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Réfrigérateurs et les congélateurs autonomes, commerciaux

Introduction

Les réfrigérateurs et les congélateurs autonomes, commerciaux sont des appareils frigorifiques alimentés à l'électricité et munis de compartiments ou de tiroirs, avec une, deux ou trois portes opaques ou transparentes, et peuvent être dotés d'une ou de plusieurs lampes intérieures pour en éclairer le contenu. Ces appareils consomment une quantité importante d'énergie.

Les réfrigérateurs et les congélateurs commerciaux sont principalement utilisés dans le secteur du commerce de détail par les dépanneurs, les supermarchés, les restaurants, les cafés, les cafétérias, les fleuristes, les pharmacies, etc., pour l'entreposage ou le marchandisage de produits réfrigérés ou congelés tels que des boissons froides, des sacs de glaçons, des aliments congelés, etc.

On estime à plus de 340 000 le nombre de réfrigérateurs et de congélateurs commerciaux utilisés au Canada, et les ventes annuelles à environ 38 000 unités. La consommation moyenne d'énergie par type d'appareil figure ci-après.

Les critères d'admissibilité ENERGY STAR® relatifs aux réfrigérateurs et aux congélateurs commerciaux à porte pleine sont en vigueur au Canada depuis le 1er septembre 2006. Les réfrigérateurs et les congélateurs commerciaux à porte pleine homologués ENERGY STAR sont plus éconergétiques et utilisent beaucoup moins d'énergie. Nota : Les exigences du programme ENERGY STAR ne touchent que les réfrigérateurs et les congélateurs commerciaux à porte pleine, tandis que la norme de la CSA vise à la fois l'équipement à porte pleine et à porte de verre. Les niveaux de rendement minimaux énoncés par le programme ENERGY STAR sont généralement inférieurs (plus éconergétiques) que ceux fixés par la norme de la CSA.

Tableau 1 : Estimation du nombre des appareils autonomes, commerciaux sur le marché canadien et estimation de la consommation annuelle d'énergie (2003)
Type d'appareil Nombre approx. d'unités utilisées au Canada (2003) ( unités ) Total prévu consommation annuelle au Canada ( kWh/an ) Ventes annuelles prévues ( unités/an )
Réfrigérateurs à porte pleine 152 000 577 600 000 17 000
Congélateurs à porte pleine 94 000 705 000 000 10 000
Distributeurs de boissons 94 000 557 420 000 11 000
Total 340 000 1 840 020 000 38 000

Les catégories les plus fréquentes de réfrigérateurs et de congélateurs commerciaux et leur consommation annuelle moyenne sont énumérées dans le tableau 2 ci-après.

Tableau 2 : Consommation d'énergie annuelle approximative de différents types de réfrigérateurs et de congélateurs autonomes, commerciaux utilisés au Canada
Type d'appareil et configuration Consommation moyenne d'énergie par unité ( kWh/an ) Coûts annuels de fonctionnement* ( $ )
Réfrigérateurs porte pleine
1 porte 2 300 230 $
2 portes 4 300 430 $
3 portes (ou plus) 6 300 630 $
Congélateurs pleine porte
1 porte 5 200 520 $
2 portes 9 800 980 $
3 portes (ou plus) 14 400 1440 $
Distributeurs de boissons
1 porte 3 900 390 $
2 portes 7 600 760 $
3 portes (ou plus) 11 200 1 120 $
* On suppose que le coût de l'électricité est de 0,10 $ /kWh

Ne figurent pas dans les tableaux 1 et 2 les autres configurations spécialisées de réfrigérateurs et de congélateurs autonomes, commerciaux comme des armoires frigorifiques à chariots (la partie inférieure est mise à niveau avec le plancher extérieur, permettant ainsi aux chariots d'être déplacés), des traversables (avec des portes sur les côtés opposés), à chariots traversables (une combinaison de traversables et à chariots) ainsi que des tables de préparation encastrables pour des sandwiches, des pizzas, etc., et des tables de buffet réfrigérées. Ces formats particuliers représenteraient près de 32 p. 100 des appareils frigorifiques commerciales.

