Récupération de chaleur sur groupes frigorifiques

C’est la famille de récupérateur la plus répandue. Raccordés à la sortie du compresseur d’un côté et à un ballon de stockage de l’autre, ils permettent un échange de calories entre les gaz chauds et l’eau froide.

Les performances de récupération sont variables puisqu’elles dépendent directement de la température de condensation, elle-même influencée par la température ambiante : la quantité de chaleur récupérable est moins importante en hiver qu’en été. Ce procédé ne permet que l’exploitation partielle de la chaleur totale récupérable (désurchauffe du gaz)[2].

Ils consistent en un ballon d’eau chaude dans lequel est installé un échangeur de chaleur (qui peut être solidaire des parois, en forme de spirale ou de serpentin dans l’enceinte du ballon ou de géométrie plus complexe) directement en contact avec l’eau à chauffer à l’intérieur duquel passent les gaz chauds.

Pour améliorer le niveau de récupération d’énergie et limiter l’impact de la température ambiante sur la température finale de l’eau chaude sanitaire, un dispositif de régulation de pression de condensation (vanne, pressostats réglables contrôlant la ventilation du condenseur à air) peut compléter le système afin d’obtenir des conditions plus favorables à la récupération de chaleur. Ce dispositif maintient « artificiellement » une haute pression de condensation et permet d’augmenter la température gaz chauds en sortie de compresseur. L’augmentation des performances de récupération de chaleur est dans ce cas réalisée au détriment des performances frigorifiques : la consommation électrique du refroidisseur augmente sensiblement. Là encore, ce procédé ne permet pas de récupérer toute la chaleur disponible en sortie de compresseur.

Procédé mis au point en 2009, faisant l’objet d’un dépôt de brevet international et commercialisé sous la marque « Boostherm », ces récupérateurs utilisent l’eau à chauffer pour condenser totalement le fluide frigorigène à l’intérieur de l’échangeur. L’échangeur remplace alors le condenseur à air de la machine frigorifique ; les ventilateurs sont neutralisés et la totalité de la chaleur de condensation est exploitée pour la chauffe de l’eau contenue dans un ballon de stockage indépendant. L'exploitation de la chaleur latente de condensation, qui représente plus de 80 % de l’énergie potentiellement récupérable, permet de chauffer rapidement d’importants volumes d'eau à une température élevée. Ce procédé permet également de garder la maitrise de la température de condensation tout en s’affranchissant des contraintes ambiantes, et garantit donc des performances stables toute l’année. Cette technologie permettant de récupérer la totalité de la chaleur disponible, peut être envisagée sur de faible puissance (1 kW de puissance frigorifique chauffe 400 L d’eau à 55 °C) là où les désurchauffeurs classiques ne peuvent assurer les besoins en eau chaude sanitaire. (Base : température d'évaporation de −10 °C pour 15 heures de fonctionnement)[3]

• BEN SLAMA R. "Thermodynamic Heat Water by the Condenser of Refrigerator" International Symposium on Convective Heat and Mass Transfer in Sustainable Energy (CONV-09). Hammamet Tunisia, April 26 to May 1, 2009.
• BEN SLAMA R., "Water-heater coupled with the refrigerator to develop the heat of the condenser". International Renewable Energy Congress IREC, Sousse Tunisia 5-7 November 2009. Pp 12-18.
• BEN SLAMA R., "Thermodynamic heat water by the condenser of refrigerator". 1ère Conférence Maghrébine sur les Matériaux et l’énergie, Gafsa, Tunisie 26-28 mai, 2010.
• BEN SLAMA R., “Coupling of a refrigerator to a water heater and heating floor”. GRETH Heat set 2010, Opatija, Croatia, October 18-22, 2010.
• BEN SLAMA R. “Production de negawatts par couplage d’un refrigerateur à un chauffe-eau”. Congrès de la Société française de thermique : Energie solaire et thermique, Perpignan, 24-27 mai 2011.
• BEN SLAMA R. “Water heating by recovery of heat released by the refrigerator”. 23rd IIR International Congress of Refrigeration, Praha, Czech Republic, August 21-26, 2011.
• BEN SLAMA R. “Experimentation du couplage d’un Réfrigérateur à un chauffe-eau”. Colloque francophone sur l’Energie – Environnement - Economie et Thermodynamique COFRET 12, 14-16 mai 2011, Sozopol, Bulgarie.
• BEN SLAMA R., "Refrigerator coupling to a water-heater and heating floor to save energy and to reduce carbon emissions. 11th International Conference on Sustainable Energy technologies (SET-2012). September 2-5, 2012, Vancouver, Canada.
• BEN SLAMA R., "Refrigerator Coupling to a Water-Heater and Heating Floor to Save Energy and to Reduce Carbon Emission". Computational Water, Energy and Environmental Engineering, 2013, 2, 21-29. Doi: 10.4236/cweee. 2013 (http://www.scirp.org/journal/cweee).
• BEN SLAMA R., "Refrigerator coupling to a water-heater and heating floor to save energy and to reduce carbon emissions. The macro Trend Conferences, Session 14: Energy and Sustainability, Paris 20-21 December 2013.
• BEN SLAMA R. "Study of Refrigerator Coupled to Water Heater and a Heating Floor", Researches and Applications in Mechanical Engineering (RAME) Volume 3, PP.12-20, March 2014.
• Jaballah N., Ben Slama R., Chaouachi B. Valorisation des rejets thermiques d’un réfrigérateur à travers un MCP pour chauffer l’eau. 3rd international conference on green energy &environmental engineering, Hammamet 23-25 april 2016.
• BEN SLAMA R. "Valorisation de la chaleur des machines frigorifiques : Cas d’un climatiseur couplé à un distillateur d’eau de mer". 7e édition du Colloque francophone en Energie, Environnement, Economie et Thermodynamique. COFRET 14, Paris 23-25 avril 2014.
• BEN SLAMA R. "Valorisation of the Refrigerating Machines Heat : Case of an Air-Conditioner Coupled to Sea Water Still". Int J. of Environnement Engenieering and Natural Resources. Vol 1 , Num 5. 2014. pp 247-253.