Selon le gestionnaire du réseau de transport RTE, environ 16 % de la consommation finale d’électricité provient de la grande industrie en France (2021). Or, la loi de Transition Énergétique pour la Croissance Verte a fixé un objectif de réduction de 20 % sur la consommation d’électricité d’ici 2030. Il est donc devenu indispensable pour les industriels de faire des économies d’énergie. Dans ce cadre, la valorisation de la chaleur fatale issue des activités de leurs sites est une piste intéressante à exploiter. Nombreux sont les industriels équipés de groupes de production de froid qui génèrent de la chaleur perdue. Hellio vous explique comment récupérer la chaleur sur groupe froid, pour faire des économies.
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Qu’est-ce qu’un groupe froid ?
Dans l’industrie, de nombreux secteurs ont recours à des groupes de production de froid, dont la fonction est de maintenir l’air ambiant à une température fraîche constante, tout au long de l’année. C’est le cas, par exemple, des chambres froides ou des usines et des laboratoires pharmaceutiques.
Le procédé fonctionne en prélevant l’énergie calorifique d’un fluide frigorigène de l’air pour le rejeter à un endroit où la température est plus élevée.
En pratique, un compresseur envoie le gaz frigorifique vers le condenseur qui en extrait la chaleur, laquelle est rejetée à l’extérieur. Lorsque le gaz est refroidi, il est transformé à l’état liquide pour être dirigé vers le détendeur puis l’évaporateur. Au passage, il sert à refroidir l’air ambiant. Puis, le liquide s’évapore, ce qui permet d’obtenir à nouveau du gaz qui est renvoyé au compresseur. Le cycle se répète de cette façon indéfiniment.
Le fonctionnement de ce groupe frigorifique est donc avant tout de produire du froid. Pourtant, il rejette de la chaleur durant son cycle (comme un climatiseur). Et cette chaleur qu’on l’on appelle chaleur fatale pourrait être valorisée.
En quoi consiste la récupération de chaleur sur groupe froid ?
Le procédé est simple et présente de nombreux avantages pour les industriels.
LE CHIFFRE HELLIO : 6
L'État vise à multiplier par 5 ou 6 la quantité de chaleur fatale industrielle entre 2016 et 2028 (programmation pluriannuelle de l'énergie).
Le principe de la récupération
Le groupe froid émet de la chaleur rejetée à l’extérieur, puisque la fonction principale de l’appareil est le refroidissement des locaux.
Or, la chaleur émise par le procédé peut être valorisée plutôt que gaspillée. Pour cela, un échangeur de chaleur est placé entre le compresseur et le condenseur. Il va permettre de récupérer les calories produites par le groupe froid pour réchauffer de l’eau afin d’alimenter un circuit d’eau chaude sanitaire ou de chauffage.
Plusieurs types d’échangeurs existent :
- L’échangeur à plaques externes est le plus répandu. Peu onéreux, ce n’est pas le plus performant. Il se compose de plusieurs plaques parallèles dotées d’une surface ondulée permettant la circulation du fluide entre elles. Il est raccordé au compresseur et à un ballon de stockage. La récupération de chaleur est toutefois partielle puisque les plaques sont situées à l’extérieur du dispositif et sont influencées par l’air ambiant.
- L’échangeur interne est placé directement à l’intérieur d’un ballon d’eau chaude sous la forme de tuyaux en spirales. Efficace, ce procédé entraîne cependant une augmentation de la consommation d’électricité en accentuant la pression de condensation. L’influence de l’air ambiant est limitée.
- La condensation à eau consiste à installer un échangeur qui remplace le condenseur classique du groupe frigorifique. Le procédé est efficace et l’eau chauffée est conservée dans un ballon de stockage. L’air ambiant n’a pas d’impact sur le réchauffement de l’eau et le processus permet de chauffer des volumes d’eau élevés.
Les avantages de cette opération
Le premier avantage est évidemment économique, puisqu’un même procédé permet à la fois de refroidir l’air et de chauffer de l’eau. Le processus permet de faire des économies d’énergie et d’améliorer la performance énergétique du site industriel.
C’est particulièrement intéressant pour les entreprises qui ont besoin de produire du froid, mais également de la chaleur avec l’eau chaude sanitaire et le chauffage.
L’INFO HELLIO :
Selon les cas, la chaleur fatale récupérée peut également être vendue à des sites voisins, ou injectée dans un réseau de chaleur à proximité.
