Calculateur de bilan frigorifique

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SCEMIM • Outil frigoriste

Calculateur de chambre froide

Estimez les besoins frigorifiques et préparez votre sélection de composants.

Pré-dimensionnement d’une chambre de stockage sur un cycle de 24 h. Les valeurs d’exemple doivent être remplacées par celles du projet. Les références matérielles nécessitent une vérification fabricant.

1. Local et isolation

Longueur intérieure (m)Largeur intérieure (m)Hauteur intérieure (m)Température du local (°C)Air extérieur / autour des parois (°C)Température sous le sol (°C)

Les quatre murs et le plafond sont supposés au même environnement ; pas de calcul solaire séparé.

1a. Panneaux des murs et du plafond

Matériau isolant — panneauxÉpaisseur de l’isolant — panneaux (mm)Conductivité λ — panneaux (W/m·K)Résistances complémentaires — panneaux (m²·K/W)

La sélection propose un λ indicatif, modifiable selon la fiche technique à la température d’usage. R = (épaisseur en mm / 1000) / λ. U = 1 / (R + résistances complémentaires). La valeur 0 des résistances complémentaires donne l’approximation U ≈ λ / e ; les résistances de surface et autres couches ne sont alors pas comptées. Les ponts thermiques restent à vérifier.

Utiliser le U exact du fabricant — panneauxU retenu — panneaux (W/m²·K)

1b. Isolation du sol

Matériau isolant — solÉpaisseur de l’isolant — sol (mm)Conductivité λ — sol (W/m·K)Résistances complémentaires — sol (m²·K/W)

Utiliser le U exact du fabricant — solU retenu — sol (W/m²·K)

Liste des λ indicatifs par matériau

Matériau	λ proposé (W/m·K)	Repère documentaire
Polyuréthane PUR	0,024	0,022 à 0,028
Polyisocyanurate PIR	0,022	Exemple 0,022
Polystyrène expansé EPS / PSE blanc	0,038	Exemple 0,038
Polystyrène expansé EPS / PSE graphité	0,032	Exemple 0,032
Polystyrène extrudé XPS	0,034	0,032 à 0,036
Laine de roche	0,037	0,033 à 0,037
Laine de verre	0,035	0,030 à 0,038
Liège expansé	0,04	0,037 à 0,040

Valeurs de pré-étude : elles ne sont ni universelles ni une validation de l’aptitude du matériau à une chambre froide. Vérifier humidité, pare-vapeur, vieillissement, résistance mécanique et température moyenne d’essai. La valeur déclarée du produit choisi reste prioritaire.

SOPREMA — PUR · Assan Panel — panneaux frigorifiques PUR/PIR · Knauf — PSE · SOPREMA — XPS · ISOVER — laines minérales · Amorim — liège

2. Produits introduits chaque jourChoisir un produit — point de congélation et chaleurs spécifiques

La sélection renseigne le point initial de congélation, les chaleurs spécifiques avant / après congélation et la chaleur latente. Valeurs indicatives ASHRAE, tableau 3, modifiables selon le produit réel. Le point initial est le début de cristallisation, pas une température de conservation. La chaleur spécifique après congélation est une approximation de produit fortement congelé ; près du point initial, utiliser une étude par enthalpie.

Masse introduite (kg/jour)Température à l’entrée (°C)Point de congélation du produit (°C)Chaleur spécifique avant congélation (kJ/kg·K)Chaleur spécifique après congélation (kJ/kg·K)Chaleur latente de congélation (kJ/kg)

Modèle simplifié de pré-étude : la chaleur latente totale est comptée lorsque le produit traverse son point initial de congélation. En réalité, elle se libère sur une plage de températures. Emballages et respiration : à ajouter dans les apports complémentaires. Refroidissement rapide et tunnels : étude spécifique nécessaire.

Voir les propriétés thermiques des produits

Produit	Point initial (°C)	c avant (kJ/kg·K)	c après (kJ/kg·K)	Latente (kJ/kg)
Bœuf maigre	-1,7	3,53	2,11	239
Porc — épaule maigre	-2,2	3,59	2,2	243
Poulet	-2,8	4,34	3,32	220
Agneau maigre	-1,9	3,6	2,14	245
Cabillaud	-2,2	3,78	2,14	271
Thon rouge	-2,2	3,43	2,19	227
Crevettes	-2,2	3,65	2,16	253
Lait entier	-0,6	3,89	1,81	293
Crème de table (environ 19 % MG)	-2,2	3,59	2,21	246
Crème glacée vanille	-5,6	3,22	2,74	204
Œuf entier sans coquille	-0,6	3,63	1,95	252
Pomme fraîche	-1,1	3,81	1,98	280
Banane	-0,8	3,56	2,03	248
Mangue	-0,9	3,74	1,95	273
Ananas	-1,0	3,85	1,91	289
Orange	-0,8	3,81	1,96	275
Citron	-1,4	3,94	2,02	292
Poire	-1,6	3,8	2,06	280
Fraise	-0,8	4,0	1,84	306
Avocat	-0,3	3,67	1,98	248
Carotte	-1,4	3,92	2,0	293
Tomate mûre	-0,5	4,08	1,79	313
Oignon	-0,9	3,95	1,87	300
Pomme de terre	-0,6	3,67	1,93	264
Haricot vert	-0,7	3,99	1,85	302
Chou	-0,9	4,02	1,85	308
Concombre	-0,5	4,09	1,71	321
Laitue iceberg	-0,2	4,09	1,65	320

