Cuisine collective Archives - Energie Plus Le Site

Objectifs de la conservation par le froid

La liste des températures à garantir

La liste des températures à garantir est donnée ci-dessous à titre indicatif. Elle nous a été fournie par un fabricant.

Températures à garantir
Chambre froide fruits et légumes	4 à 6 °C
Chambre froide viande	2 à 4 °C
Chambre froide poisson	2 à 4 °C
Chambre froide pâtisserie	2 à 4 °C
Chambre froide de jour	2 à 4 °C
Congélateur	– 20 à – 30 °C
Local de stockage des déchets	10 °C
Cave à vin conditionnée	10 à 12 °C/HR 75 %
Local de tranchage	10 °C

Un document contenant une liste beaucoup plus complète et intitulé : HACCP pour PME et artisans – Auteurs Catherine Quittet et Helen Nelis – Réalise par L’Unite de Technologie des IAA a la Faculte universitaire des Sciences agronomiques de Gembloux, Le Laboratorium voor Levensmiddelentechnologie de la KU Leuven en collaboration avec l’Inspection generale des denrees alimentaires, l’Institut d’expertise veterinaire, le service d’Inspection du Ministere de l’Agriculture Finance par le SSTC. peut être obtenu auprès de l’Unité de Technologie des IAA de la Faculté universitaire des sciences agronomiques de Gembloux au 081/62 23 03.

Posted By : 25 Sep, 2007

Dimensionner le lave-vaisselle

Une machine à laver est déterminée à partir de 3 paramètres : le temps imparti au lavage, l’inventaire des pièces à laver et le temps de contact dans la zone de lavage.

Machine à paniers fixes ou mobiles -Dimensionnement précis

Les machines à paniers sont déterminées par deux paramètres :

son débit (en panier/heure)
le temps de contact dans la zone de lavage

Le débit horaire de la machine – Méthode du nombre d’assiettes étalons

Le débit horaire de la machine est calculé à partir du nombre total de paniers par service divisé par le temps alloué à cette opération, tout en tenant compte des pointes de service et du fait que tous les paniers ne sont pas complets, particulièrement en début et fin de service (rendement d’utilisation η).

Débit (paniers/heure) =

Nombre total de paniers à laver par service x 60 min

Temps alloué (en min) x h^*

> Le nombre total de paniers par service

Toute la vaisselle est convertie en assiettes étalons au moyen d’une table de conversion.

Exemple de table de conversion des pièces de vaisselle en assiettes étalons (machines à paniers)
Assiette Ø : 23 cm	1
Assiette Ø < 15 cm	0,7
Ravier	2
Ramequin	0,7
Verre	0,7
Plateau Self	2,3
Couvert complet	0,2
Tasse	1
Sous-tasse	0,6

Les dimensions moyennes d’un panier sont de 500 mm x 500 mm x 115 mm. Un panier contient en moyenne 18 (16 ?) assiettes étalons.

Pour déterminer le nombre total de paniers à laver par service, il faut calculer dans l’ordre suivant :

la composition d’un couvert type,
le total des pièces à laver par service,
convertir ce total en nombre d’assiettes étalons,
le nombre total de paniers à laver par service.

Une autre façon de calculer est de partir, pour chaque type d’objet à laver, de la quantité exacte par panier. Les fabricants disposent de tables reprenant ces chiffres.

> Le temps alloué au lavage est tributaire de certains facteurs propres au client. Dans certains cas le facteur « temps » est moins important que le facteur « investissement », dans d’autres, c’est l’inverse. Le local peut également représenter une contrainte en limitant l’espace disponible au placement d’un lave-vaisselle plus important. Sachant toutefois que les frais d’exploitation (main d’ouvre surtout, mais également eau, énergie et produits) représentent à terme plusieurs fois le montant de l’investissement, la priorité est souvent donnée au temps de traitement le plus court possible.

Si l’on ne dispose pas d’autres indications, on peut estimer le temps alloué au lavage de la vaisselle à deux heures.

> Le rendement d’utilisation η

Nombre de repas	Rendement d’utilisation η
jusque 150	0,65
de 150 à 1 000	0,75
plus de 1 000	0,8

Dans le cas d’un lavage différé, les pièces à laver sont d’abord stockées dans des paniers. Le lavage est différé en dehors des heures de service à table et donc toute la vaisselle est prête à entrer dans le lave-vaisselle une fois celle-ci commencée. Les temps morts sont beaucoup moins importants que lorsque le lavage est instantané. On peut, par exemple, prendre un rendement d’utilisation de 0,8.

Le choix de la machine se fait alors en comparant le résultat des calculs aux performances annoncées par les constructeurs. On vérifiera néanmoins que les performances annoncées respectent les temps de contact minimums.
Le nombre de paniers par heure et le temps de contact minimum déterminent, en fait, la longueur de la machine (parties où il y a contact avec l’eau).

Le temps de contact dans la zone de lavage

Chaque type de restauration demande un temps de contact minimum dans la zone de lavage. Il s’agit du temps pendant lequel la vaisselle est soumise aux jets des gicleurs de lavage.

Type de cuisine	Temps de contact (en sec)
Restauration publique ou d’entreprise (vaisselle sale, fraîche).	42 à 45
Hôpitaux (vaisselle faisant partie d’un système de distribution centralisée).	48 à 80
Restauration avec système de distribution avec réchauffage.	90

Il existe une deuxième règle, à laquelle il est régulièrement fait référence dans notre pays. Il s’agit de la norme allemande DIN 10510, qui exige un temps d’exposition de la vaisselle aux jets d’eau de 2 minutes (120 secondes) minimum. Ces deux minutes incluent le prélavage, le lavage et le rinçage final.

Machine à convoyeur – Dimensionnement précis

La machine à convoyeur est déterminée par deux paramètres :

la vitesse d’avancement du convoyeur,
le temps de contact dans la zone de lavage

La vitesse d’avancement du convoyeur

La vitesse d’avancement du convoyeur est fixée en évaluant la longueur de bande nécessaire au lavage divisée par le temps alloué à cette opération, tout en pondérant par un coefficient de salissure (δ) et par un taux réel d’occupation (τ = 0,8). Ce dernier coefficient tient compte du fait que tous les convoyeurs ne sont pas complets, particulièrement en début et fin de service, et permet aussi de tenir compte des pointes de service.

Vitesse d’avancement du convoyeur
(en m/min) =

Longueur d’occupation sur le convoyeur (en m) x coefficient de salissure (δ)

Coefficient d’occupation réelle (τ) x temps alloué au lavage de la vaisselle (en min)

> La longueur de bande nécessaire est déterminée par le nombre total d’objets à laver et le nombre d’objets qu’il est possible de placer par mètre. Le nombre d’objets par mètre de bande dépend de la largeur de la bande (certains fabricants offrent la possibilité de placer trois ou quatre assiettes de front) et de l’écartement des « doigts ». Plus l’écartement est petit, plus le nombre de pièces par mètre est grand.

Pour un type de lave-vaisselle donné, on utilise, par exemple, la table de conversion ci-dessous.

Table de conversion des pièces de vaisselle à laver en longueur d’occupation sur le convoyeur (mm) (machine à convoyeur)
Nom de la pièce	Longueur : L (mm)
Assiette Ø : 23 cm	30
Assiette Ø : 19 cm	20
Plateau Self	60
Ravier 12 x 19 cm	20
Verre Ø : 86 mm	20
Couvert (la pièce)	2
Tasse 10,8 cm	30
Bol ou compotier	25

Pour connaître la longueur de bande de lavage, on va donc :

D’abord, déterminer la composition d’un « couvert » type,
ensuite, relever le nombre de « couverts » par service,
enfin, calculer la longueur de bande de lavage à l’aide d’un tableau tel que celui ci-dessus adapté au lave-vaisselle considéré.

> Le temps alloué au lavage est tributaire de certains facteurs propres au client. Dans certains cas le facteur « temps » est moins important que le facteur « investissement », dans d’autres, c’est l’inverse. Le local peut également représenter une contrainte en limitant l’espace disponible au placement d’un lave-vaisselle plus important. Sachant toutefois que les frais d’exploitation (main d’ouvre surtout, mais également eau, énergie et produits) représentent à terme plusieurs fois le montant de l’investissement, la priorité est souvent donnée au temps de traitement le plus court possible.

Si l’on ne dispose pas d’autres indications, on peut estimer le temps alloué au lavage de la vaisselle à deux heures.

> Le coefficient de salissure :

Coefficient de salissure
Salissure légère	1,25
Salissure moyenne	1
Forte salissure	0,75

Après avoir calculé la vitesse d’avancement du convoyeur, il faut comparer cette valeur aux vitesses des machines des fabricants.

On vérifiera néanmoins que ces vitesses sont calculées pour respecter les temps de contact minimums.

Les machines à convoyeurs proposent en général une vitesse maximum et une vitesse minimum. Ces deux vitesses correspondent respectivement à un temps de contact plus faible et plus élevé.
Certaines machines disposent d’une plage continue de vitesses variant entre une vitesse minimale et maximale.

Ces vitesses d’avancement se situent entre 0,6 et 2,50 m/min.

Pour un temps de contact donné, chaque vitesse correspond, en fait, à une longueur de la machine (parties où il y a contact avec l’eau).

Le temps de contact dans la zone de lavage

Chaque type de restauration demande un temps de contact minimum dans la zone de lavage. Il s’agit du temps pendant lequel la vaisselle est soumise aux jets des gicleurs de lavage.

Type de cuisine	Temps de contact (en sec)
Restauration publique ou d’entreprise (vaisselle sale, fraîche)	42 à 45
Hôpitaux (vaisselle faisant partie d’un système de distribution centralisée)	48 à 80
Restauration avec système de distribution avec réchauffage	90

Il existe une deuxième règle, à laquelle il est régulièrement fait référence dans notre pays. Il s’agit de la norme allemande IN 10510, qui exige un temps d’exposition de la vaisselle aux jets d’eau de 2 minutes (120 secondes) minimum. Ces deux minutes incluent le prélavage, le lavage et le rinçage final.

Méthode simplifiée de dimensionnement

On compte 7 articles en moyenne par repas. On détermine ainsi la machine en assiette par heure. La capacité des machines à paniers statiques, à paniers mobiles et à convoyeur s’exprime selon cette unité, au moins.

On choisira le type de machine dont la gamme correspond au chiffre obtenu.

Posted By : 25 Sep, 2007

Choisir l’enveloppe de la chambre froide [Concevoir – Cuisine collective]

Choix constructif

Pour la construction de la chambre, on a intérêt à utiliser les éléments de raccords préfabriqués prévus par les fabricants des panneaux isolants (par exemple les éléments d’angles) en s’assurant qu’ils suppriment tous ponts thermiques.
En effet, si on n’utilise pas ces raccords, on risque de créer des ponts thermiques tels que ceux représentés ci-dessous.

