Le COP expliqué simplement – Pourquoi deux installations frigorifiques à température identique génèrent des coûts d'électricité totalement différents
La température est identique, mais pas la facture d'électricité.
Deux installations de congélation maintiennent de manière fiable une température de -20 °C.
Toutes deux remplissent leur mission.
Pourtant, une installation consomme potentiellement 20 à 40 % d'énergie en plus que l'autre sur l'année.
Comment est-ce possible ?
La réponse réside dans le COP (Coefficient de Performance), l'un des indicateurs les plus importants du génie frigorifique.
Il décrit l'efficacité avec laquelle une installation frigorifique fonctionne et la puissance frigorifique qu'elle peut générer à partir d'un kilowattheure d'énergie électrique.
Que signifie le COP ?
Le COP est le rapport entre la puissance frigorifique générée et la puissance électrique absorbée.
En simplifiant, on a :
COP = puissance frigorifique ÷ puissance électrique absorbée
Un exemple :
Une installation frigorifique nécessite 2 kW de puissance électrique et génère ce faisant 8 kW de puissance frigorifique.
Le COP est alors :
COP = 8 ÷ 2 = 4
Cela signifie :
Quatre kilowattheures de puissance frigorifique sont produits à partir d'un kilowattheure d'électricité.
Plus cette valeur est élevée, plus l'installation fonctionne de manière économique.
Pourquoi le COP diminue-t-il ?
Beaucoup d'exploitants pensent qu'une installation frigorifique fonctionne toujours avec la même efficacité.
En réalité, le COP change en permanence.
Même de légères variations des conditions d'exploitation affectent l'efficacité.
Par exemple :
- la hausse des températures extérieures,
- l'encrassement des condenseurs,
- le givrage des évaporateurs,
- les ouvertures fréquentes des portes,
- une humidité élevée,
- une mauvaise circulation de l'air,
- des ventilateurs défectueux.
Tous ces facteurs augmentent la consommation d'énergie.
Pourquoi le condenseur joue-t-il un rôle si important ?
Le condenseur évacue la chaleur absorbée vers l'extérieur.
Plus l'air extérieur est chaud, plus ce transfert thermique devient difficile.
La haute pression augmente.
Le compresseur doit fournir plus de travail.
La consommation électrique augmente.
La puissance frigorifique réelle, en revanche, reste presque inchangée.
Par conséquent, le COP diminue automatiquement.
L'évaporateur influence également l'efficacité
Le condenseur n'est pas le seul à déterminer le rendement.
Un évaporateur givré détériore aussi considérablement le transfert thermique.
Les conséquences :
- des durées de fonctionnement du compresseur plus longues,
- des cycles de dégivrage plus fréquents,
- une consommation d'électricité accrue,
- une baisse du COP.
En été notamment, une humidité élevée renforce encore cet effet.
Petites causes, grands effets
Dans la pratique, plusieurs facteurs se cumulent souvent simultanément.
Un condenseur encrassé, un évaporateur légèrement givré et des ouvertures de portes fréquentes font que le compresseur fonctionne beaucoup plus longtemps.
La température peut néanmoins rester constante.
L'exploitant ne remarque dans un premier temps que l'augmentation des coûts énergétiques.
Pourquoi la température seule ne suffit pas à évaluer l'efficacité
Une installation peut maintenir la température de consigne de manière fiable tout en fonctionnant de manière inefficace.
La température n'indique que le résultat.
Elle ne dit rien sur :
- la quantité d'énergie nécessaire pour y parvenir,
- le niveau de sollicitation du compresseur,
- ou sur une dégradation insidieuse de l'efficacité.
C'est pourquoi une simple surveillance de la température ne suffit pas sur le long terme.
Plus de mesures, plus de connaissances
Celui qui surveille également
- la température,
- l'humidité relative,
- le point de rosée
- et leur évolution dans le temps
détecte souvent les changements bien plus tôt.
Une hausse de l'humidité peut, par exemple, indiquer une entrée accrue d'humidité.
Cela entraîne un givrage plus important de l'évaporateur.
Le transfert thermique se dégrade.
Le compresseur fonctionne plus longtemps.
Le COP diminue.
Ces liens peuvent être identifiés avant que des écarts de température critiques ne se manifestent.
C'est pour cette raison que les capteurs de température et d'humidité LoRaFOXX saisissent, en plus de la température, l'humidité relative. Le point de rosée est calculé automatiquement à partir de ces données dans le cloud PolarFOXX.
On obtient ainsi une image beaucoup plus complète de l'état réel d'une installation frigorifique que par la simple température.
L'étape suivante : la maintenance conditionnelle
L'avenir des installations frigorifiques modernes ne réside plus uniquement dans la documentation des températures.
L'évaluation intelligente de l'état des installations devient de plus en plus importante.
En combinant différentes grandeurs mesurées, il est possible d'identifier des évolutions signalant une baisse de l'efficacité énergétique ou une charge croissante sur l'installation.
C'est précisément là que se trouvent les bases de nouveaux indicateurs permettant de rendre transparent l'état technique d'une installation frigorifique et d'alerter les exploitants rapidement en cas de changement.
Conclusion
Le COP est l'un des indicateurs les plus importants du génie frigorifique.
Il détermine l'économie d'une installation et la quantité d'électricité nécessaire pour une même puissance frigorifique.
La hausse des températures extérieures, le givrage, l'encrassement des échangeurs thermiques ou une humidité élevée dégradent souvent le COP de manière insidieuse.
En surveillant, outre la température, l'humidité et le point de rosée, on obtient de précieuses informations complémentaires pour détecter les changements précocement et améliorer l'efficacité énergétique sur le long terme.
Car seule la température atteinte n'est pas déterminante.
La question de savoir avec quelle efficacité elle est atteinte est tout aussi importante.
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