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Le principe de la production de froid

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Le transport frigorifique est un système de réfrigération mécanique placé dans une caisse isotherme et installé dans une unité de transport, ce qui nous permet d’abaisser la température intérieure de la caisse vide et de la maintenir en permanence, en fonction de la température requise.

Les types d'unités

Sur le marché, il existe différents types d’unités qui s’adaptent aux besoins de la réfrigération mobile souhaitée, des petites camionnettes de livraison, des camions de distribution urbaine ou des remorques. En outre, il existe des systèmes à température unique, idéaux lorsque l’objectif est de transporter des produits congelés ou réfrigérés ne nécessitant pas de contrôle de température.

Les systèmes multi-températures sont l’une des principales tendances du secteur du transport frigorifique, car ils permettent de transporter simultanément différents produits dans le même véhicule. Ainsi, il est possible de mobiliser des produits surgelés et réfrigérés et même à température ambiante.

 

La température ambiante : La température ambiante désigne généralement la valeur de la température dans l’air du milieu ambiant; elle est incluse dans les températures que les gens préfèrent pour les endroits fermés. Elle représente la gamme dans laquelle l’air ne semble ni trop froid ni trop chaud lorsque vous portez des vêtements emboîtés. Cette plage est comprise entre 15 °C  et 30 °C et est la plage permettant de réguler la température offerte par les dispositifs de chauffage ou de climatisation.

Généralités sur le froid

Le froid est la sensation contraire du chaud, associée aux températures basses, il abaisse la température des denrées et de ce fait ralentit les évolutions physiologiques, biochimiques et microscopiques. le froid ne stérilise pas, contrairement à la chaleur : Le stock microscopique n’est jamais totalement détruit, quel que soit le niveau de température atteint.

On peut créer le froid artificiellement en effectuant le vide dans une chambre ou par des systèmes réfrigérants tels que le réfrigérateurs ou les congélateurs qui sont deux types fondamentaux de traitement par le froid des denrées alimentaire.

  • Le froid positif : la réfrigération
  • Le froid négatif : la congélation

Le traitement par le froid « réfrigération » consiste à refroidir, puis à conserver une denrée à température positif (à 0°C) de telle façon que l’eau contenue dans cette denrée, ne puisse être transformée en glaces.

Le traitement par le froid « congélation » consiste à refroidir, a congeler, et a conserver une denrée à une température très inférieure à celle de l’eau, constitutive en son sein. Une grande partie de cette eau est transformée en glace sous de cristaux plus ou moins gros. Les températures usuelles de conservation par congélation sont comprises entre -10°C et -35°C.

Les types des éléments de base du circuit frigorifique

Pour savoir comment fonctionne le cycle de réfrigération, il faut d’abord connaître les composants de base et principaux qui le composent, et ce sont les suivants:

1- La Compression :

Le compresseur aspire le fluide à basse pression et à basse température, l’énergie mécanique de la compression va permettre une élévation de la pression et de la température. La différence de pression va permettre au fluide de circuler dans le circuit frigorifique. Ici le fluide est à l’état gazeux.

2- Condensation :

Le fluide est à haute pression et chargé des calories captées à l’évaporateur. Son niveau de pression le rend très enclin à céder la chaleur dont il est chargé. Il passe dans un échangeur appelé condenseur où toutes ses calories vont être relâchées alors qu’il repasse à l’état liquide en se condensant. On dit que le milieu dans lequel l’échangeur est installé est la source chaude du cycle.

Dans le cas de production de froid, la chaleur relâchée au condenseur peut être soit perdue dans l’environnement soit récupérée selon les cas. La récupération nécessitera alors un dispositif adéquat.

Dans le cas de production de chaleur, c’est l’énergie relâchée par le condenseur qui va être utilisée pour chauffer les locaux. Il faudra donc veiller à ce qu’elle soit maximale.