On peut également supprimer ces ponts thermiques sur site lors de la construction en procédant à quelques adaptations qui consiste à couper la tôle ou à injecter des produits isolants.
Cette opération est néanmoins plus délicate et plus difficile à contrôler.

D’autre part, il vaut mieux aussi travailler avec la modulation des panneaux par rapport à l’espace disponible.
Car il est préférable d’avoir une chambre un peu plus petite mais réalisée soigneusement avec des pièces d’origine, que d’avoir une chambre (un peu) plus grande, mais bricolée en adaptant mal les raccords entre éléments préfabriqués qui auraient été découpés sur place avec le peu de précision que l’on devine.

Choix du coefficient de transmission thermique des parois

Importance relative de l’isolation des parois

Les apports par les parois ne constituent qu’une petite part dans les apports globaux d’une chambre froide. Cette part est plus ou moins importante selon le type et l’utilisation de la chambre froide.

Si le bilan frigorifique de la chambre ou de la cellule de congélation montre que, dans la puissance frigorifique totale, il y a une part importante d’apports thermiques par les parois, il faut s’intéresser d’autant plus près à l’isolation thermique et faire attention au vieillissement de l’isolant (les isolants perdent leurs qualités au cours du temps).

C’est par exemple le cas d’une chambre de conservation de longue durée, à température constante, dans laquelle les denrées sont introduites à la bonne température.

Choix de la valeur du coefficient de transmission thermique des parois

De manière générale, la valeur à atteindre pour le coefficient de transmission thermique (k) des parois des enceintes de conservation dépend de l’écart de température à maintenir entre la température intérieure de la chambre et la température extérieure.

Elle est de l’ordre de :

0,350 à 0,263 W/m²K en stockage réfrigéré,
0,263 à 0,162 W/m²K en stockage surgelé.

Avec des parois en polyuréthane (les plus courants pour les chambres froides démontables modulables) d’une masse volumique de 30 kg/m³ et d’un coefficient de conductivité thermique (λ) de 0,028 W/mK.
Cela correspond à des épaisseurs de panneaux de

7 à 10 cm en stockage réfrigéré,
10 à 17 cm en stockage surgelé.

k [W/m²K] = 1/R; R = 1/α_int + e/λ +1/α_ext

Où :

les coefficients d’échange superficiel α_int = α _ext = 8 [W/m²xK], e = l’épaisseur de l’isolant [m]

De manière plus précise, le coefficient de de transmission thermique doit permettre :

d’éviter les condensations superficielles
d’assurer un bon rapport coûts d’exploitation/investissement

Les condensations superficielles

Pour des raisons sanitaires (crasses, moisissures), et aussi pour éviter les corrosions des parties métalliques des chambres froides et des tuyauteries, il faut éviter les condensations.

La résistance thermique doit conduire à des températures de surface extérieure qui empêchent cette condensation dans une ambiance humide.

Calculs

Si vous voulez calculer l’épaisseur nécessaire des parois pour éviter les condensations superficielles, et ce en fonction de l’orientation de la paroi, de la température extérieure, de l’humidité relative extérieure, de la température intérieure et de la valeur lambda de l’isolant.

Remarque : en général, l’épaisseur ainsi calculée sera plus faible que les épaisseurs recommandées ci-dessus. Mais cette épaisseur est calculée avec un isolant de bonne qualité et en début de vie.

Les gains annuels suite à une meilleure isolation

Les apports thermiques par les parois vont dépendre du coefficient de transmission thermique de l’isolant, de son épaisseur, de la surface extérieure (en m²) et de la différence de température entre l’intérieur et l’extérieur.

Si pour une chambre donnée, on augmente l’épaisseur de l’isolant, cela a donc pour conséquence une diminution des déperditions. Ce qui a un triple effet sur les coûts :

les coûts des consommations électriques diminuent,
le coût d’investissement de l’enceinte augmente,
le coût d’investissement de la machine frigorifique diminue.

La fonction qui cumule ces trois variables, en fonction de l’épaisseur de l’isolant, possède en principe une courbe « creuse » au plus bas de laquelle on trouve l’optimum d’isolation thermique.

Pour trouver cet optimum, il faudrait connaître la variation de ces différents coûts par rapport à l’épaisseur de l’isolant. Il faudrait également faire intervenir des facteurs comme les taux d’intérêt, les taux d’inflation et la durée de l’amortissement.
Ce calcul est complexe et nous ne l’abordons pas ici.

Néanmoins, on peut calculer la diminution de pertes par les parois due à une augmentation de l’épaisseur de l’isolant et l’économie d’énergie approximative que cela engendre au niveau des consommations. Cette économie est à mettre en rapport avec le surcoût dû à l’augmentation de l’épaisseur de l’isolant (à demander à l’entrepreneur).

Calculs

Si vous voulez faire ce calcul.

Remarque.

Le vieillissement des isolants est inéluctable, bien que ce chapitre ne soit pas abordé en toute franchise par les fabricants. On voit parfois apparaître des condensations sur des parois sandwiches en PUR après une dizaine d’années d’utilisation des chambres froides.
En tout état de cause, vu les nombreux phénomènes en cause dans la dégradation des isolations thermiques au cours du temps (et notamment les nombreux percements, la détérioration des joints et les dégâts faits aux parois par les utilisateurs eux-mêmes), il est prudent de tabler sur un accroissement de la valeur lambda de 20 à 30 % sur 10 ans.

Pour compenser cet effet, on peut augmenter l’épaisseur de l’isolant pour que l’isolation reste suffisante à la fin de la durée d’amortissement des installations.

Sans cette précaution, et si les apports par les parois forment l’essentiel de la puissance frigorifique, la machine risque d’être de plus en plus sollicitée au cours du temps, ce qui raccourcit sa durée de vie, et elle aura de plus en plus de difficultés à maintenir les consignes de température intérieures.

Faut-il isoler la dalle du sol ?

La chambre froide négative avec pièce habitée en-dessous

Le sol des chambres froides négatives est en général isolé pour les chambres vendues toutes faites.

Pour les autres, le sol doit être isolé sur chantier.

En effet sans cela il y a un risque certain de condensation sur le plafond de la pièce du dessous. L’épaisseur d’isolation thermique doit donc être calculée pour éviter la condensation sur cette surface.

Calculs

Si vous voulez calculer de manière simplifiée l’épaisseur d’isolant minimale nécessaire pour le sol de votre chambre froide négative afin d’éviter la condensation sur le plafond de la pièce située sous celle-ci.

Il est également impératif d’isoler le sol au niveau efficacité énergétique. En effet, les apports thermiques par cette paroi et les consommations qui en découlent vont être importants s’il ne l’est pas, vu qu’il y a une grande différence de température entre l’extérieur et l’intérieur.

La chambre froide négative sur terre-plein

Le sol des chambres froides négatives est en général isolé pour les chambres vendues toutes faites.

Pour les autres, il est impératif, pour des raisons d’économies d’énergie, d’isoler le sol sur chantier car les apports thermiques par cette paroi et les consommations qui en découlent vont être importants s’il ne l’est pas, vu qu’il y a une grande différence de température entre l’extérieur et l’intérieur.

Exemple.

Soit une chambre froide négative (-18°C) sur terre-plein, de dimensions (largeur x profondeur x hauteur) = (2.7 x 2.4 x 2.4) m³. Le sol sous la chambre est humide à 1 m de profondeur.

Sans isolation au niveau de la dalle, les déperditions par cette surface sont de 58 W. Avec 15 cm de polyuréthane (0.028 W/mK), les déperditions par cette paroi ne sont plus que de 19 W.

D’autre part, sans isolation de sol, il existe un danger de gel du sol s’il y a présence d’eau à faible profondeur. Si le sol commence à geler, les nodules de gel vont augmenter en épaisseur et finalement soulever et déformer le sol de la chambre. Il peut également y avoir un danger de condensation ou de givrage sur le sol extérieur autour de la chambre froide et le long des parois de la chambre froide. Ce mouillage du sol peut engendrer un risque de glissement pour le personnel de manutention.

Une bonne isolation du sol évite ces problèmes.

Il est à noter que les mesures décrites ci-dessous permettent également d’écarter ces risques mais utilisées seules, ces mesures ne sont pas satisfaisantes au niveau efficacité énergétique.
Ces mesures sont :

Le drainage du sol.
Un vide sanitaire bien ventilé par de l’air à température positive et le plus sec possible. Le cas du vide sanitaire doit être étudié pour que de la condensation n’apparaisse pas au plafond du vide, ce qui serait un risque pour les armatures de la dalle qui supporte la chambre froide.
Un chauffage sous le sol (câbles électriques ou tuyaux de circulation d’eau, éventuellement connectés par un échangeur au condenseur de la machine). Dans ce cas, la puissance du chauffage doit être ajoutée aux apports par le sol.

Gonflement du sol sous une chambre froide.

Système de chauffage pour éviter le gel du sol.

Source : Défauts de la construction, Kluwer Editorial, n°B1110 – 15 et 16.

Calculs

Si vous voulez estimer la puissance chauffante à installer sous le sol d’une chambre froide négative pour éviter le gel.

Mais attention, ce tableau est à manipuler avec la plus grande prudence. En effet :

Les valeurs du lambda des sols secs et humides sont des hypothèses qui sont issues de la littérature pour des sols moyens. L’idéal serait de les vérifier pour le cas d’espèce.Certaines données à introduire ne sont pas indépendantes : la température en profondeur dépend évidemment de la température de la chambre froide, de l’importance de l’isolation thermique du plancher et de la profondeur de l’humidification du sol du terre-plein.
Cette température en profondeur est variable au cours du temps, avant de se stabiliser quand l’ensemble de la masse est mis en régime.
Cette température en profondeur peut varier entre l’hiver et l’été, surtout dans des zones situées au bord des entrepôts.
L’humidification des sols peut aussi varier au cours du temps (selon l’efficacité du drainage).
Si on ne chauffe pas la dalle, le gel pourrait se produire dans le sol, même si l’humidification du terre-plein ne monte pas jusque sous le béton du plancher.

Toutes ces raisons justifient pourquoi on doit utiliser le tableau en faisant une série de simulations raisonnables avec des données variables, pour aboutir à des valeurs maximalistes en isolation ou en chauffage.

La chambre froide positive

L’isolation des chambres froides positives est en option pour les chambres vendues toutes faites.

Pour les autres ce même choix est à faire.

