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inerWeb Frigolo — Bilan Thermique

Calculer la puissance frigorifique d'une chambre froide
Édu

🏗️ D'où vient la chaleur dans une chambre froide ?

Une chambre froide doit maintenir une température basse. Mais la chaleur cherche toujours à s'équilibrer — elle rentre de partout. Le bilan thermique consiste à identifier et quantifier chacun de ces apports pour dimensionner la puissance du groupe frigorifique.

🔥 Les 5 postes d'apports

PAROIS Déperditions par l'isolation
Chaleur traversant les murs, sol, plafond. Dépend de l'isolant (U), de la surface (S) et de l'écart de température (ΔT).
PRODUITS Refroidissement de la marchandise
Chaleur à extraire pour amener les produits à la température de consigne.
INFILTRATIONS Entrées d'air chaud
Ouvertures de porte, renouvellement d'air — l'air extérieur chaud et humide entre.
INTERNES Apports intérieurs
Éclairage, moteurs du ventilateur, personnes travaillant dans la chambre.
DÉGIVRAGE Cycle de dégivrage
Apport électrique (résistances) ou gaz chaud pour fondre le givre sur l'évaporateur.

🧮 La formule globale

Qtotal = Qparois + Qproduits
+ Qinfiltrations + Qinternes
+ Qdégivrage

La puissance du groupe est souvent majorée de 10 à 15% pour tenir compte des imprévus.

🧱 Déperditions par les parois

La chaleur traverse les parois isolées selon la loi de Fourier :

Qparois = U × S × ΔT
U = coefficient global de transmission (W/m²·K)
S = surface totale de la paroi (m²)
ΔT = Text − Tint (K ou °C)

Le coefficient U dépend de l'épaisseur et du type d'isolant. Plus U est faible, meilleure est l'isolation.

Valeurs typiques de U :
Polyuréthane 100mm : U ≈ 0,22 W/m²K
Polyuréthane 150mm : U ≈ 0,15 W/m²K
Polystyrène 100mm : U ≈ 0,35 W/m²K

🧮 Calculer Q parois

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📐 Schéma coupe de paroi

📋 Détail du calcul

📦 Apports dus aux produits

Quand on introduit des produits chauds dans la chambre, il faut extraire leur chaleur pour les amener à la température de consigne.

Qproduits = m × Cp × ΔT / t
m = masse de produits à refroidir (kg)
Cp = chaleur massique du produit (kJ/kg·K)
ΔT = Tentrée − Tconsigne (K)
t = durée de refroidissement (h) → ×3600 pour avoir des secondes → W
Cp typiques :
Viande : 3,5 kJ/kg·K
Poisson : 3,6 kJ/kg·K
Légumes : 3,9 kJ/kg·K
Produits laitiers : 3,8 kJ/kg·K
Glace / surgelés : 2,0 kJ/kg·K

Si les produits dégagent de la chaleur de respiration (fruits, légumes vivants), il faut ajouter cet apport.

🧮 Calculer Q produits

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🌡️ Visualisation refroidissement

📋 Détail

🌬️ Apports par infiltrations

À chaque ouverture de porte, l'air chaud et humide de l'extérieur entre dans la chambre. Il faut refroidir cet air ET en extraire l'humidité.

Qinfil = ṁair × (hext − hint)
ṁair = débit massique d'air infiltré (kg/s)
hext = enthalpie air extérieur (kJ/kg)
hint = enthalpie air intérieur (kJ/kg)
En pratique, on utilise souvent une méthode simplifiée basée sur le nombre d'ouvertures de porte par jour et la durée de chaque ouverture.
⚠️ Les infiltrations peuvent représenter 20 à 40% du bilan total dans les chambres à trafic intense. Un rideau à lanières ou un sas réduit cet apport de 50%.

🧮 Estimation simplifiée

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🌡️ Écart enthalpique

📋 Détail

💡 Apports internes

Toute source d'énergie à l'intérieur de la chambre génère de la chaleur que le groupe doit compenser.

💡 Éclairage
Puissance installée × durée d'utilisation. LED : 6–15 W/m². Fluocompacte (obsolète) : 20–30 W/m².
🌀 Moteurs ventilateurs
Toute la puissance électrique des moto-ventilateurs finit en chaleur dans la chambre.
👷 Personnes
Un opérateur dégage environ 270 W en chambre froide positive (activité physique).
🔌 Dégivrage
Résistances électriques : toute la puissance passe en chaleur dans la chambre. A ajouter au bilan.

🧮 Calculer les apports internes

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🍰 Répartition des apports internes

📋 Détail

📊 Bilan thermique complet

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🔧 Choix du groupe

📊 Répartition graphique

🌡️ Récap chambre