Récupération de chaleur sur un groupe froid : définition et fonctionnement
Parallèlement à la création de froid, les équipements de production de froid génèrent de la chaleur résiduelle qui est perdue. Or, cette énergie peut être captée et valorisée grâce à la récupération de chaleur sur un groupe froid. Comment fonctionne un récupérateur de chaleur ? Quels sont les avantages de ce dispositif ? Quelles aides réduisent le coût de mise en place d’une installation de récupération de chaleur sur un groupe de production froid ?
Récupération de chaleur sur un groupe de production froid : définition
Le processus thermodynamique de fonctionnement d’un groupe froid repose sur des cycles frigorifiques en quatre étapes : compression, condensation, détente et évaporation.
Pendant un cycle, le fluide réfrigérant change d’état et de pression, ce qui permet de créer du froid de réfrigération ou de climatisation. Toutefois, ce fonctionnement génère de la chaleur, dite chaleur fatale, qui est évacuée vers l’extérieur et perdue.
Bon à savoir
Cette énergie peut être récupérée et valorisée par les entreprises et les industries dont les processus impliquent l’utilisation de groupes de production de froid : chambre froide, réfrigérateur, climatiseur, etc.
La récupération de chaleur fatale contribue à une meilleure gestion de l’énergie dans tous les secteurs d’activité.
Récupération de chaleur sur groupe froid : comment ça fonctionne ?
Le processus de récupération de chaleur capture la chaleur éliminée pendant le cycle de réfrigération afin de l’utiliser pour d’autres applications :
- le préchauffage de l’eau de process ou de l’eau chaude sanitaire ;
- le chauffage de locaux ;
- tout autre besoin thermique propre à l’industrie ou à l’entreprise.
La récupération de chaleur doit avoir lieu avant que le réfrigérant atteigne le condenseur. Pour ce faire, un échangeur de chaleur est intégré dans l’équipement entre le compresseur et le condenseur afin de transférer la chaleur récupérée vers un circuit secondaire.
Cette récupération améliore considérablement l’efficacité énergétique globale du système en réduisant la consommation d’énergie primaire et en diminuant les émissions de gaz à effet de serre.
Le principe de récupération de chaleur peut-il s’appliquer à d’autres systèmes ?
Classiquement, un récupérateur de chaleur est installé sur un groupe de production de froid. Néanmoins, dans l’industrie ou le tertiaire, la chaleur fatale peut aussi être récupérée sur un compresseur d’air, sur une tour autoréfrigérante ou encore sur un four industriel. Toutes ces opérations de valorisation de la chaleur peuvent être financées en partie par le dispositif des certificats d’économie d’énergie, car leur efficacité de récupération est notable, entre 40 et 90 %.
Pourquoi opter pour l’installation d’un récupérateur de chaleur sur un groupe de production froid ?
Installer une récupération de chaleur sur un groupe froid représente une mesure d’efficacité énergétique pertinente pour décarboner une entreprise et réduire ses coûts opérationnels tout en gagnant en performance.
Récupérer une source d’énergie gratuite
L’installation d’un récupérateur de chaleur sur un groupe de production de froid permet de capturer et de réutiliser l’énergie thermique qui se serait autrement dissipée et perdue dans l’environnement.
Cette récupération transforme une dépense énergétique en une ressource gratuite et disponible pour tous les processus nécessitant de la chaleur.
Ainsi, la consommation globale d’énergie primaire de l’entreprise diminue.
Combien d’énergie économiser grâce à la récupération de chaleur fatale ?
En 2021, l’ADEME a estimé à 18,3 TWh de chaleur fatale valorisée en France, soit environ 15,5 % du gisement national (gisement de chaleur fatale de 118 TWh/an en 2015 en métropole). À l’horizon 2028, l’objectif de la planification pluriannuelle de l’énergie (PPE) pour la France atteint 8,75 TWh/an en matière de chaleur fatale.
Améliorer la performance énergétique des processus
L’utilisation d’un récupérateur de chaleur contribue directement à améliorer l’efficacité énergétique des processus industriels ou tertiaires.
En réduisant le besoin en énergie pour le chauffage, la récupération de chaleur diminue les coûts opérationnels et augmente la performance énergétique globale de l’installation.
Bien entendu, un confort optimal est maintenu dans les locaux.
Contribuer à la transition énergétique de l’entreprise
Adopter un système de récupération de chaleur s’inscrit pleinement dans une démarche de management de l’énergie et de responsabilité environnementale des entreprises (RSE).
Cette opération d’efficacité énergétique témoigne d’un engagement concret pour réduire le bilan carbone de l’entreprise et optimiser l’utilisation des ressources.
Cette mesure, simple à mettre en œuvre, répond ainsi aux enjeux de la transition énergétique.
Bénéficier d’aides pour récupérer le chaleur fatale
L’installation d’un récupérateur de chaleur sur un groupe de production de froid rend l’entreprise éligible à des aides financières destinées à encourager les opérations de rénovation énergétique dans le tertiaire et l’industrie.
Mis en place par l’État, ces dispositifs visent à soutenir les entreprises dans leur transition vers une efficacité énergétique accrue et une dépendance moindre aux combustibles fossiles.
Récupération de chaleur sur un groupe froid : quelles sont les aides accessibles ?
Le coût de mise en place d’un échangeur thermique sur un groupe froid peut être réduit grâce à deux dispositifs d’aide.
Le dispositif des certificats d’économie d’énergie (CEE) pour l’industrie et le tertiaire
Industriels et entreprises peuvent recevoir une prime énergie couvrant jusqu’à 80 % de l’investissement sur un système de récupération de chaleur grâce au dispositif des certificats d’économies d’énergie (CEE).
Pour en bénéficier, le demandeur doit se référer aux fiches d’opérations standardisées suivantes :
- la fiche n° IND-UT-117 pour la récupération de chaleur sur un groupe froid dans l’industrie ;
- la fiche n° BAT-TH-139 pour la récupération de chaleur qui servira à chauffer un fluide caloporteur dans un bâtiment tertiaire existant.
Parmi les critères d’éligibilité à respecter, on retrouve l’installation du dispositif de récupération de chaleur par un professionnel, à la suite de la réalisation d’une étude de dimensionnement par un bureau d’étude spécialisé en efficacité énergétique.
En outre, le groupe de production de froid doit disposer d’un compresseur mécanique dans lequel le fluide frigorigène réalise des cycles en circuit fermé (température d’évaporation égale ou inférieure à 18 °C).
Le fonds chaleur de l’ADEME pour l’installation d’un récupérateur de chaleur
Le fonds chaleur est une initiative de l’ADEME pour soutenir les industriels et les entreprises qui implémentent des solutions pour valoriser la chaleur fatale des procédés et utiliser les énergies renouvelables.
L’aide financière est comprise entre 30 et 50 % selon la taille de l’entreprise qui la sollicite. L’ADEME peut également accompagner le demandeur dans son projet et réaliser une étude de faisabilité.