GreenFlex Actualités Articles Froid industriel : optimiser sa consommation et sa production Froid industriel : pourquoi optimiser sa consommation et sa production ? Le froid se retrouve dans tous les secteurs d’activité industriels et peut représenter jusqu’à 50 % de la consommation électrique d’un site. Optimiser le froid présente de nombreux avantages, d’un point de vue économique mais aussi environnemental. Pour mettre en place son projet, il faut d’abord bien dimensionner ses besoins, mais aussi identifier les aides et subventions existantes. Sommaire Qu’est-ce que le froid industriel ? Comment fonctionne le froid industriel ? Le froid industriel, adapté à chaque activité Réfrigération « écologique », est-ce possible ? Quels sont les autres enjeux du froid industriel ? Comment valoriser la chaleur fatale industrielle ? Quelles sont les aides financières pour optimiser sa production de froid ? Comment GreenFlex peut vous accompagner ? Des exemples de projets sur le froid industriel Qu’est-ce que le froid industriel ? Le froid industriel est une technique permettant d’obtenir une température ambiante précise et de la maintenir, quelle que soit la température de l’air extérieur dans des locaux de production, de stockage ou des bureaux. Il est obtenu grâce à un transfert de calories entre des sources chaudes et froides, à l’aide d’un compresseur et d’un fluide frigorifique. La chaleur est ainsi rejetée de l’intérieur vers l’extérieur grâce à un système thermodynamique. Le froid est un usage énergétique très important pour l’industrie peut représenter jusqu’à 50% de la consommation électrique d’un site et donc une part non négligeable de la facture énergétique des industriels ! Découvrez la vidéo de Sandrine Découvrez la vidéo de Sandrine Comment fonctionne le froid industriel ? Le froid industriel est produit lors du cycle frigorifique, son fonctionnement repose sur l’utilisation des propriétés thermodynamiques de fluides. Des calories sont transférées entre un fluide frigorigène (ou caloporteur) et les produits. Les principaux procédés de production Dans l’industrie, le froid peut être produit par des systèmes à compression ou des systèmes à absorption. Afin de refroidir les process, le système à compression fait monter en pression et en température un fluide frigorigène. La chaleur produite lors de cette phase va être évacuée ou récupérée. Ensuite, le fluide circule, est condensé et perd en chaleur et en pression. Il passe ensuite dans les équipements qui distribuent le froid. Le système à absorption est un procédé chimique de production de froid. Il utilise une source de chaleur qui va séparer en deux phases le fluide frigorigène (ammoniac ou eau) : vapeur et liquide. La vapeur passe dans un condenseur puis est détendue par abaissement de la pression. Elle absorbe alors la chaleur à son passage dans les équipements de distribution du froid. La vapeur est mise en contact avec l’absorbant (eau ou bromure de lithium), ce qui permet de la fixer et de reconstituer le fluide frigorigène, qui est pompé de nouveau pour un nouveau cycle. La production de froid utilise de l’électricité, mais la biomasse énergie peut également être employée. Les équipements nécessaires Un système à compression utilise divers éléments : le compresseur qui fait monter en pression le fluide frigorigène, le condenseur, pour évacuer la chaleur générée par la montée en pression du fluide, l’évaporateur, qui distribue le froid. Un système à absorption nécessite : un bouilleur, pour faire monter en température et vaporiser le fluide frigorigène un condenseur, qui évacue la chaleur un évaporateur, qui distribue le froid un absorbeur, dans lequel les deux phases du fluide sont mises en contact, une pompe, qui fait monter en pression le fluide. Le froid industriel, adapté à chaque activité Le froid industriel est utilisé pour de nombreux secteurs : verrerie, métallurgie ou plasturgie, etc. pharmaceutique et cosmétique agroalimentaire Il a de nombreux usages : refroidissement des process, centrales de traitement de l’air pour créer des environnements propres, chambres froides positives et négatives pour une parfaite qualité des produits, climatisation… Réfrigération « écologique », est-ce possible ? La réglementation F-Gas, en vigueur depuis 2015, est une réglementation européenne applicable à tous les états membres de l’Union Européenne. Elle vise la réduction de l’utilisation des gaz à fort effet de serre dans la climatisation et la réfrigération. Les ambitions de la directive F-Gas : diviser par 5 les émissions de gaz à effet de serre liées aux fluides frigorigènes en interdisant l’utilisation des fluides HFC (hydrofluorocarbures) ayant un pouvoir de réchauffement global (GWP) supérieur à 150 d’ici à 2030 et en les bannissant totalement d’ici à 2050. Exemples de fluides dont l’utilisation ne sera plus permise en 2030 : R404A, R407B, R422A, R422D, R507A. Exemples de fluides dits « verts », qui sont les moins nocifs pour l’environnement et qui pourront continuer à être utilisés après 2030 : NH3 (GWP = 0), CO2 R744 (GWP = 1), propane (GWP = 3). Cette interdiction s’applique à toute organisation disposant d’équipements de réfrigération, quels qu’ils soient : groupes froids, climatiseurs, etc. En attendant, la réglementation impose également de détecter les fuites de fluides frigorigènes via des détecteurs et de réaliser des contrôles d’étanchéité réguliers pour limiter les émissions de