Les parois de chambres froides

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1 Les parois de chambres froides présentation de : Illustrations de sources diverses. 1

2 Objectifs du cours Identifier les modes de transferts Réaliser un bilan thermique pour un échangeur un mur un container Choisir un isolant (et son épaisseur) Placer un pare-vapeur et vérifier l'absence de condensation 2

3 Plan du cours Unités et définitions Exemples de transferts thermiques Étude d'un échangeur du mur : 1D d'un container Rappels sur la machine frigorifique Notion d'isolant économique Condensation dans une paroi 3

4 Caractéristiques d'une paroi Choix de l'isolant présentation de : Illustrations de sources diverses. 4

5 Rappels sur la machine frigorifique Principe de la machine (schéma) Différents postes du calcul des charges Différents coûts d'une installation 5

6 Comment choisir un manteau? Prix et coûts Isolation thermique conductivité ou coefficient global K météo (températures intérieur et extérieur) Étanchéité Respiration Solide Modularité Finitions Taille Poids Durée de vie Tenue aux aggressions insectes, champignons,... lavable? incendie Tenue à l'eau 6

7 Paroi de Chambre froide C'est un manteau pour les produits conservés Les mêmes critères interviennent! 7

8 Coûts Il faut distinguer : coût de l'isolant coût de la mise en oeuvre et des finitions coût de l'installation coût à l'exploitation de la machine frigorifique exercice : réaliser la courbe «coûts» en fonction de l'épaisseur d'isolant Souvent, les isolants moins chers coûtent plus cher à la mise en oeuvre 8

9 Isolation thermique Il est fonction de la conductivité du matériau des températures intérieur / extérieur Le meilleur isolant : c'est l'air (λ=0,026w/mk) Un DTU limite à 6W/m² (resp, 8W/m²) le flux thermique au travers d'une paroi de chambre froide positive (resp, négative) norme NF P (DTU 45.1) «isolation thermique des bâtiments frigorifiques et des locaux à ambiance régulée» cf. cours de techno. des C.F. 9

10 Étanchéité - Respiration Le mur doit être étanche à l'eau liquide Le mur doit être perméable à certains gaz (cas général) imperméable aux gaz (chambres à atmosphère contrôlée, ULO par exemple) La migration de vapeur sera étudiée plus loin. 10

11 Solidité La solidité s'exprime par différentes caractéristiques mécaniques : résistance à la compression, à la flexion, au cisaillement isolant «auto-porteur» ou pas? résistance aux chocs A ce stade, on comprend pourquoi les murs sont composés de plusieurs matériaux! ce sont des murs sandwichs On distingue les contraintes dynamiques des contraintes statiques. 11

12 Modularité Un entrepôt peut être destiné à la location... On peut avoir intérêt à prévoir les évolutions futures de l'isolation... 12

13 Finitions Les finitions sont essentielles pour améliorer la durée de vie de l'isolant. La finition représente un coût de main d'oeuvre Elle justifie l'apparition de l'offre industrielle actuelle : des panneaux pré-fabriqués qu'il suffit d'assembler 13

14 La taille... Qui achèterait un manteau trop petit? La taille peut varier en fonction de la température de la quantité d'eau piégée Le phénomène de dilatation engendre soit : - des contraintes mécaniques - une variation dimensionnelle 14

15 Poids Le poids modifie le coût des transports Le type de de fixations... 15

16 Durée de Vie Différentes agressions doivent être considérées : l'eau la vapeur d'eau les micro-organismes (champignons, bactéries) les agents chimiques les insectes et les rongeurs le feu L'altération de l'isolant dans le temps n'est pas renseigné de manière sérieuse par les fabricants. On peut considérer que λ augmente de 25%/10 ans. 16

17 Notion d'épaisseur économique présentation de : Illustrations de sources diverses. 17

18 Facteurs déterminants Choix de l'isolant (prix,...) Températures intérieures extérieures Prix de l'énergie Temps d'amortissement (durée de vie) fabrications commercialisées 18

19 Epaisseur économique prix épaisseur 19

20 Application Etude du panneau LA (Dagard) : A partir des résistances superficielles ci-dessous, retrouver les valeurs de Uc proposées par la documentation Dagard Déterminer l'épaisseur minimum d'isolant pour respecter la réglementation (D.T.U.) pour les parois verticales En prenant des hypothèses sur les conditions de fonctionnement, déterminez le temps de retour d'une surisolation de +40mm. 20

21 La condensation condensation en surface condensation dans l'isolant 21

22 Condensation en surface Il choisir l'épaisseur de l'isolant tel que : T paroi intérieure > T rosée chambre froide T rosée est déterminé sur le Diagramme de l'air humide Application Quel doit être la température minimale de surface de la paroi de la chambre à +8 C,70%? 22

23 Condensation interne : problème Problèmes rencontrés : diminution du pouvoir isolant de la paroi variation dimensionnelles et contraintes mécaniques moisissures... 23

24 Condensation interne : phénomène La vapeur migre proportionnellement : - au différentiel de pression intérieur-extérieur - à la perméabilité des matériaux 24

25 Condensation interne : modèle Loi de Fick Pression partielles de vapeur à déterminer sur DAH ou dans les tableaux débit de vapeur d ' eau= P e Unités : - Π en kg/mspa - débit en kg/m²s perméabilité à la vapeur Application : déterminer le débit de vapeur au travers de 10m² béton d'épaisseur 20cm avec à l'extérieur 0 C,90% et à l'intérieur 20 C,50% 25

26 Rôle du pare-vapeur Extérieur froid Intérieur Chaud. Cas 1 Cas 2 Cas 3 Diagrammes de GLASER 26

27 Organigramme de calcul Air extérieur Air intérieur Géométrie de la paroi Caractéristiques des matériaux Profil des températures dans la paroi Profil des pressions de vapeur dans la paroi T paroi >T rosée? Profil des Pression de vapeur saturantes dans la paroi Diagramme de Glaser Pv<Pvsat? Conclusion sur la Michaël condensation Thienpont 30 novembre de surface2006 Conclusion Licence Pro sur IUT la Marne la Vallée condensation Logistique internedu Froid 27

28 Conclusion 28

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