Le refroidissement avec des réseaux de froid

Plus aucune machine frigorifique dans votre appartement, bureau ou immeuble industriel, mais un raccordement à un réseau de conduites avec eau refroidie. Un réseau de froid ressemble assez à un réseau de chaleur, hormis qu'il transporte par un réseau de conduites de l'eau froide produite par un ou plusieurs producteurs de froid vers les clients. Un réseau de froid assure le refroidissement.

Un rEseau de froid refroidit Paris

La Seine est utilisee pour refroidir la capitale française

Paris peut se targuer de posséder le plus grand réseau de froid en Europe. Ce réseau de 70 km de long dessert 500 clients avec une surface au sol refroidie d'environ 5.000.000 m². Quelques clients importants sont le musée du Louvre, les maisons de couture Chanel et Christian Dior, l'Opéra Garnier, le Petit Palais, BNP Paribas et les Halles. L’extraction du froid à la Seine permet au réseau d'assurer le refroidissement libre en hiver.

En été, de grandes machines frigorifiques centrifuges avec condensateurs, refroidies par l'eau de la Seine, apportent leur concours pour atteindre la température souhaitée. Durant les mois d'été, le réseau de froid délivre des températures de 4 °C. Les basses températures de départ et les températures retour élevées permettent des petites conduites et offrent aux clients la possibilité de préserver la compacité de leur installation.

Injecter le froid dans le réseau

En principe, un réseau de froid comprend, tout comme un réseau de chaud, deux conduites, à savoir la conduite d'arrivée remplie d'eau froide à une température de départ de 4 à 10 °C et une conduite retour avec de l'eau dont la température a augmenté après l'utilisation des clients. L'injection du froid dans le réseau se fait via un échangeur de chaleur. Les sources de froid possibles pour refroidir l'eau de la conduite d'arrivée sont:

• froid résiduel direct: p.ex. froid produit par de grandes installations de pompes à chaleur;
• froid résiduel indirect: par la conversion de la chaleur résiduelle disponible en froid par une machine frigorifique à absorption (le refroidissement par absorption utilise la chaleur pour fournir l'énergie au système frigorifique);
• sources renouvelables: une rivière, eaux de surface, etc.
• production de froid efficace: production de froid centrale au lieu d'une climatisation pour chaque logement

Utiliser le froid du réseau

Une partie de l'eau froide qui vient du réseau de froid, est dérivée vers le bâtiment demandeur de refroidissement. Dans le bâtiment arrivent une conduite d'arrivée et une conduite retour du réseau de froid. L'eau froide acheminée dans le bâtiment s'écoule à travers un échangeur de chaleur.

Le froid est transféré à l'eau qui circule dans les tubes de refroidissement par le sol ou le plafond. Ceci permet d'abaisser de quelques degrés la température dans la maison par rapport à la température extérieure. Il arrive aussi que l'eau froide s'écoule à travers les échangeurs de chaleur des ventilo-convecteurs et contribue au refroidissement de la pièce avec l'air. L'eau qui revient de l'échangeur de chaleur, retourne dans le réseau de froid via la conduite retour.

Forces du réseau de froid

Les principales forces des réseaux de froid sont:

• •utilisation du froid résiduel et des sources d'énergie renouvelable;
• moindre dépendance aux combustibles fossiles;
• réduction de l'émission des gaz à effet de serre et des gaz qui appauvrissent la couche d'ozone;
• flexibilité pour ajouter des producteurs de froid au réseau;
• économie de coûts et de moyens par le refroidissement central;
• pas besoin d'espace pour e.a. les machines frigorifiques et tours de refroidissement, pas d'entretien et pas de bruit;
• utilisation limitée des réfrigérants synthétiques (p.ex. la technique d'absorption utilise l'eau comme réfrigérant);
• diminution du transport de combustibles;
• puissance de raccordement électrique réduite du bâtiment.

Faiblesses du réseau de froid

Les principales faiblesses sont:

• dépendance à l'emplacement;
• disponibilité requise d'une source de froid durable dans l'environne-ment ou de chaleur résiduelle pour l'absorption;
• coût d'investissement élevé;
• engagement à long terme entre fournisseurs et utilisateurs du froid;
• besoin d'un prélèvement de froid suffisant pour récupérer l'investissement.

REseau pour refroidir et chauffer

Naturellement, il est aussi possible de refroidir et chauffer. Soit ceci se fait par un réseau de froid séparé et un réseau de chaleur séparé (quatre conduites: conduites d'arrivée et retour du réseau de chaleur et conduites d'arrivée et retour du réseau de froid), soit on utilise un réseau de froid et de chaleur combiné (deux conduites: une conduite qui transporte la chaleur, et une conduite qui transporte le froid). La préférence accordée à un système séparé ou combiné est fonction des niveaux de température à atteindre. 

• Le chauffage et le refroidissement séparés permettent de fournir sans problème la chaleur à p.ex. 90 °C et le froid à p.ex. 6 °C.
• En présence de deux conduites, on choisit des régimes permettant de chauffer et de refroidir (p.ex. de 5 à 25 °C). Il est alors question de réseaux à basse température. Les clients utilisent la chaleur de la conduite de chaleur et injectent leur eau retour froide dans la conduite de froid; s'ils ont un excédent de chaleur provenant de leurs installations frigorifiques, ils peuvent l'injecter dans la conduite de chaleur. La génération actuelle de bâtiments fortement isolés a une faible consommation de chaleur et une charge de froid qui devient plus importante. Ces réseaux basse température peuvent satisfaire aux exigences des bâtiments basse énergie