Les armoires frigorifiques ouvertes sont des appareils de conception complètement différente que les appareils frigorifiques commerciaux avec portes. Les armoires frigorifiques ouvertes sont beaucoup plus énergivores que les appareils avec portes en raison de l'existence d'un mouvement libre de l'air entre la pièce et l'espace réfrigéré qui permet un échange entre l'air froid et l''air ambiant, augmentant ainsi de manière considérable la charge de refroidissement et le taux d'accumulation de givre sur les serpentins refroidisseurs. La réfrigération de ces meubles est normalement fournie par un système frigorifique individuel commandé à distance pour chaque appareil ou par un grand système central. Le givre accumulé sur les serpentins refroidisseurs de ces unités doit également être enlevé régulièrement afin de conserver la capacité de refroidissement; l'opération de dégivrage consomme plus d'énergie, et dans certains cas (comme le dégivrage manuel) cela cause de nombreux inconvénients. Les armoires frigorifiques fermées ont besoin de beaucoup moins d'énergie et d'être moins souvent dégivrées que celles ouvertes; elles sont habituellement autonomes et, à l'exception des plus gros appareils, peuvent normalement fonctionner sur une sortie de 15 ampères et des prises de courant murales de 120 V.


Normes de rendement énergétique minimum et Règlement

Les critères de rendement énergétique minimum relatifs à la consommation annuelle d'énergie des réfrigérateurs et des congélateurs commerciaux sont précisés dans la norme de l'Association canadienne de normalisation CAN/CSA-C827-98 (R2003) : Norme de rendement énergétique sur les réfrigérateurs et congélateurs des services d'alimentation. Le rendement maximum énoncé (la consommation quotidienne) varie selon le volume du réfrigérateur ou du congélateur. Les provinces de l'Ontario et du Nouveau-Brunswick précisent cette norme dans les projets de règlement sur l'efficacité énergétique relativement aux appareils frigorifiques autonomes, commerciaux dans leur province respective.

Le 1er mars 2003, la California Energy Commission (CEC) a proposé un règlement comprenant des niveaux de rendement énergétique minimum (Catégorie 1) régissant les appareils frigorifiques commerciaux, et a mis à jour ces niveaux le 1er août 2004 (Catégorie 2). Les niveaux de consommation choisis avaient pour objectif d'exclure les appareils les plus énergivores dans chaque catégorie (25 p. 100 du nombre des modèles disponibles sur le marché californien en 2001 pour la catégorie 1 et 50 % des modèles sur le marché en 2001 pour la catégorie 2). Une autre mise à jour a été proposée le 1er janvier 2006, et une mise à jour supplémentaire devrait l'être le 1er janvier 2007. L'énoncé des lois en vigueur en Californie peut être consulté sur le site Web.

Si la catégorie 2 s'appliquait aux réfrigérateurs et aux congélateurs commerciaux fabriqués au Canada, les économies qui pourraient être réalisées en remplaçant toutes les unités en service au Canada, en tenant compte des effets croisés des systèmes de chauffage et de refroidissement, seraient de 279 GWh/an. Les réductions correspondantes au niveau des émissions de CO2 au Canada seraient de 54 millions de kg par an. Ces réductions seraient obtenues progressivement, au fur et à mesure que les unités existantes arriveraient à la fin de leur cycle de vie et seraient remplacées par des unités plus écoénergétiques. La durée de vie moyenne de ces appareils est d'environ 10 ou 11 ans.

En janvier 2006, Ressources naturelles Canada (RNCan) a annoncé des plans visant à réglementer les niveaux de rendement minimum des réfrigérateurs et des congélateurs autonomes commerciaux et des réfrigérateurs-congélateurs (avec des portes opaques ou transparentes) à partir du 1er avril 2007 pour les mettre à des niveaux identiques à ceux des catégories 1 et 2 de la California Energy Commission. Ces niveaux s'alignent également sur le projet de règlement prévu par le gouvernement fédéral des États-Unis. Des détails sur Règlement sur l'efficacité énergétique du Canada sont disponibles sur son site Web.

Le règlement s'applique aux produits fabriqués ou importés après le 1er avril 2007 (ceux dotés d'un certain niveau de rendement minimum, suivi d'un niveau de rendement plus élevé à partir du 1er janvier 2008), la plupart des modèles actuellement sur le marché satisfont déjà ou dépassent même le niveau de rendement proposé.

En plus des appareils régis par le projet de règlement, les réfrigérateurs et les congélateurs autonomes sans porte devront déclarer leur niveau de consommation, même si ces unités ne satisfont pas pour le moment au niveau de rendement énergétique exigé.

Appareils de réfrigération commerciale homologués ENERGY STAR

Les critères d'admissibilité ENERGY STAR relatifs aux réfrigérateurs et aux congélateurs commerciaux à porte pleine (version 1.0) sont en vigueur au Canada depuis le 1er septembre 2006.