Source : ASHRAE — Thermal Properties of Foods, tableau 3 (SI)

3a. Masse volumique de l’air entrant

Calcul automatique de la masse d’air sec contenue dans 1 m³ d’air extérieur. La température utilisée est celle de l’air extérieur renseignée dans le local.

Pression atmosphérique locale (hPa)Humidité relative extérieure (%)

1013,25 hPa est un exemple au niveau de la mer. À Antananarivo, saisir la pression locale réelle, plus faible en altitude ; ne pas utiliser la pression météo corrigée au niveau de la mer.

Saisir manuellement la masse volumique de l’air sec équivalente

3b. Enthalpies de l’air

Humidité relative dans le local (%)

Saisir manuellement l’enthalpie extérieure Saisir manuellement l’enthalpie intérieure

h = 1,006 × T + w × (2501 + 1,86 × T), en kJ/kg d’air sec. w est le rapport kg d’eau/kg d’air sec calculé à la pression locale. En froid négatif, l’humidité intérieure est ici définie par rapport à la glace ; le bilan du givre et du dégivrage reste à compléter.

Référence : ASHRAE — Psychrometrics

3c. Entrées d’air

Renouvellements équivalents du volume par jourMasse volumique de l’air sec équivalente (kg/m³)Enthalpie extérieure (kJ/kg d’air sec)Enthalpie intérieure (kJ/kg d’air sec)

E = V × renouvellements/jour × ρ × (h extérieur − h intérieur) / 3600. Choisir les enthalpies avec un diagramme psychrométrique selon températures, humidités et pression locale. Le nombre de renouvellements est une donnée d’étude des portes, pas une valeur fixe pour tous les locaux.

4. Apports internes et complémentaires

Puissance éclairage (W)Éclairage (h/jour)Puissance totale ventilateurs évaporateur (W)Ventilateurs (h/jour)Nombre moyen de personnes présentesApport thermique par personne (W)Présence quotidienne (h)Chaleur de dégivrage reçue par le local (kWh/jour)Respiration des produits (kWh/jour)Autres apports / emballages (kWh/jour)

Dégivrage : compter la chaleur réellement transmise au local, pas automatiquement toute la consommation électrique. Tenir compte des horaires réels des ventilateurs.

5. Fonctionnement et sélection

Temps de marche frigorifique disponible (h/jour)Marge d’étude (%)COP supposé au régime étudié (kW froid / kW électrique)Écart air local − évaporation (K)Écart condensation − air extérieur (K)

Les écarts et le COP préremplis sont des hypothèses d’exemple. Choisir l’écart évaporateur selon l’humidité à maintenir et le produit. Vérifier le COP à Te/Tc dans le logiciel fabricant.

5a. Calcul du COP Calculer et utiliser le COP avec les puissances du catalogue ou des mesures

Puissance frigorifique connue (kW froid)Puissance électrique absorbée connue (kW)

COP = puissance frigorifique / puissance électrique absorbée. Exemple : 5 kW froid / 2 kW électriques = COP 2,5 (sans unité). Utiliser les deux puissances au même régime Te/Tc et au même périmètre. Une puissance moteur en CV/HP ou une intensité en ampères ne remplace pas la puissance électrique absorbée. Sans données fabricant ou mesures, conserver un COP supposé à vérifier.

Fluide frigorigène

6. Surface d’échange — facultatif

U évaporateur fourni par le fabricant (W/m²·K)U condenseur fourni par le fabricant (W/m²·K)

Laisser vide si U est inconnu. L’outil affichera la conductance UA. Une surface d’échange ne permet pas, à elle seule, de déduire les dimensions extérieures.

7. Détendeur et conditions du tableau fabricant

Surchauffe retenue (K)Sous-refroidissement retenu (K)Pression amont HP (bar) — facultatifPression aval BP (bar) — facultatifPertes de pression totales hors détendeur (bar)

HP et BP doivent utiliser la même référence. Pour R744/CO₂ transcritique et systèmes spéciaux : utiliser un logiciel dédié ; ce calculateur n’effectue pas leur sélection.

Tableau des orifices : référence;capacité corrigée en kW

La capacité doit déjà être corrigée pour le fluide, Te, Tc, Δp, surchauffe et sous-refroidissement du projet. Il n’y a pas de tableau fictif prérempli.

Je confirme que ce tableau correspond au fabricant, au détendeur et aux conditions de ce calcul.

