Le bilan frigorifique d'une chambre froide permet de quantifier la somme des apports de chaleur qu'il faudra combattre pour maintenir une enceinte réfrigérée et ce qu'elle contient à température.
Il est évident que ce bilan doit être établi avec une précision, car celui-ci a un impact direct sur le coût d'installation et d'exploitation de la chambre froide.
Cette quantité de chaleur à extraire est définie par :
- Qp) les apports des parois.
- Qm) les apports générés par les marchandises introduites.
- Qcr) les apports produits par la chaleur de respiration des fruits et légumes.
- Qr) les apports par renouvellement d'air .
- Qp) les apports dégagés par le personnel.
- Qe) les apports de l'éclairage.
- Qme) les apports du ou des moteurs de ventilateurs de l'évaporateur.
- Qdivers) les apports non calculables ou spécifiques.
Bilan frigorifique simple chambre froide positive de 0° à 10°C
Qp) Calcul des apports par les parois.
Pour effectuer ce calcul, on utilise comme base une formule bien connue: K x S x ΔT
Qp = K x S x ΔTx 86,4 x 0,000277
Qp: quantité de chaleur perdue par chaque paroi en 24 heures
K: coefficient de transmission thermique des parois en W/m².K .
S: surface de l'ensemble des parois extérieures sol,murs,plafonds en m2.
ΔT: différence de température entre l'extérieur et l'intérieur de la chambre froide.
86,4: 24 hrs x 3600 =86 400 Secondes 86 400/1000=86,4
0,000277: facteur de conversion kJ en kW
Notons que la température extérieure étant définie comme la température ou la chambre froide est installée cette température peut être variable,en règle générale on prend la température la plus défavorable,le calcul s'établit généralement avec une température extérieure minimum de 25° et au maximum de 35°.
Quelques valeur de K:
* panneau type sandwich composé d'une âme en mousse rigide de polyuréthanne et de deux revêtements métalliques
**isolant 80mm + parpaing 20cm (valeur approximative)
**isolant 100mm + parpaing 20cm ( valeur approximative)
| Nature isolant | Coefficient W/m².K | Nature isolant | Coefficient W/m².K |
| *Panneau 60mm | 0,32 | **Traditionnel | 0,44 |
| *Panneau 80mm | 0,24 | ***Traditionnel | 0,35 |
| *Panneau 100mm | 0,19 | Sol béton | 1,2 |
Qm) Apports pas introduction de marchandises.
Qm = C x M x ΔTx 0,000277
Qm: chaleur totale à retirer des marchandises introduites
C : chaleur spécifique des denrées en kJ/kg.°C
M : quantité en kg de denrées introduites en 24 heures
ΔT : différence de température entre les denrées au moment de leur introduction et la température de conservation.
0,000277: facteur de conversion kJ en kW
Qcr) Apports par la chaleur de respiration de fruits et légumes.
Les fruits et légumes sont des organismes vivants,ils dégagent une certaine quantité d'énergie qui est plus ou moins grande suivant la température.Quand la température est comprise entre 0 et 7° ce phénomène est presque négligeable,sauf si la quantité mise en chambre froide est très importante.
Qcr = M x 1,4 / 1 000
Qcr: quantité de chaleur émise en 24 heures en kWh
M: quantité en kg de fruits ou légumes contenus dans la chambre froide
1,4: valeur moyenne en Wh/kg/24 heures
Qr) Apports par les renouvellements d'air.
Qr= Van x Qm3 x 0,000277
Qr: quantité de chaleur par renouvellement d'air en 24 heures en KwQe)
Van : volume d'air introduit en 24 heures suivant volume de la chambre froide en m3/h,suivant tableau A
Qm3 : quantité de chaleur d'un m3 suivant ?T voir tableau B
0,000277: facteur de conversion kJ en kW
| Tableau A | |
| Volume en m3 | Volume air en m3/24hrs |
| jusqu'à 5 | 150 |
| 10 | 280 |
| 25 | 345 |
| 50 | 650 |
| 75 | 850 |
| 100 | 900 |
| 150 | 1000 |
| 200 | 1200 |
| Tableau B | |||
| Chaleur d'un m3 d'air suivant ?T | |||
| T° intérieur | T° extérieur | ||
| °C | 20°C | 25°C | 35°C |
| 5 | 32 | 48 | 92 |
| 0 | 44 | 60 | 105 |
Qp) Quantité de chaleur journalière dégagée par le personnel
Qp = Q x T x Nbr / 1 000
Qp: chaleur dégagée par le personnel en kWh
Q: chaleur dégagée par une personne en W
T: temps de présence dans la chambre froide exprimé en heure et pour une journée de travail
Nbr: nombre de personnes
Intensité du travail fourni:
Dur=372w Moyen=250w Faible=200w
Qe) Apports de chaleur émise par l'éclairage
Par convention (donnée fabriquant) on estime la puissance de l'éclairage en fonction de la surface de la chambre froide suivant la formule 10 W/m².
Qe = 10 x T x S / 1 000
Qe: chaleur dégagée par l'éclairage en kWh
10: puissance développée par mètre carré
S: surface de la chambre froide
Qme) Apports de chaleur émis par la ventilation évaporateur.
On estime la puissance dégagée par les moteurs empiriquement suivant la formule 30 W/m² de surface chambre froide.
Qme = 30 x S x 24 h / 1 000
Qme : quantité de chaleur émise par la ventilation évaporateur en 24 heures exprimées en kWh
30 : puissance développée par m2 de surface chambre froide
Qdivers) Apports divers
C'est l'ensemble des apports de chaleur parfois difficilement comptabilisable ou spécifique à une utilisation particulière.
Bilan frigorifique total:
C'est la somme de toutes les aperditions:
Q= Qp+Qm+Qcr+Qr+Qp+Qe+Qme+Qdivers
Cette quantité de chaleur estimée est établie pour une période de 24 heures.
Étant donné que le compresseur ne fonctionnera pas 24 heures sur 24 on évalue sa durée de fonctionnement entre 16 et 20 heures par jour.
Donc la chaleur à évacuée sera : Qt = Q/16
Q: puissance estimée pour 24 heures
16: heures de fonctionnement
On peut majorer ce résultat de 5% afin de tenir compte des apports non calculés.
