Les parois de chambres froides - mthienpont.free.fr
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Michaël Thienpont30 novembre 2006
Licence Pro IUT Marne la ValléeLogistique du Froid
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présentation de :
Michaël ThienpontIllustrations de sources
diverses.
Les parois de chambres froidesLes parois de chambres froides
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Objectifs du coursIdentifier les modes de transfertsRéaliser un bilan thermique pour
un échangeurun murun container
Choisir un isolant (et son épaisseur)Placer un pare-vapeur et vérifier l'absence de condensation
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Plan du coursUnités et définitionsExemples de transferts thermiquesÉtude
d'un échangeurdu mur : 1Dd'un container
Rappels sur la machine frigorifiqueNotion d'isolant économiqueCondensation dans une paroi
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Michaël ThienpontIllustrations de sources
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Caractéristiques d'une paroiCaractéristiques d'une paroiChoix de l'isolantChoix de l'isolant
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Rappels sur la machine frigorifiquePrincipe de la machine (schéma)Différents postes du calcul des chargesDifférents coûts d'une installation
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Comment choisir un manteau ?Prix et coûtsIsolation thermique
conductivité ou coefficient global Kmétéo (températures intérieur et extérieur)
ÉtanchéitéRespirationSolide
ModularitéFinitionsTaillePoidsDurée de vie
Tenue aux aggressionsinsectes, champignons,...lavable ?incendie
Tenue à l'eau
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Paroi de Chambre froideC'est un manteau pour les produits conservésLes mêmes critères interviennent !
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CoûtsIl faut distinguer :
coût de l'isolantcoût de la mise en oeuvre et des finitionscoût de l'installationcoût à l'exploitation de la machine frigorifique
Souvent, les isolants moins chers coûtent plus cher à la mise en oeuvre
exercice : réaliser la courbe « coûts » en fonction de l'épaisseur d'isolant
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Isolation thermiqueIl est fonction de
la conductivité du matériaudes températures intérieur / extérieur
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 75-401 (DTU 45.1) « isolation thermique des bâtiments frigorifiques et des locaux à ambiance régulée »
cf. cours de techno. des C.F.
Le meilleur isolant : c'est l'air (λ=0,026W/mK)
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Étanchéité - RespirationLe mur doit être étanche à l'eau liquideLe 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.
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SoliditéLa solidité s'exprime par différentes caractéristiques mécaniques :
résistance à la compression, à la flexion, au cisaillementisolant « auto-porteur » ou pas ?résistance aux chocs
On distingue les contraintes dynamiques des contraintes statiques.
A ce stade, on comprend pourquoi les murs sont composés de plusieurs matériaux ! ce sont des murs sandwichs
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ModularitéUn entrepôt peut être destiné à la location...On peut avoir intérêt à prévoir les évolutions futures de l'isolation...
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FinitionsLes finitions sont essentielles pour améliorer la durée de vie de l'isolant.La finition représente un coût de main d'oeuvreElle justifie l'apparition de l'offre industrielle actuelle : des panneaux pré-fabriqués qu'il suffit d'assembler
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La taille...Qui achèterait un manteau trop petit ?La taille peut varier en fonction
de la températurede la quantité d'eau piégée
Le phénomène de dilatation engendre soit :- des contraintes mécaniques- une variation dimensionnelle
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PoidsLe poids modifie le coût des transportsLe type de de fixations...
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Durée de VieDifférentes agressions doivent être considérées :
l'eaula vapeur d'eaules micro-organismes (champignons, bactéries)les agents chimiquesles insectes et les rongeursle 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.
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Notion d'épaisseur économiqueNotion d'épaisseur économique
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Facteurs déterminantsChoix de l'isolant (prix, ...)Températures intérieures – extérieuresPrix de l'énergieTemps d'amortissement (durée de vie)fabrications commercialisées
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Epaisseur économique
prix
épaisseur
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ApplicationEtude du panneau LA (Dagard) :
A partir des résistances superficielles ci-dessous, retrouver les valeurs de Uc proposées par la documentation DagardDéterminer l'épaisseur minimum d'isolant pour respecter la réglementation (D.T.U.) pour les parois verticalesEn prenant des hypothèses sur les conditions de fonctionnement, déterminez le temps de retour d'une sur-isolation de +40mm.
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La condensationLa condensation
condensation en surfacecondensation dans l'isolant
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Condensation en surfaceIl choisir l'épaisseur de l'isolant tel que :Tparoi intérieure > Trosée chambre froide
Trosée est déterminé sur le Diagramme de l'air humide
ApplicationQuel doit être la température minimale de surface de la paroi de la chambre à +8°C,70% ?
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Condensation interne : problèmeProblèmes rencontrés :
diminution du pouvoir isolant de la paroivariation dimensionnelles et contraintes mécaniquesmoisissures...
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Condensation interne : phénomène
La vapeur migre proportionnellement :- au différentiel de pression intérieur-extérieur- à la perméabilité des matériaux
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Condensation interne : modèle
débit de vapeur d ' eau=⋅Pe
Loi de Fick
Unités : - Π en kg/msPa- débit en kg/m²s
perméabilité à la vapeur
Pression partielles de vapeur à déterminer sur DAH ou dans les tableaux
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%
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Rôle du pare-vapeurExtérieur froid – Intérieur Chaud.
Cas 1 Cas 2 Cas 3
Diagrammes de GLASER
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Organigramme de calcul
Profil des tempé-ratures dans la paroi
Profil des pressionsde vapeur dans la
paroi
Profil des Pressionde vapeur saturantes
dans la paroi
Diagramme deGlaser
Géométrie dela paroi
Air extérieurAir intérieur
Carac-téristiques des
matériaux
Conclusion sur lacondensation interne
Conclusion sur lacondensation
de surface
Pv<Pvsat ?
Tparoi>Trosée ?
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ConclusionConclusion