Méthode et références

Énergie des parois : Σ(U × A × ΔT) × 24 / 1000. Produits : m × c × ΔT / 3600, avec chaleur latente en cas de congélation. Apports électriques : W × h / 1000. Capacité : énergie quotidienne / heures de marche × marge. Absorption estimée : Qf / COP. Condenseur : Qf + absorption (approximation sans récupération ni rejet séparé d’huile).

Le condenseur utilise ici l’air extérieur saisi pour les parois. Si ses conditions diffèrent, faire une sélection séparée. La capacité évaporateur à sélectionner doit être nette ou corrigée des ventilateurs selon la convention du catalogue pour éviter leur double comptage.

Heatcraft — Engineering Manual · Danfoss — Coolselector² · Danfoss — dimensionnement des détendeurs

Dimensionner les composants frigorifiques

Chambre froide positive, chambre froide négative ou tunnel de congélation : renseignez la puissance frigorifique issue du bilan thermique et les conditions de fonctionnement.

Application Réfrigérant Puissance frigorifique nécessaire (kW) Température de chambre / tunnel (°C) Température d’évaporation — rosée (°C) Température de condensation — bulle (°C) COP du compresseur au régime choisi Marge de puissance supplémentaire (%) Nombre d’évaporateurs identiques

Les températures et le COP proposés sont des hypothèses de départ modifiables. Remplacez le COP par celui du compresseur au régime retenu. La puissance saisie doit intégrer toutes les charges du bilan, dont ventilateurs et dégivrage ; laissez la marge à 0 si elle est déjà comprise.

Conditions du circuit

Surchauffe à la sortie évaporateur (K) Sous-refroidissement à l’entrée ligne liquide (K) Température de refoulement estimée / fabricant (°C)

Les mélanges utilisent la rosée à l’évaporation et la bulle à la condensation. Le calcul de débit suppose une surchauffe utile dans l’évaporateur ; une surchauffe supplémentaire dans la liaison aspiration doit être traitée séparément.

Tuyaux : longueurs, dénivelés et fonctionnement à charge réduite

Liaisons principales entre les équipements, au débit total. Les branches de plusieurs évaporateurs se dimensionnent séparément.

Longueur équivalente aspiration (m) Longueur équivalente refoulement (m) Longueur équivalente liquide (m) Montée aspiration (m) Montée refoulement (m) Dénivelé liquide vers détendeur (m) Charge minimale de fonctionnement (%) Épaisseur de paroi des tubes candidats (mm) Perte de pression maximale aspiration (bar) Perte de pression maximale refoulement (bar) Perte par frottement maximale liquide (bar) Pertes accessoires ligne liquide (bar)

Incluez les longueurs équivalentes des coudes et raccords. Les valeurs limites sont modifiables, à confirmer avec le fabricant. Dénivelé liquide positif = montée ; négatif = descente. L’épaisseur de paroi sert uniquement à calculer le diamètre intérieur ; elle ne valide pas la tenue en pression.

Bouteille liquide : charge à stocker

Charge à stocker dans la bouteille (kg) Température maximale de stockage liquide (°C) Remplissage volumique maximal retenu (%)

La puissance ne détermine pas la charge totale. Saisissez la masse réellement à stocker selon le fonctionnement prévu, par exemple le pump-down. Le remplissage maximal de la notice de la bouteille prévaut sur l’hypothèse de 80 %.

Pré-dimensionnement d’un circuit à détente directe, à un étage. Les références de compresseur, condenseur, évaporateur et détendeur doivent être confirmées au régime calculé dans les catalogues fabricants. Un tunnel demande aussi une vérification du temps de congélation et du débit d’air. Les circuits CO₂ transcritiques, ammoniac, cascade ou noyés demandent un calcul spécifique. Sources : propriétés des fluides CoolProp ; tuyauteries Copeland ; sélection du détendeur Danfoss.

Combien de panneaux frigorifiques vous faut-il ?

Renseignez les dimensions de la chambre et celles des panneaux disponibles. Le plafond est toujours inclus.

Estimation avant validation du plan de découpe par SCEMIM. Panneaux de murs posés verticalement, sans raccord en hauteur. Plafond et sol sans raccord dans la longueur des panneaux ; leur portée et leurs supports restent à vérifier. La surface des ouvertures de portes est déduite de la surface nette. Le nombre de panneaux reste calculé avant découpe des portes, sans réutilisation des chutes ; il sera optimisé sur plan. Portes à fournir séparément, prix des portes, accessoires, profils et fixations non inclus. Le sol nécessite des panneaux adaptés à la charge.

Prix des panneaux frigorifiques SCEMIM

Indiquez l’épaisseur et la surface pour connaître le prix des panneaux frigorifiques.

Prix des panneaux uniquement ; pose, accessoires et transport à chiffrer séparément.

Calcul du prix d’une porte de chambre froide

Indiquez les dimensions du panneau de la porte. Le calcul inclut le panneau, les tôles, les fixations, la serrure, les charnières, le joint et la main-d’œuvre.

Estimation selon les tarifs SCEMIM indiqués. Transport à chiffrer séparément. Demandez un devis pour confirmer les dimensions et la réalisation.