Dans les 3 cas suivants, on choisit d’isoler le sol :

Si on utilise la chambre avec des mises en régime fréquentes. L’isolation du sol permet d’avoir une constante de temps beaucoup plus courte et la mise en régime en sera d’autant plus rapide, avec beaucoup moins d’énergie nécessaire.
Si on veut une homogénéité de la température aux environs du sol qui est souvent encombré par des dépôts de marchandises, ce qui conduit à des panaches de chaleur localisés.
Si le sol est en contact avec une source chaude importante (comme un four posé sur le sol près de la chambre) qui transmet de la chaleur par conduction du sol par-dessous les parois verticales de la chambre. Bien sûr, cette situation est à éviter absolument pour des raisons énergétiques.

Dans les autres cas, le choix entre un sol isolé ou non se fait en fonction :

Du danger de provoquer de la condensation sur le plafond de la pièce du dessous lorsqu’il y en a une.
Ce risque est moins important qu’avec une chambre froide négative.

Calculs

Si vous voulez calculer de manière simplifiée si un isolant de sol est nécessaire dans votre chambre froide pour éviter la condensation sur le plafond de la pièce située sous celle-ci, et dans ce cas, quelle doit être l’épaisseur de celui-ci.

De l’augmentation des consommations électriques par rapport à celles de la même chambre dont le sol est isolé.

Aspects constructifs d’un plancher isolé

L’isolation de sol génère une marche à l’entrée de la chambre. Si la chambre est petite, on peut s’en accommoder. Les chariots restent à l’extérieur de la chambre et la manutention ne nécessite que quelques pas.

Dans le cas contraire, il y a trois possibilités :

la chape isolée qui évite la différence de niveau,
le décaissé dans la dalle,
une pente devant la porte.

La chape isolée

Pour des raisons évidentes de facilité de construction et de rapidité d’utilisation après construction, il vaut mieux utiliser des panneaux isolants dont la surface supérieure est un platelage en multiplex bakélisé ou une plaque métallique antidérapante.

Les constructeurs de ces panneaux en donnent les valeurs des résistances à la compression et au poinçonnement sous charge ponctuelle.

Si ces valeurs sont dépassées par les charges que l’on veut mettre en œuvre dans la chambre en projet, il faut alors passer à la réalisation d’une dalle flottante sur l’isolation thermique.

Dans ce type de conception, il y a 3 points à respecter :

Il faut que l’isolant qui supporte le sol, soit suffisamment résistant pour porter le poids de la dalle augmenté des charges d’entreposage et de manutention.
Il faut que la compressibilité de l’isolant sous cette charge soit inférieure à une certaine valeur. Le C.S.T.C. (dans sa revue trimestrielle n°1/2, 1988, pg. 50) propose (d_L – d_B) inférieur ou égal à 3 mm, avec :
- d_L : épaisseur de livraison sous charge de 25 kg/m²,
- d_B : épaisseur sous charge de 200 kg/m² après une sollicitation temporaire d’environ 2 minutes sous 5 000 kg/m². Bien entendu, ces dispositions sont valables pour des charges réparties de l’ordre de 300kg/m². Elles sont donc à adapter aux vraies charges de la chambre projetée. Mais elles ne devraient de toute façon pas être diminuées.
Il est évident que la compressibilité de l’isolant dépend de sa masse volumique. Le C.S.T.C. préconise dans le cas du polyuréthane (PUR), une masse volumique minimale de 30 kg/m³.
Remarquons que la masse volumique influence la valeur lambda de l’isolant : masse volumique plus élevée => lambda plus élevé, donc moindre qualité isolante.

Sans les précautions ci-dessus, l’affaissement de l’isolation sous la charge de la dalle de sol, se traduirait par des problèmes périphériques de joints avec les parois verticales, et aussi par des différences de niveau aux endroits de passage vers l’extérieur.

La dalle de sol doit être armée, l’armature calculée selon les charges.Le béton doit être le plus sec possible au moment de sa mise en œuvre, pour éviter l’éclatement du béton en cas de mise en régime trop rapide. L’idéal est d’attendre 3 semaines avant d’entamer le refroidissement.

Exemple de plancher isolé d’une chambre froide négative.

Le décaissé dans la dalle

Le décaissé est délicat à réaliser. Il demande une bonne préparation au niveau de la conception et une bonne coordination de l’exécution, si plusieurs entreprises successives doivent intervenir.

On prendra grand soin à réaliser l’obturation des joints à l’extérieur, au pied des parois, pour éviter que de l’eau n’aille se faire piéger dans la fosse, sous l’isolant.

C’est notamment pour cette raison que cette fosse doit être raccordée à l’égout.

L’étanchéité des parois

Pourquoi la chambre doit-elle être étanche à l’air et à la diffusion de vapeur ?

L’étanchéité à l’air et à la diffusion de vapeur va permettre de limiter :

Les apports thermiques.
Les entrées d’air humide et de vapeur. Ces entrées sont provoquées par la différence de pression (on ne peut pas facilement rouvrir la porte d’un congélateur ménager qu’on vient de fermer) et de température entre l’extérieur et l’intérieur.

L’humidité va se condenser dans les chambres froides positives, ou va se congeler dans les chambres froides négatives.
Dans les deux cas, cela entraîne des ennuis à plus ou moins court terme :
1. Mouillage de l’isolation thermique qui perd ses qualités isolantes.
2. Apparition de glace en expansion avec danger de déformation des panneaux, pour les chambres froides négatives.

Cela entraîne la dégradation des propriétés de la chambre à terme et donc un vieillissement accéléré.

Comment rendre la chambre étanche

La réalisation des joints doit être soignée.

Un pare-vapeur qui doit être placé du côté où la pression de vapeur est la plus élevée, c’est-à-dire ordinairement du côté le plus chaud. En principe, c’est la feuille métallique du panneau isolant préfabriqué, qui joue le rôle de pare-vapeur.Mais ce pare-vapeur doit être placé d’une manière continue et sans percements. Quelques trous dans le pare-vapeur réduisent son efficacité d’une manière dramatique.

Tout percement des parois dans les chambres doit être rebouché soigneusement par une matière imperméable à la vapeur (mousse à cellules fermées).

Les portes doivent posséder des joints souples qui doivent obturer très correctement les espaces entre la porte et son encadrement dormant. Un défaut de ces joints, ou une déformation de la porte, entraîne, surtout dans le cas des chambres négatives, l’apparition de glace sur les bords du cadre dormant. Cette glace empêche les joints de bien jouer leur rôle et, en plus, elle peut arriver à provoquer la déformation de la porte qu’on force en fermant. C’est le cercle vicieux.

Mesures supplémentaires à prendre avec une bonne étanchéité

La bonne étanchéité des chambres et des portes, entraîne des conséquences importantes :

Les entrées d’air ne se font plus que par les ouvertures de portes et il peut être nécessaire de contrôler la qualité de l’air pour les travailleurs qui sont enfermés dans les chambres (certaines denrées « respirantes »,de même que les travailleurs dégagent du CO₂). Il faudrait donc, dans ce cas, assurer le renouvellement de l’air par un système de ventilation mécanique contrôlée.

Pour les grandes chambres froides négatives, la dépression causée par le refroidissement rapide de l’air introduit par une ouverture de porte, provoque une poussée de l’air extérieur sur toutes les parois de la chambre; ce qui peut créer des déformations dans les panneaux verticaux et le plafond voire leur effondrement, surtout pour des plafonds dont les panneaux ont des portées très grandes sans être efficacement supportés par une structure.
C’est pourquoi il faut prévoir des soupapes de décompression qui permettent des passages d’air pour équilibrer les pressions à tout moment. Cela permet d’ouvrir les portes sans problème (voir l’exemple de la porte du congélateur ménager ci-dessus).
Bien entendu, si de l’air extérieur chaud et humide passe à travers les soupapes vers l’intérieur de la chambre, on devra éviter le gel des soupapes (froides), en les chauffant par une résistance électrique. Il faut donc prévoir une arrivée de courant pour brancher ces soupapes.
Mais il peut aussi se produire des surpressions dans les chambres froides négatives.
Là encore, les soupapes de décompression vont jouer leur rôle en laissant sortir l’air intérieur pour éviter de mettre la chambre en surpression par rapport à l’extérieur, ce qui occasionnerait des déformations des parois vers l’extérieur.
Il est essentiel que les clapets de ces soupapes soient toujours bien libres pour tout mouvement de l’air, soit vers l’extérieur, soit vers l’intérieur.

La porte et « ses accessoires »

La porte de par ces ouvertures apporte des quantités importantes de chaleur et constitue donc un poste important dans le bilan thermique d’une chambre.

De même, elle est à l’origine de quantités considérables de vapeur d’eau.

Dans les chambres positives, une partie de cette vapeur, entraînée par l’air chaud qui monte, se condense en eau sur les parties froides intérieures des parois au-dessus des portes, ce qui peut créer des égouttements gênants.
Dans les chambres froides négatives, une partie de cette vapeur d’eau se fait piéger sous forme de givre au-dessus des portes. Au départ, ce givre a une masse volumique assez faible (+ 200 kg/m³) et prend beaucoup de volume en s’accumulant à chaque ouverture. Au cours du temps, ce givre va se densifier en glace et prendre de plus en plus de poids, ce qui conduit à des masses importantes, collées à la structure au-dessus des portes. A la longue, cela peut entraîner des déformations, si la structure n’est pas assez forte pour supporter ces masses de glace.

Il faut donc régulièrement aller briser la glace si la chambre travaille en continu. Si la chambre froide est arrêtée de temps en temps pour nettoyage, la fonte de cette accumulation de glace, produira beaucoup d’eau et prendra du temps.

Ainsi, les temps d’ouverture doivent être réduits autant que possible. Quand on travaille à l’intérieur de la chambre ou quand on y fait des allées et venues, il est recommandé de refermer la porte contre son ébrasement, même sans l’encliqueter.

Des accessoires peuvent aider à limiter les effets négatifs des ouvertures de portes :

Un système de fermeture automatique.

Des lamelles plastiques d’obturation des baies.

Des portes vitrées isolées permettent de trouver les aliments avant d’entrer et de ne pas perdre de temps à chercher dans la chambre froide, portes ouvertes. Ce qui représente une économie d’énergie mais également une amélioration du confort pour les travailleurs.
Les vitrages doivent être en plexy pour éviter les bris de vitre.Le coefficient d’isolation thermique est inférieur à celui du reste de la porte mais il doit être suffisant pour éviter l’apparition de condensation.
En ce qui concerne les surconsommations énergétiques, les surfaces de ces vitrages sont souvent petites et sont donc négligeables dans l’ensemble.

Il existe des alarmes qui sonnent tant que la porte est ouverte, ce qui pousse la personne à sortir au plus vite (bien que le froid devrait suffire…!!)

Dans le même ordre d’idée, une chambre froide positive peut avantageusement servir d’espace tampon entre la chambre froide négative et l’extérieur.