3- la détente :

Au niveau de la détente, le fluide frigorigène déchargé de ses calories est ramené de haute pression à basse pression. Cette diminution de pression est nécessaire afin d’amener le fluide dans des conditions où il pourra à nouveau capter de la chaleur de manière optimale.

Le détendeur est également un dispositif de régulation de débit dans l’installation. Il est pour cela relié de manière physique ou électronique à la sortie de l’évaporateur où il mesure la température du fluide. Il modulera ensuite le débit en fonction de cette dernière.

4- L’évaporation :

L’évaporateur est lui aussi un échangeur de chaleur, le fluide liquide provenant du détendeur va entrer en ébullition ou évaporation dans l’évaporateur en absorbant de la chaleur au fluide extérieur, (l’eau, l’air…) c’est la phase d’évaporation (changement d’état liquide /vapeur). Le fluide est ensuite aspiré par le compresseur pour un nouveau cycle.

circuit-frigorifique

Transport réfrigéré à l'azote liquide

La majorité des groupes froid actuels produisent du froid grâce à un moteur diesel. Ils consomment du carburant, génèrent du bruit et émettent du CO₂. Le système de cryogénie constitue une alternative à ces systèmes, alliant performance du froid cryogénique et sécurité. Le refroidissement de l’air dans la caisse du camion frigorifique est assuré par la circulation d’azote liquide N₂ à -196°C dans un échangeur de chaleur totalement étanche.

Eléments de mise en œuvre du transport réfrigéré à l’azote liquide, gaz cryogénique

L’azote liquide est stocké dans un réservoir à ultra basse température dite cryogénique, situé sous le véhicule. Il passe dans un échangeur de chaleur pour refroidir la température du compartiment de chargement.

Les gaz d’azote sont rejetés à l’air libre (extérieur au camion) de manière à ce que la composition de l’atmosphère du camion ne soit pas altérée. Ils sont non-polluants.

    1. Le camion frigorifique est équipé d’un réservoir isolé spécial pour l’azote liquide .
    2. A partir de ce réservoir, l’azote passe à l’intérieur d’un échangeur de chaleur, refroidissant ainsi l’air dans la remorque frigorifique. Ce transfert de chaleur provoque le changement d’état de l’azote, du liquide au gaz.
    3. Les ventilateurs font circuler l’air à l’intérieur de la remorque du camion. Par conséquent, la température maintient la charge à la température souhaitée, garantissant une atmosphère de compartiment fraîche et stable.
    4. Pendant le fonctionnement de l’unité de réfrigération, l’azote est expulsé dans l’atmosphère sous forme de gaz.

La cryogénie : La cryogénie est l’étude et la production des basses températures (inférieures à −150 °C) dans le but de comprendre les phénomènes physiques qui s’y manifestent. La cryogénie possède de très nombreuses applications notamment dans les secteurs alimentaire, médical, industriel, physique et de l’élevage. La cryogénie a ouvert beaucoup de possibilités comme :

  • la conservation des aliments à l’aide d’azote liquide,
  • la suspension du métabolisme,
  • l’étude de la supraconductivité (absence de résistance électrique),
  • l’étude de la superfluidité (absence de viscosité pour un liquide),
  • la transformation en une fine poudre de toutes sortes de matières,
  • la récupération de plus de 90 % des gaz destructeurs de la couche d’ozone,
  • la création, à partir d’azote liquide, de toutes sortes de neiges,
  • le transport sur de longues distances de gaz naturel à un coût réaliste,

Les avantages pour le transport frigorifique

  • Efficacité et précision du contrôle de la température
  • Descente en température deux fois plus rapide qu’un groupe froid traditionnel
  • Empreinte carbone inférieure de 80% à celle d’un groupe froid mécanique
  • Rapidité et simplicité de la station de remplissage
  • Confort sonore assuré pour les riverains et le chauffeur, facilitant les livraisons urbaines matinales
  • Maintenance réduite par une technologie sans moteur

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