La liste des modèles homologués ENERGY STAR au Canada seront choisis parmi les modèles attestés par une tierce partie qui apparaissent dans les rapports sur l'efficacité énergétique transmis à RNCan comme le stipule le règlement. Le symbole ENERGY STAR pourra être apposé sur les réfrigérateurs et les congélateurs commerciaux à porte pleine qui sont homologués.

Liste des modèles : Réfrigérateurs et congélateurs commerciaux à porte pleine

Le Canada partage actuellement les listes des réfrigérateurs et congélateurs commerciaux à porte pleine qui sont homologués ENERGY STAR avec ENERGY STAR aux États-Unis. En cliquant sur le lien ci-dessus, vous aurez accès à une liste des produits sur le site Web de U.S. ENERGY STAR. La plupart des produits répertoriés sont vendus au Canada. Pour retourner au site Web d'ENERGY STAR au Canada, il suffit de cliquer sur la touche « Retour » de votre navigateur. Une liste des modèles canadiens suivra en fonction du rapport fait par ENERGY STAR à Ressources naturelles Canada.

Spécifications techniques des réfrigérateurs et congélateurs commerciaux à porte pleine à l'intention des fabricants.

Les niveaux de rendement minimum indiqués par ENERGY STAR sont en règle générale plus bas (c'est-à-dire plus écoénergétiques) que ceux fixés par la norme CSA.

Améliorations de l'efficacité énergétique

La plupart des caractéristiques qui ont nettement amélioré l'efficacité énergétique des réfrigérateurs et des congélateurs résidentiels au cours des 20 dernières années se retrouvent de plus en plus dans les réfrigérateurs et les congélateurs commerciaux. (Le niveau d'efficacité énergétique minimum des réfrigérateurs et des congélateurs ménagers est réglementé depuis plusieurs années). Quelques-unes de ces innovations commencent à être intégrées à certains modèles de réfrigérateurs et de congélateurs commerciaux, étant donné que la hausse du coût de l'électricité permet de le rendre plus réalisable économiquement parlant, et les organismes de réglementation montrent de l'intérêt pour ces produits. La liste suivante répertorie les caractéristiques qui, une fois intégrées à la conception de ces appareils, se traduiront par une diminution de la quantité d'énergie nécessaire à leur fonctionnement.

  1. Éclairage écoénergétique – Beaucoup plus écoénergétique que les lampes à incandescence, l'éclairage fluorescent avec ballasts magnétiques est désormais offert dans les appareils à porte transparente. Un éclairage plus écoénergétique est aussi disponible et utilisé à l'intérieur des appareils avec une porte intérieure vitrée : les lampes fluorescentes T8 avec ballasts électroniques, les lampes fluorescentes compactes, les lampes électroluminescentes, ainsi que les minuteries et les commandes programmables pour régler le cycle de l'éclairage et de la température intérieure en fonction des besoins.
  2. Des compresseurs plus écoénergétiques – Les réfrigérateurs et les congélateurs commerciaux actuellement disponibles sur le marché utilisent des compresseurs alternatifs, modifiés afin d'utiliser davantage de frigorigènes plus inoffensifs sur le plan écologique que par le passé. Les nouvelles technologies utilisées pour les compresseurs de réfrigérateur qui sont plus écoénergétiques commencent à peine à faire leur apparition, comme les compresseurs à spirale et les compresseurs linéaires. Ces récentes améliorations ne sont pas encore bien répandues dans le secteur de la réfrigération commerciale.
  3. Petits moteurs à haut rendement énergétique – Quelques fabricants ont commencé à utiliser des moteurs beaucoup plus écoénergétiques pour le fonctionnement des ventilateurs. L'utilisation de moteurs à commutation électronique (MCÉ) à aimant permanent, combinée à celle de pales de ventilateur, réduit la charge de refroidissement interne de l'appareil. Étant donné que le système de réfrigération doit retirer la chaleur dispersée par le moteur et les pales de ventilateur fonctionnant à l'intérieur de l'appareil, des combinaisons plus écoénergétiques de moteur et de ventilateur contribuent aussi à la diminution de l'énergie utilisée par le compresseur.
  4. Améliorations apportées à la conception des appareils – On note plusieurs améliorations au niveau des nouveaux modèles :

    • Amélioration au niveau de la conception de la devanture et du joint de porte nécessitant moins de capacité thermique anticondensation, cela servant à empêcher la condensation en surface et autour de la porte.
    • Isolation des parois plus épaisse – de 1,5 pouce à 2 ou 2,5 pouces d'épaisseur;
    • Utilisation d'isolant insufflé sur place au lieu d'isolant en fibres minérales;
    • Utilisation de matériaux isolants de meilleure qualité pour les portes vitrées, notamment un double ou un triple vitrage et du verre à faible émissivité;
    • Meilleure conception des portes vitrées;
    • Amélioration de la conception du tuyau d'écoulement, dont un collecteur pour empêcher l'infiltration d'air et réduire la consommation d'énergie.