La capacité thermique de la chambre

Associée à l’isolation thermique, la capacité thermique de la chambre froide détermine sa constante de temps.

La constante de temps de la chambre frigorifique permet d’estimer, en première approximation, la façon dont elle va se comporter en régime transitoire (c’est-à-dire entre deux paliers de température).

Une constante de temps courte indique que l’on aura des variations rapides de température, et une constante de temps longue, indique l’inverse.

Le choix entre une constante de temps longue (ou une inertie thermique importante pour une isolation déjà choisie) et une constante de temps courte (ou une inertie thermique faible pour une isolation thermique déjà choisie) se fait en fonction de :

la volonté de maintenir les marchandises à bonne température
la fréquence des mises en régime de la chambre froide

La volonté de maintenir les marchandises à bonne température

Les responsables des cuisines collectives vivent avec l’inquiétude de pannes des installations frigorifiques qui peuvent avoir des conséquences importantes sur l’utilisation des denrées stockées, dans le souci de respecter l’arrêté royal relatif à l’hygiène générale des denrées alimentaires.

Bien que les contrats de maintenance puissent prévoir des délais d’intervention très courts, il n’empêche qu’en cas de panne de l’installation, le maintien des aliments stockés le plus longtemps possible, aussi près que possible de la température de stockage, doit être un critère supplémentaire pour le choix de l’inertie thermique de la chambre (et de l’épaisseur d’isolant).

Le stockage d’énergie frigorifique dans une chape de sol refroidie peut ralentir la montée en température de la chambre parce que sa constante de temps est très longue (24 heures et plus) et que sa capacité thermique est importante. De plus, vu que le coefficient de conductivité thermique d’une chape est élevé, la prise d’énergie frigorifique dans la chape n’en sera que meilleure, ce qui tendra à stabiliser la température. Ceci plaide en faveur de la présence d’une chape placée par-dessus l’isolation des chambres froides, même pour les chambres froides positives.

Évidemment, la présence d’une quantité importante de denrées stockées refroidies jouera le même rôle, mais au détriment de leur qualité, car c’est leur surface extérieure qui va d’abord se réchauffer. Et surtout s’ils sont les seuls à jouer le rôle de capacité thermique.

La fréquence des mises en régime de la chambre froide

Avec une chambre à grande inertie thermique dans la chape, il faut éviter de les laisser remonter trop souvent à la température ambiante extérieure. Sinon, une partie importante de la puissance de l’évaporateur va être « détournée » pendant un temps très long par la chaleur qui s’évacue de la dalle de sol, au détriment de la chaleur à évacuer des denrées, si ce travail est à faire en même temps.

Posted By : 25 Sep, 2007

Choisir les tuyauteries des installations frigorifiques [Concevoir – Cuisine collective ]

L’isolation des tuyauteries froides d’aspiration et des appareils qui se trouvent sur cette ligne, est obligatoire dans un projet thermique qui se préoccupe d’économies d’énergie.

La qualité de la pose de l’isolation des tuyaux doit être soigneusement vérifiée.

Cet aspect est d’autant plus important que les conduites sont longues, car plus elle le sont, plus les apports par la canalisation d’aspiration seront importants, et cela nuit au rendement et à la puissance de l’installation.

D’autre part, la longueur, les déviations et les changements de niveaux des canalisations influencent les pertes de charge et les retours d’huile au compresseur.

Des pertes de charge excessives nuisent au bon fonctionnement rationnel de la machine et donc augmentent les consommations d’énergie pour le même résultat final.

Dans cette optique, une judicieuse implantation des moto-compresseurs et condenseurs, par rapport aux chambres froides, doit être étudiée avec soin.

Posted By : 25 Sep, 2007

Objectifs et principes de la ventilation

Objectif et principe

L’activité d’une cuisine, par le fonctionnement des équipements, est source d’un certain nombre de nuisances.

Ces nuisances sont dues à plusieurs facteurs :

Le dégagement calorifique des équipements. L’asymétrie de rayonnement entre les appareils de cuisson et les parois environnantes, en est une conséquence et constitue une gêne supplémentaire.
La chaleur dégagée par les appareils est transmise à l’air. La chaleur se divise en une partie sensible et une partie latente (humidité). L’air chaud monte en entraînant avec lui humidité et graisses.
les dégagements gazeux et les odeurs qui peuvent entraîner un inconfort, voire des intoxications

L’objectif de la ventilation d’une cuisine collective est d’éliminer au mieux les agents de nuisance.

Mais attention, si la ventilation permet d’évacuer la chaleur qui se trouve dans l’air, elle ne peut cependant rien faire contre la chaleur rayonnante dégagée par les équipements.

Évaluer

Pour savoir quels sont, les critères de qualité de l’air dans une cuisine collective.

Parallèlement à l’évacuation de l’air chaud et pollué, il y a lieu d’éviter une consommation excessive de chauffage, des courants d’air désagréables et un assèchement de l’air trop important.

Le traitement de l’air comporte deux fonctions :

Capter, filtrer et extraire l’air vicié pour l’évacuer vers l’extérieur,
introduire, traiter et diffuser l’air neuf dans les différents locaux.

C’est le premier point, à savoir l’extraction au-dessus des appareils de cuisson et des lave-vaisselle au moyen d’un appareil spécifique (hotte ou plafond filtrant) qui constitue la spécificité de la ventilation des cuisines. La diffusion d’air neuf et la ventilation des locaux annexes se font, elles, avec des principes et des équipements tout à fait identiques à ceux de la ventilation en général.

Concevoir

Si vous voulez en savoir plus sur le choix de la ventilation en général.

Règles de bonne pratique

Il faut établir les pressions relatives entre les locaux de manière à respecter l’hygiène : dans les locaux qui dégagent des odeurs ou beaucoup d’humidité (local de cuisson, laverie vaisselle, local des ordures et sanitaires), l’air doit être extrait. Il en est de même de tous les locaux « à denrées sales ». Exemple : légumerie (s’il s’agit du local où les légumes sont en attente de préparation ou du local où les légumes sont nettoyés) . Dans les locaux dits « propres », de l’air neuf est introduit.
Au niveau de la ventilation, la cuisine doit être considérée comme une zone à part entière. Ce qui signifie que la ventilation de l’ensemble des locaux de la cuisine est réalisée indépendamment du reste du bâtiment. Il faut y « équilibrer » les pulsions et les extractions d’air. Néanmoins, il faut empêcher la propagation des polluants de l’ensemble des locaux-cuisines vers les autres locaux du bâtiment.

Or, en général la mitoyenneté entre les locaux de la cuisine et le reste du bâtiment se fait au niveau du restaurant.
Soit la ventilation du restaurant est traitée avec l’ensemble des autres locaux-cuisines (système avec transfert), soit le restaurant dispose d’un système indépendant de ventilation.
Dans le premier cas, l’ensemble des locaux-cuisines (restaurant compris) doit être en dépression par rapport au reste du bâtiment. Ce qui signifie que l’ensemble des débits extraits doivent être supérieurs à l’ensemble des débits introduits (ex : débits introduits = 90 % des débits extraits).
Dans le second cas, l’ensemble des locaux-cuisines (restaurant non compris) doit être en dépression (ex : débits introduits = 90 % des débits extraits) de manière à ce que les odeurs de la cuisson ne se propagent pas dans le restaurant. De plus, le restaurant doit être en légère surpression vis-à-vis de la cuisine et en dépression par rapport au reste du bâtiment. (ex. : débits introduits = 95 % des débits extraits).
La zone de cuisson et la laverie vaisselle nécessite des moyens d’extraction mécaniques spécifiques tels que hottes ou plafonds filtrants. La ventilation hygiénique peut être assurée soit par la plus petite vitesse de la hotte, soit par un système séparé.
Les bilans sont d’abord faits pour un fonctionnement à pleine charge de la cuisine. Ensuite on regarde si on peut l’adapter, au moyen de plusieurs vitesses par exemple, dans d’autres circonstances.
Trois systèmes de base sont possibles:

Le système indépendant

Chaque local possède son extraction et son introduction d’air.

Le système avec transfert

L’air est extrait dans les locaux « sales » et introduit dans les autres locaux avec grilles de transfert entre les locaux.

Le système avec transfert

Le système avec transfert et amenée ou extraction d’air complémentaire.

Ce troisième système combine les deux précédents : l’air est extrait dans les locaux « sales » et introduit dans les autres locaux avec grilles de transfert entre les locaux. Chaque local dont le débit risque, à un moment donné de la journée, de ne pas être équilibré par les débits des autres locaux de la cuisine, dispose en plus d’une amenée ou d’une extraction d’air complémentaire.

Il permet donc d’équilibrer les débits à tout moments de la journée.

Chacun de ces systèmes peut être réalisé avec un système à simple flux (extraction mécanique et pulsion naturelle) ou à double flux.

On peut combiner ces trois systèmes au niveau d’une seule cuisine : on peut avoir une partie des locaux avec transfert et d’autres locaux avec des systèmes indépendants.

Exemple.

On peut considérer l’ensemble des « petits » locaux dont la ventilation est nécessaire en permanence et y implanter un système avec transfert (ex. : local des ordures (extraction), les réserves de légumes (extraction), le local des pommes-de-terre (extraction), etc. À partir des différents débits nécessaires, on regarde s’il y a équilibre entre pulsion et extraction; dans le cas contraire, on peut pulser ou extraire le complément dans les couloirs, zones de circulation, zones de travail ouvertes, etc.

Pour les locaux utilisés temporairement (ex. : local de cuisson, restaurant, laverie, préparation froide, bureau du chef-coq, etc.), on peut leur donner des systèmes de ventilation indépendants. On peut aussi leur donner un (des) système(s) avec transfert. Dans ce cas, soit les locaux fonctionnent toujours ensemble, soit, lorsqu’un local n’est pas utilisé, une extraction ou pulsion complémentaires assure l’équilibre.

Par exemple, lorsque le restaurant peut, servir de cafétéria, et qu’il ne fonctionne donc pas en même temps que la cuisine, il vaut mieux prévoir deux systèmes indépendants.

Bref, chaque cuisine est à étudier spécifiquement. Les processus de préparation et de distribution des repas sont analysés avant de concevoir la ventilation. Celle-ci tiendra compte, de la disposition des différents locaux, des horaires et des différents débits correspondant aux locaux.

Évaluer

Pour un autre exemple (conception de la ventilation d’une cuisine d’école).

Posted By : 25 Sep, 2007

Choisir l’implantation de la zone froide [Concevoir – Cuisine collective]

Une part de l’énergie frigorifique va servir à refroidir (et donc assécher) l’air extérieur jusqu’à la température de consigne de la chambre froide.

