer le type de condensation, la température extérieure, les pertes de charge du réseau et le fluide utilisé. Pour des températures négatives, un fluide glycolé peut être nécessaire. Une légère marge de puissance peut être prévue pour absorber les pics de charge ou une future évolution de l’installation.