Ensuite, le processus est écologique puisque la réutilisation de la chaleur perdue évite son rejet dans l’atmosphère et permet de diminuer les gaz à effet de serre.
Côté installation, le dispositif peut être posé sur un équipement déjà existant, ce qui limite les investissements et travaux nécessaires pour s’équiper.
Enfin, des aides sont accessibles aux industriels qui voudraient entreprendre les travaux pour récupérer la chaleur fatale de leurs usines.
Faites-vous aider pour financer vos travaux
Quelles aides financières accessibles pour la récupération de chaleur sur groupe froid ?
L’État a mis en place deux types de soutiens financiers pour inciter les industriels à récupérer la chaleur produite par leur groupe de production de froid.
Les Certificats d’économies d’énergie (CEE)
Le dispositif des CEE est accessible aux industriels qui souhaitent entreprendre des travaux de récupération de chaleur sur leurs groupes froids.
Et l’aide octroyée n’est pas négligeable puisqu’elle peut couvrir jusqu’à 80 % de l’investissement, selon les cas.
La notice prévoyant l’octroi des CEE dans ce cadre est celle de l’opération n°IND-UT-117. Le document soumet les travaux à certaines conditions :
- La mise en place du dispositif de récupération de chaleur doit être réalisée par un professionnel.
- Les groupes de production de froid visés sont ceux qui fonctionnent par compression mécanique utilisant un fluide frigorigène circulant en circuit fermé et dont la température d’évaporation est égale ou inférieure à 18 °C.
- Les travaux doivent être précédés d’une étude de dimensionnement réalisée par un professionnel ou un bureau d’étude. Elle permet notamment de chiffrer les économies d’énergie envisagées et doit contenir certaines mentions obligatoires liées à l’identification de l’opération, à la description des caractéristiques techniques du groupe froid et du dispositif de récupération de chaleur.
- Cette étude de dimensionnement calcule les besoins en froid et en chaleur sur une période minimale de 24 h, compte tenu des usages réels des deux dernières années. Le but est de justifier l’utilité et le dimensionnement de l’opération envisagée.
Le dispositif des CEE s’applique uniquement sur les travaux visant à récupérer la chaleur sur un groupe de production de froid, afin de chauffer ou préchauffer un fluide caloporteur. Sont exclues les opérations visant à chauffer ou préchauffer de l’air.
Le Fonds Chaleur
Mis en place par l’Agence de la transition écologique (ADEME), le Fonds Chaleur a pour objectif d’inciter les professionnels à investir dans des projets de production de chaleur, à partir des énergies renouvelables et de récupération.
Les travaux de valorisation de la chaleur fatale (incluant la récupération de chaleur sur groupe froid) sont éligibles au dispositif du Fonds Chaleur.
Le soutien de l’ADEME se matérialise par un accompagnement et une étude du projet. Mais l’aide est également financière et peut atteindre 30 % de l’investissement pour une grande entreprise, voire 50 % pour une petite.
Le dossier de demande d’aide peut être déposé directement sur le site de l’ADEME.
L’accompagnement proposé par Hellio
Investir dans la récupération de chaleur fatale sur groupe froid nécessite une étude préalable minutieuse. C’est d’ailleurs une condition nécessaire pour prétendre à l’octroi des CEE. L’objectif de cette analyse est de vérifier les besoins en chaleur du site par rapport au potentiel récupérable sur le groupe froid.
L’établissement d’un prévisionnel financier comprenant l’estimation des aides accordées est également une étape incontournable.
Pour réaliser ce travail, il est indispensable de faire appel à un professionnel. Hellio, expert de la rénovation énergétique depuis plusieurs années, vous accompagne tout au long de votre projet.
L’ASTUCE HELLIO :
En outre, un contrat de performance énergétique (CPE) pourra être envisagé afin de fixer des objectifs d’amélioration énergétique de vos bâtiments.
Notre bureau d’études Akéa Énergies est spécialisé dans les solutions globales de décarbonation pour les industriels. Composé d’une équipe de plus de 40 collaborateurs, Akéa Énergies accompagne les professionnels depuis plus de 20 ans dans leurs projets de performance énergétique.
Une solution sur mesure vous sera proposée, après une analyse précise des besoins de votre site, réalisée en amont.
Hellio est également à vos côtés pour monter votre dossier de financement vous permettant d’obtenir les CEE.
Industriels, pour faire des économies d’énergie, lancez-vous dans la récupération de chaleur sur groupe froid. Pour dimensionner correctement votre projet, faites confiance à Hellio.
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