Cette part d’énergie peut être élevée dans l’ensemble du bilan frigorifique si cet air est chaud et humide.
Ainsi, les portes des chambres froides doivent, autant que possible, être tenues à l’écart des zones chaudes et humides :

zone surtout chaude et parfois humide : la zone de cuisson,
zones surtout humide et parfois chaude : la zone de la laverie.

Si cela ne gêne pas l’utilisation, une zone-tampon ou un sas avec des portes va-et-vient peut être créé devant les portes des frigos pour disposer d’un espace qui aurait une température moyenne et une humidité relative plus basses.

Exemple.

Soit une chambre froide négative de dimensions intérieures : L = 4 m, l = 4 m, h = 3 m.
L’air intérieur a les caractéristiques suivantes : t° = -18°C, HR = 50 %.
La chambre est « sollicitée » pendant 8 h/jours. Il y a 10 interventions par heure; pendant chacune d’elle la porte est laissée ouverte pendant 10 secondes.

L’air extérieur a les caractéristiques suivantes : t° = 35°C, HR = 90 %.

Avec cette utilisation, il y a un renouvellement de 15,7 volumes par jour. L’énergie nécessaire pour refroidir et assécher l’air par les ouvertures de portes est de 40,5 kWh par jour (pendant la période d’utilisation).

Avec une meilleure implantation, l’air extérieur a les caractéristiques suivantes : t° = 22°C, HR = 50 %.

Avec cette utilisation, il y a un renouvellement de 12 volumes par jour. L’énergie nécessaire pour refroidir et assécher l’air par les ouvertures de portes est de 13,4 kWh par jour (pendant la période d’utilisation).

Soit une économie de (40,5 – 13,4) = 27,1 kWh/jour.

Avec un COP global moyen de 2,5 et un prix moyen de 0,115 € du kWh, cela représente une économie de (27,1 [kWh] / 2,5) x 0,115 [€] x 260 [jours], soit 342 € par an pour une seule chambre froide.

À cela, il faut ajouter le gain d’énergie électrique pour les dégivrages (environ 6,3 kWh).

Posted By : 25 Sep, 2007

Choisir l’alimentation du lave-vaisselle : eau chaude, eau froide ?

Un lave-vaisselle doit être alimenté deux fois : une fois au remplissage avant le service, une seconde fois pour l’eau de rinçage lorsque le cycle de lavage de la vaisselle est commencé.

Pour l’eau de remplissage, le lave-vaisselle peut être alimenté à l’eau chaude ou à l’eau froide. Selon le cas, la résistance interne de lavage va ensuite soit maintenir l’eau à 60°C, soit porter l’eau à cette température.

Pour l’eau de rinçage, la lave-vaisselle peut aussi être alimenté soit en eau chaude, soit en eau froide sauf si le lave-vaisselle possède un récupérateur de chaleur ou une pompe à chaleur. Dans ce cas, le lave-vaisselle est alimenté en eau froide au rinçage puisque le récupérateur ou la pompe à chaleur « se charge » de réchauffer l’eau froide de la température du réseau de distribution à environ 45 °C (récupérateur) ou 75 °C (pompe à chaleur). La résistance interne de rinçage (le surchauffeur) est dimensionnée selon le cas pour porter l’eau de rinçage à 85 °C.

Dans tous les cas où le lave-vaisselle peut être alimenté soit à l’eau chaude, soit à l’eau froide, le choix se fait en fonction du prix auquel on peut obtenir le kWh_fuel ou le kWh_gaz, d’une part et le kWh_électrique, d’autre part.

Les prix du kWh_fuel et du kWh_gaz sont indépendants de la période d’utilisation. Ils sont calculés à partir du coût du litre de fuel et du m³ de gaz (10 kWh équivalent environ à 1 litre de fuel et à 1 m³ de gaz) et du rendement de la chaudière. À titre indicatif, en février 2001, 1 m³ de gaz valait 0,3 à 0,325 € pour le tarif ND3.

Le prix du kWh électrique dépend fortement de la période d’utilisation mais également de la tarification de l’établissement. Le prix moyen du kWh électrique varie en fonction de la période d’utilisation. Pour d’autres tarifications, on peut calculer le prix moyen du kWh à partir de la valeur des différents termes intervenant dans la facturation.

Audit

Pour comprendre la tarification électrique.

Remarque : vu les considérations ci-dessus concernant la résistance de rinçage calculée en fonction de l’alimentation en eau chaude ou froide et de la présence ou non d’un récupérateur ou d’une pompe à chaleur, ces paramètres doivent être connus avant de choisir le lave-vaisselle.

Calculs

Si vous voulez accéder à un programme vous permettant, entre autres, de calculer ce que peut vous faire gagner en consommations électriques une alimentation à l’eau chaude du lave-vaisselle adapté à votre propre établissement.

Posted By : 25 Sep, 2007

Choisir le vecteur énergétique

Une cuisine professionnelle est obligatoirement électrique pour une partie de ces équipements :

la conservation par le froid,
la ventilation,
l’éclairage.

Le choix d’une seconde énergie se pose au niveau de la cuisson (et de la laverie). Ce choix se fait en fonction de plusieurs critères :

La disponibilité

La vapeur

Certaines institutions disposent déjà d’un circuit vapeur basse pression (0,3 bar par exemple) pour une ancienne cuisine ou haute pression (3 bar par exemple) pour le chauffage. Malgré l’attrait énergétique de la vapeur, elle est de moins en moins utilisée.

Le gaz

Dans certaines parties de la région wallonne, le gaz de ville n’est pas distribué. Dans ce cas, il est possible d’utiliser les gaz de pétrole liquéfié (propane et butane), mais ce gaz revient plus cher que le gaz de ville et présentent des dangers de par sa manutention.

D’autre part, le gaz peut être disponible (à la rue) mais pas distribué dans le bâtiment. Il faut alors prévoir des coûts d’installation supplémentaires pour les conduites, le compteur et le détendeur.

L’électricité

L’électricité est toujours disponible, mais dans certains cas, la puissance disponible n’est pas suffisante au réaménagement de la cuisine. Dans ce cas, l’utilisation du gaz ou de la vapeur, si ces énergies sont disponibles, permet d’éviter le remplacement du transformateur.

Les coûts d’utilisation et les coûts d’investissement

Le coût global sur la durée de vie des appareils comporte les composantes suivantes :

les coûts d’investissement des appareils,
les coûts d’installation,
les coûts énergétiques,
les coûts d’entretien.

Ces différentes composantes sont variables selon que les appareils fonctionnent à l’électricité ou au gaz :

Les coûts d’investissement des appareils

Les appareils au gaz sont en général de 10 à 15 % plus chers que les appareils à l’électricité.

Les coûts d’installation

Ils sont plus importants pour les installations au gaz que pour celles à l’électricité.

En effet, les réglementations à respecter sont relativement lourdes.

Les installations aux gaz doivent respecter la norme NBN D51-003 relative aux « Installations alimentées en gaz combustible plus léger que l’air distribué par canalisation », ainsi que le cahier des charges de l’ARGB sur l’aération des grandes cuisines équipées d’appareils au gaz naturel.

Remarque : pour les gaz de pétrole liquéfié (les LPG), il n’y a pas d’équivalent normatif à la NBN D51-003. En l’absence de norme, il faut se référer, pour les règles de bonnes pratiques, au guide édité par FEBUPRO (la FEdération du BUtane et du PROpane) pour l’installateur et le revendeur de LPG.

Le dossier technique sur les installations alimentées en gaz combustible plus léger que l’air, distribué par canalisations de l’ARGB dit : « Lorsque l’évacuation de l’air du local est assuré par une ventilation mécanique (par exemple par la hotte de cuisine), les dispositions sont prises afin d’empêcher que la dépression créée dans le local ne perturbe le fonctionnement correct d’un appareil (ou des appareils) installé(s) dans ce local… » Or, les règles de bonne pratique veulent que les débits à introduire égalent 90 % des débits extraits de manière à maintenir une légère dépression dans les locaux où l’air est extrait pour empêcher la propagation des polluants vers les autres locaux.

Les appareils de cuisson au gaz dans les cuisines collectives sont, en général, pourvus d’une sortie pour les gaz brûlés (= appareils de type B). Ainsi, pour respecter la réglementation ci-dessus, cette sortie doit être raccordée à un conduit d’évacuation menant à une cheminée qui mène les gaz jusqu’à l’extérieur du bâtiment via un extracteur.

Remarque : on rencontre beaucoup de cuisines où cette réglementation n’est pas respectée. Les coûts de l’installation au gaz deviennent trop importants et la cuisine au gaz ne peut plus rivaliser avec la cuisine électrique…, disent les personnes qui ne respectent pas cette réglementation…!

Il existe encore d’autres réglementations à respecter (ex. : détection de fuite de gaz reliée à une alarme, ouverture de la vanne gaz liée au fonctionnement de la hotte (France), … ) que nous n’avons pas pu toutes répertorier ici.

Les coûts énergétiques

Les coûts liés à l’énergie dépendent du rendement des appareils et du coût du kWh.

Le rendement des appareils au gaz est en pleine évolution. Actuellement pour certains nouveaux équipements, le rendement des appareils au gaz est quasi équivalent à celui des appareils électriques.

Quant au coût de l’énergie, le coût du kWh électrique est en général plus élevé que celui du gaz. Mais ça n’est pas toujours le cas : heures creuses (liaison froide), cogénération, … Le coût du kWh est donc à calculer en fonction de votre situation.

Cogénération

Si vous voulez en savoir plus sur la cogénération, cliquez ici !

Le coût du kWh gaz varie également en fonction des consommations et du temps. À titre indicatif, en février 2001, 1 m³ de gaz valait 0,3 à 0,325 € pour le tarif ND3. (1 m³ de gaz équivaut à environ 10 kWh).

Les coûts d’entretien

Les appareils au gaz demandent un entretien plus important que les appareils à l’électricité. Cependant, il semblerait que certains grossistes proposent des contrats d’entretien après vente qui ne sont pas plus chers pour les appareils au gaz que pour les appareils électriques.

La comparaison des coûts de revient entre une installation au gaz ou à l’électricité se fait donc en comparant les différents coûts ci-dessus en fonction de ses propres tarifs et des devis remis par les grossistes, les installateurs et les firmes de maintenance des appareils.

Quant aux appareils à la vapeur, nous n’avons pas de détails quant aux différentes composantes du coût. Mais l’utilisation de la vapeur pour les appareils de cuisine (marmites, lave-vaisselle, etc.) n’est apparemment intéressante que si l’on dispose déjà d’une installation de vapeur.

Il faut, dans ce cas, veiller à ce que l’installation soit en bon état. En effet, ces installations sont souvent âgées et présentent des fuites.

Le besoin de garder une cuisine fonctionnelle même en cas de panne électrique

Si la cuisine doit être fonctionnelle même en cas de panne de courant (ce qui est très rare) et que l’on ne dispose pas d’un groupe de sécurité, on choisira le gaz, pour une partie au moins, des appareils.