  5. Meilleures méthodes de dégivrage – De nouvelles méthodes sont mises en application afin de diminuer la quantité d'énergie nécessaire pour faire fondre le givre accumulé dans les serpentins refroidisseurs et se débarrasser du condensat, parmi lesquelles :

    • Le dégivrage en cycle arrêt qui consiste à arrêter le passage du fluide frigorigène vers le serpentin refroidisseur, tout en laissant le ventilateur-évaporateur fonctionner. Cette méthode est utilisée en cas de températures de l'air de deux degrés ou plus supérieures au point de congélation. L'air qui s'y trouve réchauffe et fait fonder le givre. La fin du cycle de dégivrage est habituellement commandée à l'aide d'un capteur de température.
    • Le dégivrage avec système de chauffage à résistances électriques est utilisé en cas de température de l'air pas assez élevée pour dégivrer le serpentin refroidisseur (p. ex. dans les congélateurs), et en cas de dégivrage devant être effectué rapidement afin d'empêcher toute augmentation importante de la température de l'appareil.
    • Le dégivrage par gaz chauds – implique l'utilisation de gaz chauds de refoulement du compresseur pour réchauffer l'évaporateur de l'intérieur. Cette méthode est utilisée pour une grande variété de températures de l'air, car elle est plus efficace que la méthode de dégivrage précédemment citée. La méthode de dégivrage par gaz chauds n'a pas encore été utilisée pour des appareils de réfrigération autonomes commerciaux en raison du système de dégivrage nécessitant l'utilisation plus compliquée et plus coûteuse de clapets, de tuyaux et de commandes que pour le système de dégivrage électrique.
    • Meilleure commande de dégivrage – le cycle de dégivrage nécessite (a) la mise en route du cycle de dégivrage et (b) la fin du cycle. Dans le passé, l'un et l'autre étaient effectués à l'aide d'une minuterie. Le cycle était lancé quand on suspectait qu'une importante couche de givre se soit formée, et le temps du cycle était réglé pour durer assez longtemps afin de garantir un dégivrage complet dans le pire des cas (c'est-à-dire des journées estivales humides avec de fréquentes ouvertures de portes). Actuellement, la fin du cycle de dégivrage basée sur la température est ce qui se pratique le plus fréquemment. Cette commande ne fait qu'arrêter le cycle de chauffage (p. ex. le cycle d'arrêt ou le dégivrage électrique) quand la température du serpentin atteint une valeur indiquant un dégivrage complet.
    • Élimination du condensat – Dans la plupart des réfrigérateurs et des congélateurs commerciaux, le condensat provenant du dégivrage est récupéré dans un plateau situé dans la partie inférieure de l'extérieur de l'appareil, chauffé et évaporé afin d'éliminer le besoin de brancher l'unité à un tuyau d'évacuation. Certaines unités utilisent des systèmes de chauffage électrique (jusqu'à 500 watts) pour procéder à cette évaporation. Les gaz chauds provenant du compresseur, qui seraient normalement rejetés dans l'atmosphère, peuvent servir à cette évaporation, éliminant ainsi la consommation d'énergie électrique pour l'évaporation du condensat.

  6. Contrôle de la condensation en surface à l'aide de la chaleur de compression du gaz frigorigène plutôt qu'avec des générateurs de chaleur à résistances électriques placés sous la surface de l'ouverture de la porte.

    • En ce qui concerne les réfrigérateurs résidentiels, le chauffage « anticondensation » visant à empêcher la formation de condensation sur la surface de l'appareil et tout autour du joint d'étanchéité de la porte est fourni par un mince tuyau contenant du gaz chaud provenant du compresseur au lieu de le faire par un système de chauffage à résistances électriques. Ce dernier sert effectivement très peu à des fins d'anticondensation dans les appareils de réfrigération résidentiels. L'inverse vaut également pour les appareils commerciaux, pour lesquels l'utilisation de chauffage électrique à des fins d'anticondensation est la norme. On commence à fabriquer des modèles de réfrigérateur et de congélateur commerciaux plus écoénergétiques et disposant d'un système de chauffage à gaz chauds en remplacement du système de chauffage à résistances électriques pour économiser de l'énergie.