gaz à effet de serre liés aux fluides frigorigènes. Les fluides naturels ou des hydrofluorooléfines (HFO) ont un pouvoir de réchauffement global inférieur aux fluides HFC, qu’ils peuvent remplacer. Selon votre installation, vous pouvez soit réaliser un rétrofit de votre système de production de froid, c’est-à-dire le reconvertir pour qu’il devienne compatible à un fluide dit « vert » (mais cette solution n’est souvent pas possible) soit changer votre installation. Quels sont les autres enjeux du froid industriel ? Enjeux économiques Les enjeux économiques autour des fluides frigorigènes sont importants. C’est un poste de consommation significatif pour de nombreux industriels et peut représenter jusqu’à 50 % des consommations électriques des sites. Les fuites de fluides frigorigènes entraînent, au-delà des émissions de gaz à effet de serre, un coût important. La réduction des quotas de production voire l’interdiction de production pour certains fluides engendre une augmentation des prix des HFC. Enjeux autour de la récupération de chaleur La production de froid génère de la chaleur. Produire du froid induit donc une production de chaleur, que l’on appelle fatale lorsqu’elle n’est pas récupérée. Cette chaleur peut être récupérée grâce à différents équipements : condenseurs, désurchauffeurs, etc. Elle est ensuite valorisée dans le process de production, pour le chauffage de locaux ou de l’eau chaude sanitaire. La récupération de chaleur fatale est d’ailleurs un moyen de fortement décarboner la production de chaleur ! Quelles sont les aides financières pour optimiser sa production de froid ? Des primes Certificats d’Economies d’Energie (CEE) existent pour réduire ses consommations d’énergie sur le poste froid industriel. IND-UT-115 Système de régulation sur un groupe de production de froid permettant d’avoir une basse pression flottante (taux de couverture de l’investissement faible) IND-UT-113 Système de condensation frigorifique à haute efficacité (taux de couverture de l’investissement moyen) IND-UT-116 Système de régulation sur un groupe de production de froid permettant d’avoir une haute pression flottante (taux de couverture de l’investissement moyen) IND-UT-135 Freecooling par eau de refroidissement en substitution d’un groupe froid (taux de couverture de l’investissement moyen IND-BA-112 Système de récupération de chaleur sur une tour aéroréfrigérante (très bon taux de couverture de l’investissement) IND-UT-117 Système de récupération de chaleur sur un groupe de production de froid (très bon taux de couverture de l’investissement) Quelles sont les autres subventions ? D’autres subventions de l’ADEME existent surtout sur la partie récupération et valorisation de chaleur fatale à la fois pour la réalisation d’études (études en faveur de la transition écologique et énergétique) et pour la mise en œuvre (Fonds Chaleur). Les études sont subventionnées entre 60 et 80 % du montant selon la taille des entreprises. Le Fonds Chaleur subvention entre 30 et 60 % du montant du projet selon la taille de l’entreprise et le type de projets. La quantité d’énergie thermique valorisée doit être supérieure à 1 GWh / an. La subvention est compatible avec les primes CEE. Comment valoriser la chaleur fatale industrielle ? Une fois récupérée, la chaleur fatale peut être valorisée, c’est-à-dire réutilisée pour d’autres usages, tels que le chauffage (chauffage d’espaces de travail ou production d’eau chaude sanitaire). D’autre part, la chaleur peut servir au sein du process de production, le cas échéant. Afin d’atteindre la température souhaitée, le recours à des pompes à chaleur permet de faire remonter la température de la chaleur récupérée. La chaleur fatale peut également être transformée en électricité, grâce à des ORC ou des turbines à vapeur. Enfin, la chaleur fatale d’un site industriel peut être redistribuée au niveau d’un territoire au sein de réseaux de chaleur urbains ou dans une boucle énergétique locale, auprès d’un autre industriel. Comment GreenFlex peut vous accompagner ? Pour optimiser les consommations de froid et réduire les impacts carbone, nous proposons une approche en 3 temps. Tout d’abord, une analyse des données de consommation de froid. Cela permet d’identifier les gaspillages et les différents dysfonctionnements éventuels. Par exemple, une vanne ouverte à 100% alors que le besoin est moindre ou un problème de maintien en température sur un process. Dans un second temps, il faut regarder les systèmes de production de froid alternatifs et de quelle manière optimiser la production de froid mécanique. Pour cela, il faut penser à la régulation HP et BP flottante, à la variation de vitesse ainsi qu’à la récupération de chaleur. En dernière étape, il est nécessaire d’optimiser cette production de froid vraiment nécessaire pour les besoins. Pour cela, il faut chercher un certain nombre de critères qui permettront de comparer les différentes installations et de trouver la bonne adéquation entre les besoins, les niveaux de température requis, la puissance des installations mais aussi la distance entre la salle des machines et les usages. Des exemples de projets sur le froid industriel Réduction de consommations d’énergie par la revalorisation de chaleur fatale – Lesieur Remplacement clé en main d’équipements froids – Reborn Conception et mise en œuvre d’un projet de modernisation d’équipements décarboné et à haute performance énergétique – Antarctic Foods