Dans ce cas, il faudra veiller à ce que les sécurités présentes sur les appareils soient mécaniques (elles sont souvent électriques).

Les goûts et habitudes du chef-coq

Certains chefs coq préfèrent cuisiner au gaz plutôt qu’à l’électricité …

Posted By : 25 Sep, 2007

Concevoir une cuisine collective

Dans une cuisine, on élabore de la nourriture. Il s’agit donc de produits qui doivent pouvoir être consommés sans danger; les règles d’hygiène sont inséparables de la fabrication des repas.

Le tracé du plan d’une cuisine collective doit respecter trois règles de base pour satisfaire à des conditions hygiéniques :

Déterminer des secteurs par fonction

En cuisine, certaines activités sont salissantes et d’autres sont soumises à une propreté rigoureuse : il est donc indispensable de prévoir autant d’aires distinctes de travail, qu’il y a de tâches différentes à exécuter. Ces zones de travail doivent être disposées dans un ordre logique et reliées entre elles par des circuits séparés.

On distingue 8 fonctions principales :

réception des marchandises,
stockage de ces marchandises,
préparation des aliments,
cuisson,
conservation des aliments préparés,
distribution,
élimination des déchets,
lavage de la batterie de cuisine et de la vaisselle sale.

Plan d’une cuisine collective : exemple.

Réaliser des circuits courts

Chaque agent doit effectuer le minimum de déplacements entre les zones de travail et à l’intérieur de ces zones.
Les communications entre les différents secteurs doivent permettre une circulation aisée et rapide.

Tous les appareils, les plans de travail, les outils d’exécution doivent être à portée de main.

Respecter le principe de la marche en avant

Les zones de travail doivent communiquer entre elles en respectant le principe de la marche en avant.

Ce principe concerne le cheminement des produits depuis la zone de réception jusqu’à l’assiette du consommateur. A aucun moment, un produit contaminant ne doit couper un circuit propre.

Cette règle concerne tous les circuits : denrées, déchets, vaisselle propre et sale.

Schéma principe de la marche en avant.

Il importe par exemple que :

Les déchets de triage des légumes, de parage des viandes, et les sacs à poubelles ne traversent pas le secteur des préparations froides.

Les emballages vides, les déchets de viande ou de légumes soient amenés au local à poubelles, sans pénétrer dans le secteur de préparation en cuisine.

En bout de chaîne, pour rejoindre le même local à poubelles, les déchets de salles à manger et de plonge soient acheminés en aval du secteur cuisine sans recouper le secteur distribution.

La même précaution soit prise pour le déplacement de la vaisselle propre, qui doit être enlevée du secteur vaisselle par une porte différente de celle par où est introduite la vaisselle sale.

De ceci, découlent trois idées directrices :

Élimination des déchets en amont des secteurs de préparation culinaire, en aval du secteur distribution.

Convergence des déchets vers un seul local de récupération.

Un circuit d’évacuation des déchets ne doit jamais venir croiser un circuit de préparation des aliments.

Pour aboutir au résultat obtenu, il faut considérer tous les éléments de l’ensemble sans exception, y compris les couloirs, dégagements, ascenseurs.

Cette règle facile à énoncer est plus difficile à respecter dans la pratique. Elle est absolument essentielle au plan de l’hygiène.

Posted By : 25 Sep, 2007

Choisir les débits de ventilation

Calcul des débits – Généralités

D’une manière générale, il y a deux bilans à faire dans un local :

Un bilan des puissances dégagées par les appareils ou l’occupation spécifique des locaux de la cuisine. Les méthodes à choisir pour calculer ces différents débits correspondant à ce bilan sont données ci-dessous pour chacun des types de locaux.
Un bilan classique des déperditions et apports calorifiques qui comptabilise les puissances dégagées par :

les échanges par les parois,
les échanges par les baies vitrées,
les apports internes (les occupants, l’éclairage, …),
etc.

Si d’après ce bilan, il y a un apport significatif en chaleur créant une augmentation de la température ambiante souhaitée, il faudra augmenter l’apport d’air neuf (ces débits ne peuvent donc pas être des débits de transfert) par rapport aux débits de ventilation dont il est question au point 1.

Le local de cuisson

En Belgique, il n’existe malheureusement pas de norme indiquant les débits de ventilation dans les cuisines collectives.

D’autres part, il existe de nombreuses méthodes de calcul des débits. Ces méthodes donnent des résultats très différents.

De manière à rapprocher les débits à extraire des débits réels nécessaires, nous pensons que les méthodes à appliquer sont celles qui tiennent compte des appareils installés : de leurs types et de leurs puissances. Nous recommandons donc la méthode en fonction de la puissance des appareils pour autant que cette méthode soit adaptée aux appareils actuels. Certains fabricants disposent de tables de calculs correspondant à cette méthode qui tiennent compte, non seulement des appareils de cuisson actuels, mais également de l’efficacité de leur hotte ou plafond filtrant. Cette méthode tient compte de la chaleur (sensible et latente) réellement dégagée par les appareils de cuisson. Elle permet donc de calculer des débits suffisants pour évacuer l’air vicié mais non exagérés par rapport à ce besoin.

Cette méthode considère un facteur de simultanéité et en donne des valeurs forfaitaires selon le cas. Cependant, il est préférable que celui-ci soit choisi en fonction de l’utilisation réelle des appareils de cuisson bien connue par le chef-coq.

Spécificités dans les cuisines avec appareils au gaz

Dans le cas d’une cuisine avec des appareils au gaz, on veillera à respecter au moins les valeurs préconisées par la NBN D51-003. Cette norme a été expliquée dans un dossier technique de l’ARGB. Les débits à respecter sont repris dans la partie qui concerne l’aération.

Il existe également des débits préconisés par le cahier des charges de l’ARGB sur l’aération des grandes cuisines.

Nous avons demandé à l’ARGB si les débits devaient respecter la NBN D51-003 et/ou le cahier des charges de l’ARGB dont il est question ci-dessus, nous n’avons pas eu de réponse de leur part.

La laverie

Comme pour le local de cuisson, il existe de nombreuses méthodes pour calculer les débits à extraire dans les laveries.

Dans l’absolu, la méthode qui permet le mieux de se rapprocher des débits réellement nécessaires est celle qui tient compte de la chaleur (sensible et latente) dégagée par le lave-vaisselle.

Malheureusement, ces chiffres ne sont pas connus pour les différents types de lave-vaisselle actuels (à panier statique, à déplacement, alimentés en eau froide, alimentés en eau chaude, avec récupérateur de chaleur, avec pompe à chaleur, etc.).

Il y a donc lieu de suivre les recommandations des fabricants.

Influence d’une pompe à chaleur sur les débits d’évacuation :

La pompe à chaleur traite l’ensemble du local en absorbant chaleur et humidité (absolue).
Il reste cependant nécessaire de prévoir une extraction, mais celle-ci peut-être nettement moins importante.

Les locaux annexes

Il existe des débits spécifiques pour les locaux annexes. Ces valeurs nous ont été fournies par un fabricant.

Posted By : 25 Sep, 2007

Choisir la cellule de refroidissement ou de congélation rapide [Concevoir – cuisine collective]

Quand doit-on choisir une cellule de refroidissement rapide ?

Dans toute cuisine où l’on a opté pour une liaison froide, il est recommandé d’abaisser la température au cœur des aliments de + 65 °C à + 10 °C en moins de 2 heures. La cellule de refroidissement rapide est l’équipement idéal pour atteindre ces performances. Il ne s’agit pas d’une obligation, mais d’une bonne pratique de fabrication qui est recommandée si l’on veut refroidir des aliments cuits en toute sécurité et si on veut prouver que des procédures de sécurité sont appliquées conformément a l’arrêté royal relatif à l’hygiène des denrées alimentaires.

Cette bonne pratique provient, en fait, d’une réglementation qui s’applique aux établissements de transformation de la viande : arrêté royal relatif aux conditions générales et spéciales d’exploitation des abattoirs et d’autres établissements.

Il convient de noter que le choix de la liaison froide peut se faire pour l’ensemble des menus ou pour une partie seulement. Il existe, par exemple, certaines cuisines collectives qui proposent chaque jour des plats végétariens en plus du menu du jour, mais pour ne pas avoir à fabriquer chaque jour deux plats, les plats végétariens sont préparés un jour par semaine, par exemple, en liaison froide.

Choix du procédé de production du froid

Il existe deux procédés de production du froid dans une cellule de refroidissement rapide :

le froid mécanique,
le froid cryogénique

Les coûts d’utilisation d’une cellule de froid mécanique sont nettement (10 x) plus faibles que ceux d’une cellule de froid cryogénique. Ils sont d’environ 0,1 €/repas pour la seconde. Par contre les coûts d’investissement pour une cellule cryogénique sont nettement plus faibles que pour une cellule mécanique.

Pour une utilisation régulière de la cellule, la cellule mécanique sera donc beaucoup plus intéressante. Dans le seul cas d’une utilisation occasionnelle, une cellule cryogénique peut être intéressante.

En milieu hospitalier, l’azote liquide est souvent utilisé en quantité importante (génétique, laboratoire classique, …). Dans ce cas, il est intéressant de considérer l’option de refroidissement rapide cryogénique sachant qu’en exploitation les prix seront réduits par rapport à un usage exclusif pour la cuisine.

Lorsque le refroidissement rapide est utilisé régulièrement, il paraît risqué de n’avoir qu’une seule cellule. En cas de panne, la préparation est bloquée. On peut alors songer à investir dans une cellule de refroidissement mécanique principale et une deuxième cellule cryogénique de dépannage.

Parmi les fluides utilisés pour le froid cryogénique, vu la très faible température d’ébullition de l’azote, celui-ci est utilisé lorsque les distances à parcourir entre le lieu de stockage du fluide et le lieu de production du froid sont grandes.
Il faut cependant veiller à bien calorifuger les conduites.

Le dioxyde de carbone (CO₂) sera utilisé lorsque ces distances sont plus courtes.

Précautions d’utilisation

Pour obtenir un fonctionnement satisfaisant et économique, on place les préparations sur les clayettes ou les supports prévus à cet effet, afin de favoriser la circulation de l’air, et d’utiliser la cellule à sa capacité nominale.

Capacité et puissance frigorifique des cellules

La capacité (kg) doit correspondre à celle des appareils de cuisson, c’est-à-dire qu’elle doit permettre de refroidir le nombre de repas qui peuvent être préparés en une seule fois par les autres appareils de cuisson.

Remarquons que le nombre de repas à refroidir ne correspond pas nécessairement à la totalité des repas du service. La liaison froide peut n’être utilisée que pour une partie des repas (Exemple : plats végétariens).

