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Enjeux énergétiques
mal utilisé car placé dans une boucle frigorifique
mal dimensionnée aura un rendement réel bien
inférieur à son rendement annoncé. Ceci signifie
qu’un réfrigérateur dimensionné pour un compresseur donné peut ne pas conserver le même
niveau de performance si le fabricant est amené,
pour des raisons stratégiques, à modifier le compresseur en changeant de fournisseur.
Les perspectives d’améliorations
technologiques
Les actions d'amélioration de l'efficacité énergétique des équipements du froid domestique
visent principalement : 1/ la diminution des
charges thermiques et la réduction du temps
d'évacuation vers l’extérieur ; 2/ l’amélioration
du système de refroidissement : amélioration de
la régulation du système de refroidissement, du
système de compression, de la circulation du
fluide frigorigène…
De nombreux projets sont en cours chez les
fabricants et dans les laboratoires de recherche.
Toutes les options envisagées ne représentent
pas les mêmes enjeux sur le plan de la consommation énergétique. Par ailleurs, il est important
de noter que les impacts de plusieurs options
sur la consommation énergétique des appareils
ne sont pas forcément cumulables.
Les tableaux 1 à 6 présentent les principales
options technologiques envisagées pour les
appareils de froid domestique ainsi que leurs
répercutions sur la consommation électrique.
Descriptif des options les plus prometteuses
◗ Régulation électronique
C’est une option très prometteuse qui consiste à
remplacer la régulation thermomécanique classique de l’appareil frigorifique par une régulation électronique, sans nécessiter aucune
modification complémentaire. Une régulation
thermomécanique nécessite un écart de températures significatif pour se déclencher (baisse
importante de la température intérieure) et la
fixation de ses seuils de déclenchement / arrêt
pose par ailleurs des problèmes de précision. La
régulation électronique, beaucoup plus précise,
permet de résoudre ce double problème. Cette
option relativement peu coûteuse entraîne une
baisse très significative de la consommation
énergétique de l’appareil, entre 10 et 25 % selon
les cas. La puissance d’alimentation, de l’ordre
de 4W, qu’elle nécessite est plus que largement
compensée par les économies qu’elle permet de
réaliser.
◗ Conception des échangeurs
Une autre option à coût très faible, toujours à isodéperdition du bloc, consiste à repenser la
conception des échangeurs. Aujourd’hui, elle ne
tient compte que du coût de fabrication. L’intégration d’un critère de performance énergétique
dans le dimensionnement des échangeurs conduirait à une surface d’échange sensiblement différente et à des performances améliorées.
◗ Echangeur accumulateur
Cette option va plus loin que la simple amélioration incrémentale de la boucle classique, sans
pour autant constituer une technologie de
rupture. Elle permet le maintien d’une température constante de la paroi un gain énergétique
en réduisant l’écart de température entre l’intérieur et l’extérieur. Cette alternative, au coût
relativement faible, a permis des réductions de
consommation comprises entre 15 et 35 %,
comme le montrent les études Selnor / Cenerg
(qui en détiennent le brevet français, n°
9602964). Brandt utilise désormais un système
analogue (Alto) sur ses congélateurs.
◗ Compresseurs linéaires ou à vitesse variable
Les compresseurs utilisés classiquement ne sont
pas tous à haut rendement, loin de là, et de
nombreuses améliorations sont encore possibles
sur la boucle frigorifique. La concurrence entre les
équipementiers pour un marché de 100 millions
d’unités par an devrait contribuer à entretenir un
effort d’innovation dans ce sens. Néanmoins, les
gains les plus importants ne seront possibles
qu’en travaillant sur la conception globale de
l’appareil, sans séparer le compresseur d’un côté,
la boucle et l’armoire de l’autre.
La multi-vitesse est une technologie de rupture qui
s’appuie sur cette conception intégrée de l’appareil frigorifique. Elle permet des gains notables sur
le plan énergétique mais pose encore quelques
problèmes : 1/ elle induit un nouveau design
mécanique, ce qui génère des incertitudes quant
aux risques de panne ; 2/ elle est incompatible
avec l’échangeur accumulateur. Ces problèmes ne
se posent pas avec le compresseur linéaire, car il
utilise une électrovanne classique rôdée, donc un
risque de panne faible bien maîtrisé.
◗ Isolation et VIPs (vacuum insulated panels)
Les VIPs (panneaux isolants sous vide) s’annoncent comme une technologie de rupture, en alternative du classique polyuréthane. Aujourd’hui, le
polyuréthane est l’isolant offrant de loin le
meilleur ratio qualité / prix pour les fabricants de
réfrigérateurs. Le R11 qui entrait dans sa composition initiale comme agent gonflant, est un CFC
et il a dû être remplacé, en l’occurrence par du
cyclopentane.
Les cahiers du CLIP - N°11 - Décembre 1999
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