L’ensemble des mets préparés pourra ainsi être refroidi dès la fin de la cuisson. En effet, selon la réglementation, « la durée de refroidissement entre la fin de la cuisson et une température à cœur de 10 °C doit être inférieure ou égale à deux heures. »

D’autre part, la cellule pourra ainsi être utilisée à sa pleine capacité. Ce qui permet de travailler au meilleur rendement possible.

La puissance frigorifique de l’appareil dépend de la durée que prend le refroidissement ou la congélation, de la capacité désirée et de la température à atteindre.

Le besoin en frigories est donné par la quantité de chaleur qu’il faut retirer des aliments pour les faire passer de 65 °C à 10 °C (ou – 18 °C).

Le calcul ci-dessous est statique et purement théorique. Il est donné à titre indicatif. En réalité, pour correspondre à la réalité, le calcul devrait être fait en dynamique. Statique, le bilan ci-dessous néglige les apports de chaleur par conduction au travers des parois, relativement négligeables par rapport à la chaleur à extraire des aliments.

En refroidissement rapide.

Q = m x Cs x δt

Q = besoin en frigories (en kWh),
m = poids des aliments dans la cellule (kg),
C_s= chaleur spécifique des aliments (kWh/kg°C),
δt = différence entre la température à l’entrée et à la sortie des aliments (10°C) (K).

En congélation rapide.

Q = (m x C_s x δt) + (m x Cl) + (P1 x C_s‘ x δt’)

Où :

Q = besoin en frigories (en kWh),
m = poids des aliments dans la cellule (kg),
C_s = chaleur spécifique au-dessus de 0°C des aliments (kWh/kg°C),
C_l = chaleur latente nécessaire au changement d’état du constituant liquide des aliments (passage à l’état solide) (kWh/kg),
C_s‘ = chaleur spécifique en-dessous de 0°C des aliments (kWh/kg°C),
δt = différence entre la température à l’entrée des aliments et 0°C (K),
δt’ = différence entre 0°C et la température de sortie des aliments (-18°C) (K),

La puissance frigorifique de l’évaporateur.

P(W) = Q (kWh) / t (h)

t = temps maximum légal – temps nécessaire au conditionnement des aliments.

Temps maximum légal = 2 h pour le refroidissement de 65°C à 10°C et 3 h pour le passage de 10 °C à – 18 °C (congélation).

Exemple.

1. Soit une cellule de congélation rapide, d’une capacité de 20 kg; la congélation doit se faire en 4 h.

Q = 20 x 1,04 x 65 + 20 x 80 + 20 x 0,53 x 18 = 3 143 (Wh) (soit 157 Wh par kg)
P = 3 143 / 4 = 785 W (soit 40 W/ kg.)

2. Soit une cellule de refroidissement rapide, d’une capacité 20 kg; le refroidissement doit se faire en 1h30.

Q = 20 x 1,04 x 55 = 1 144 Wh (soit 57 Wh/kg.)
P = 1 144/1h30 = 762 W/h (soit 38 Wh/kg).

En réalité la puissance calculée ci-dessus en statique est une moyenne. Or, la puissance nécessaire varie en fonction du temps, selon une courbe d’allure exponentielle, et la puissance maximale est demandée à l’évaporateur en début de processus (c’est alors que les Δt sont les plus importants). La puissance frigorifique des cellules correspond donc à cette puissance maximale.

Voici les puissances électriques que nous avons relevées dans la documentation d’un fournisseur :

Remarque : entre la puissance frigorifique et la puissance électrique, il y a le COP.

Cellule à clayette – surgélation et refroidissement rapide
	Capacité par cycle (kg)	Puissance électrique installée (W)
	7	2 100
	15	2 280/450*
	25	4 000/580*
	50	6 100/580*

* version équipée sans groupe frigorifique (à distance).

Cellule à chariots – surgélation et refroidissement rapide
	Capacité par cycle (kg)		Puissance électrique installée (W)
	En surgélation	En refroidissement	Puissance électrique installée (W)
	65	65	3 200/900*
	80	110	5 400/4 300*
	160	220	9 600/6 600*
	240	330	11 500*
	320	440	14 000*
	480	660	20 000*

* version équipée sans groupe non comprise l’alimentation du groupe frigorifique (à distance).

Posted By : 25 Sep, 2007

Choisir la gestion en ventilation

Un ventilateur plusieurs vitesses – Les économies d’énergies

Le ventilateur à 2 ou plusieurs vitesses peut être commandé de différentes façons :

Il est très difficile d’évaluer la réduction des débits introduits grâce à une gestion de ventilation par un moteur à 2 ou plusieurs vitesses.
Elle dépend de nombreux paramètres tels que :

- le cycle de fonctionnement initial par rapport au nouveau cycle de fonctionnement,
- le nombre de vitesses et les débits correspondant à ces vitesses.

L’économie de débit peut être visualisée sur un diagramme donnant les débits sans et avec gestion.

Exemples.

> Cas 1 : ventilateur surdimensionné.

Dans une cuisine, la ventilation fonctionnait initialement 24 h sur 24. Suite à un calcul ne tenant pas compte de la chaleur réellement produite par les appareils, le ventilateur avait été surdimensionné. Il n’y avait qu’une seule vitesse.
On a remplacé le moteur du ventilateur par un moteur à deux vitesses + arrêt.
La poulie du moteur fut également modifiée de manière à diminuer le débit maximum de façon à l’adapter au débit maximum nécessaire aux équipements.

La diminution des débits peut être substantielle. Elle est ici représentée par la proportion de la surface bleue sur la surface totale.

> Cas 2 : ventilateur bien dimensionné.

Dans une cuisine, la ventilation fonctionnait du matin au soir. Le ventilateur était bien dimensionné. Il n’y avait qu’une seule vitesse. On a remplacé le moteur du ventilateur par un moteur à deux vitesses + arrêt.

Dans cet exemple, l’économie de débit est d’un peu plus de 20 %.

Un moteur à vitesse variable + régulateur PI – Les économies d’énergies

Une plate-forme d’essais a été construite au centre de recherche des Renardières d’EDF à Moret-sur-Loing en France. Le but de cette plate-forme est de recréer au mieux les conditions de fonctionnement d’une grande cuisine.

Des essais sur cette plate-forme ainsi que des mesures sur des cuisines réelles ont permis d’évaluer les effets d’un moteur à vitesse variable muni d’une régulation PI en fonction de la température de l’air ambiant complétée de deux alarmes pour le taux de CO₂ et l’humidité entraînant un passage en vitesse maximale en cas de dépassement de consigne.

Ces essais et mesures sont décrits dans le magazine « Chaud Froid Plomberie » n° 585 de novembre 1996. Ce magazine tient lui même ses informations du n° 44 de la revue « Qualita ».

Exemples.

Une cuisine fonctionnant de 8 h à 23 h a été simulée. On a fait varier la puissance appelée de 0 à 32 kW lors du déjeuner et du dîner. Le régulateur PI commande un moteur à vitesse variable. Le débit du ventilateur correspondant à la vitesse minimale est de 2 100 m³/h et celui correspondant à la vitesse maximale est de 4 500 m³/h. La température de consigne est de 24°C. Le régulateur est programmé pour couper la ventilation entre 23 et 8 h.
Voici les résultats obtenus :

–	Chauffage d’air neuf (par jour)	Consommation du moteur (par jour)
Grande vitesse (de 8 h à 23 h)	270 kWh	10,5 kWh
Régulation PI	144 kWh	3,3 kWh
Économie	46,6 %	68,6 %

Une simulation sur ordinateur a montré qu’un débit minimal quatre fois inférieur au débit maximal aurait permis de plus grandes économies d’énergie : le débit aurait été réduit de 60 % au lieu de 46,6 %.

La même régulation a été installée dans une cafétéria existante dans laquelle des mesures ont été faites. Cette cuisine ouverte sur une salle de restaurant prépare 500 repas/jour; 7 jours sur 7. Elle est équipée de matériel électrique pour une puissance totale installée de 116,6 kW.
Un régulateur PI commande un moteur d’extraction à vitesse variable. Le passage en vitesse maximale se fait automatiquement lorsque le taux d’humidité dépasse 70 %. Une alarme sur le taux de CO₂ n’est pas nécessaire vu que la cuisine est « tout électrique ».
La ventilation de cette cuisine est dimensionnée pour ne pas dépasser 28°C. Cela suppose que la température de l’air soufflé soit proche de 20°C.

En effet, lors des mesures, la température de l’air soufflé (provenant du restaurant) était de 21°C. Le nombre de repas servis était de 456 lors du fonctionnement en grande vitesse et de 493 lors du fonctionnement en régulation PI.Voici les résultats obtenus :

–	Chauffage d’air neuf (par jour)	Consommation du moteur (par jour)
Grande vitesse	528 kWh	57,7 kWh
Régulation PI	169 kWh	5,1 kWh
Économie	68 %	91 %

Les économies de débits baissent si la température du restaurant augmente. Les températures du restaurant ont varié de 20 à 24°C durant les essais. Les économies sur les débits d’air ont respectivement varié de 70 à 40 %.

Remarque.

Nous pensons que ces chiffres ne sont pas à généraliser et sont à prendre avec beaucoup de précautions. En effet, les exemples ne précisent pas si les vitesses frontales minimales entre la hotte et le plan de travail ainsi que si les débits dans la salle de restaurant sont respectés. Ils ne donnent aucune précision quant au fonctionnement avant et après installation du régulateur.

De manière générale, tout comme pour une gestion à plusieurs vitesses, l’économie de débit dépend :

De la plage de débit possible.

De la différence entre les débits maximums sans gestion et des débits réellement nécessaires à chaque instant (c’est-à-dire du cycle de fonctionnement initial par rapport au nouveau cycle de fonctionnement). Notons que les débits réellement nécessaires dépendent d’une multitude de facteurs dont notamment le rendement des équipements, la puissance installée, la variabilité de la puissance appelée, etc.

Choix de la gestion

S’il y a gestion de la ventilation, celle-ci se fait par adaptation de la vitesse aux besoins soit grâce à un moteur à plusieurs vitesses, soit grâce à un moteur à vitesse variable. En effet, cette gestion est plus efficace au niveau énergétique que les autres moyens tels que l’adaptation de la vitesse par clapets d’étranglement, par exemple.

Choix entre un moteur à une (pas de gestion) ou plusieurs vitesses et un moteur à vitesses variables + régulateur PI

Le choix entre un moteur à une (pas de gestion) ou plusieurs vitesses et un moteur à vitesses variables + régulateur PI se fait en fonction :

du confort
de la rentabilité
du type de cuisine
mais encore…

Le confort

La gestion des débits en fonction de la demande des équipements ne peut se faire que si le confort est respecté.

Les débits, s’ils sont bien calculés, doivent respecter 3 critères qui assurent le confort :

Une augmentation de température ambiante maximale.
Une augmentation d’humidité absolue maximale.
Une vitesse frontale entre la hotte et le plan de travail minimal, de manière à assurer l’entraînement correct des particules en suspension dans l’air.

On peut raisonnablement supposer que lorsque le nombre d’équipements en fonctionnement diminue, la température et l’humidité dégagées diminuent proportionnellement et que la diminution des débits commandée par la gestion ne compromettra pas ces deux premiers critères.

Par contre, il faudra veiller, lorsque les débits diminuent, à ce que les vitesses frontales soient encore suffisantes pour assurer l’évacuation des particules en suspension.

D’autre part, si le système de ventilation est avec transfert d’air entre le local de cuisson et le restaurant, par exemple, il faut veiller à ce que les débits, en cas de gestion dans le local de cuisson, soient encore suffisants dans l’ (ou les) autre(s) local(aux).

Il faut qu’il y ait asservissement du ventilateur de pulsion par rapport au ventilateur d’extraction.

Exemple : avec deux moteurs à 2 vitesses, une mesure est faite dans le local de cuisson, une autre dans la salle à manger. Si aucune des 2 mesures ne dépasse un certain seuil, les deux moteurs se mettent sur la plus petite vitesse. Ces deux vitesses tiennent compte du fait qu’il y a des différences de débits à respecter entre la pulsion et l’extraction de manière à respecter une dépression dans les locaux avec odeurs.

La rentabilité

Les économies d’énergie avec un ventilateur à plusieurs vitesses ou avec un ventilateur à vitesse variable + régulateur PI dépendent de nombreux paramètres dont il est question ci-dessus.

Ces économies possibles sont à évaluer au cas par cas.

Une gestion est, par exemple, indispensable lorsque les ventilateurs sont surdimensionnés. Ce qui arrive très facilement vu qu’il n’existe pas en Belgique de réglementation au niveau du calcul des débits de ventilation dans les cuisines collectives.

La rentabilité dépendra du surcoût, sans doute, relativement faible d’un ventilateur à plusieurs vitesses, et plus élevé d’un ventilateur à vitesse variable (convertisseur de fréquence) + régulateur PI par rapport à un ventilateur à une seule vitesse.

Le type de cuisines

Le ventilateur à vitesse variable + régulateur PI est un système relativement sophistiqué et relativement délicat à régler. Ainsi, il est plus approprié à une « grande cuisine » : nombre de couverts élevés, plusieurs repas par jours, système de ventilation indépendant, etc.

Mais encore : remarque

Chaque type de filtre n’est efficace que dans une plage de vitesses. A chaque filtre d’une surface donnée correspond donc une plage de débits (correspondant aussi à une plage de pertes de charges). Un débit minimal doit donc être maintenu pour assurer cette efficacité.

Choix de la commande d’un moteur à plusieurs vitesses

Si l’on choisit un moteur à plusieurs vitesses, il existe plusieurs méthodes pour commander la vitesse :

La meilleure commande est celle qui permet de se rapprocher le plus possible des besoins réels.
Ainsi, si le personnel est bien sensibilisé, la commande manuelle peut être plus intéressante que l’horloge.

La température et la mesure de courant sont de bonnes commandes mais la deuxième n’est valable que pour une cuisine « tout électrique ».
En fait, dans le cas d’une cuisine « tout électrique », les deux commandes reviennent au même vu que tout le courant est transformé en chaleur.
Mais la commande par sonde de température dépend de la température initiale de l’air c.-à-d. de la température à laquelle l’air est insufflé ou de la température de l’air après transfert. Ainsi les consignes seront plus difficiles à régler que pour une gestion commandée par mesure de courant : elles devront tenir compte de cette température initiale.

Il peut être intéressant de combiner les différentes commandes :

Exemples de commande

Posted By : 25 Sep, 2007

Choisir les appareils de conservation

Type d’enceinte de conservation

Il existe différents types d’enceintes de conservation :

l’armoire froide,
la chambre froide compacte,
la chambre froide modulable, démontable, et la chambre froide bâtie.

Elles se différencient par des volumes différents.
La réglementation prévoit d’affecter une enceinte :

à chaque famille de matières premières (c’est-à-dire « à risque différent ») : produits laitiers, viandes, volailles et charcuterie non stables, produits stables et semi-conserves,
aux plats plats cuisinés à l’avance,
à l’ensemble des produits surgelés.

Le choix du type d’enceinte se fait donc en fonction des différents volumes à entreposer.

Il est cependant à noter que pour les petites exploitation, la réglementation autorise cependant l’entreposage de matières premières « à risques différents » dans une même enceinte à condition que la séparation se fasse par un autre moyen : le zonage, l’emballage.

Les armoires froides sont utilisables le plus souvent comme chambre de jour.

La chambre froide modulable, démontable est préférable à la chambre froide bâtie. En effet, elle présente un certain nombre d’avantages par rapport à cette dernière :

Elle n’immobilise pas de surface de façon définitive ce qui est particulièrement intéressant dans l’optique d’aménagements futurs ou de modifications de l’activité.
Elle est moins onéreuse du point de vue investissement (le montage est très rapide).

Il faudrait en principe construire les chambres en envisageant leur possible démontage sans devoir casser tout le bâtiment environnant ! Un fameux défi pour les concepteurs et les constructeurs qui ne s’en préoccupent guère. C’est pourquoi cela devrait être demandé par le maître de l’ouvrage qui y a intérêt pour une bonne gestion à long terme.

La chambre froide bâtie permet, en revanche, de réaliser des enceintes plus facilement intégrables : les angles ne sont pas nécessairement droits, les dimensions ne sont plus tributaires du module standard.

Volume et puissance

Le volume nécessaire dépend du nombre de repas, du choix de la gamme des produits, du rythme de livraison.
Le calcul exact du volume de l’enceinte se fait à partir d’une quantité moyenne d’un type d’aliments par repas, des dimensions standards du matériel de livraison de cet aliment, des dimensions standards du matériel de stockage et du nombre de jours pendant lesquels l’enceinte doit assurer l’approvisionnement. Il s’agit d’un calcul de bureau d’études; nous ne l’aborderons pas ici.

Cependant, on choisit de préférence, et si c’est possible, une chambre de forme rectangulaire et compacte : rapport entre la largeur et la longueur proche de 0,8 par exemple. Ce choix permet de diminuer les pertes par conduction à travers les parois de l’enceinte.

L’évaporateur

Photo évaporateur.

(1) carrosserie; (2) batterie; (3) ventilateur; (4) dégivrage.

La puissance de l’évaporateur se calcule à partir du bilan frigorifique.

Mais attention le bilan frigorifique doit parfois être adapté en fonction de conditions particulières.
Exemples.

Une chambre froide peut se trouver à proximité d’une source chaude telle qu’un four, par exemple. Dans ce cas, le four transmet de la chaleur par conduction du sol, par convection et par rayonnement.
Dans ce cas, un évaporateur calculé « normalement » ne suffit pas à satisfaire la consigne de température intérieure.
Bien sûr, cette situation est à éviter absolument pour des raisons énergétiques.

Dans certaines chambres froides négatives sur terre-plein, un chauffage sous le sol doit être prévu pour éviter le gel du sol s’il y a présence d’eau à faible profondeur.
Dans ce cas, la puissance du chauffage doit être ajoutée aux apports par le sol.
Ce chauffage se fait par câbles électriques ou tuyaux de circulation d’eau. Ces tuyaux peuvent être connectés par un échangeur au condenseur de la machine.

Le bilan frigorifique est un calcul itératif. En effet, certains paramètres à introduire dans le calcul du bilan dépendent des résultats de ce calcul.
Exemple, la puissance frigorifique due au dégivrage :

Elle dépend de la masse de l’évaporateur. Or celle-ci dépend du résultat du calcul du bilan frigorifique.

Elle dépend également du nombre de dégivrages. Or, celui-ci dépend de la masse de givre piégée sur les ailettes des évaporateurs, de l’écartement de ces ailettes, de la surface d’échange des évaporateurs (qui conditionne l’épaisseur moyenne de givre collé sur les ailettes) et de la configuration de la machine qui dépend elle-même du résultat du calcul du bilan.

Il faut aussi se rappeler que le rendement d’un évaporateur baisse au fur et à mesure que du givre vient se placer dans les interstices entre les ailettes.

Cela veut dire que si on diminue artificiellement le nombre de dégivrages, on diminue évidemment l’énergie nécessaire pour les dégivrages parce qu’il faut moins souvent chauffer les masses métalliques, mais on diminue aussi le rendement des évaporateurs (et donc de la machine entière) avec le grand danger d’avoir des évaporateurs bourrés de glace, ce qui provoquera finalement l’arrêt de la machine.

Remarque : un isolant perd ses propriétés au cours du temps. Après 10 ans, le coefficient de conductivité thermique des isolants thermiques actuels augmente, selon certaines sources, de 20 à 25 %. Le bilan frigorifique doit en tenir compte. Il devrait, selon cette source, considérer une épaisseur d’isolant plus faible que celle qui est mise réellement en œuvre de manière à ce que l’évaporateur soit suffisant en fin de vie.

Il est fondamental de dimensionner largement l’évaporateur pour diminuer la consommation énergétique. Le sous-dimensionnement de l’évaporateur va réduire les coûts… mais l’évaporateur va, dans ce cas, travailler à très basse température pour donner le froid attendu. Non seulement le compresseur aura du mal mais en plus il va givrer fortement.. Et le coût d’exploitation en sera très pénalisant !

Le dimensionnement doit particulièrement être vérifié lorsqu’on achète une chambre préfabriquée avec groupe frigorifique incorporé où le risque d’avoir un évaporateur sous-dimensionné est réellement présent.

La chambre froide est munie d’un ventilateur au niveau de l’évaporateur. Celui-ci permet un meilleur échange (température constante et uniforme dans l’ensemble de l’enceinte) et donc une meilleure efficacité énergétique.

Régulation

Lorsqu’on n’a pas de régulation de puissance, la machine fait du ON-OFF, entre l’arrêt (en théorie la puissance zéro) et la marche (en théorie la puissance maximale, qui est la puissance moyenne multipliée par le coefficient 16/24, par exemple). L’ordre de la mise en marche-arrêt de la machine est donné par la régulation, dont le principal acteur est le thermostat d’ambiance dans la chambre. Tant que la température de consigne n’est pas atteinte, le thermostat commande la marche de la machine, qui travaille alors à plein régime (à pleine puissance). Lorsqu’on a une régulation de puissance, la puissance de la machine monte et descend par paliers. Cela permet de tenir compte des demandes réduites en dehors des périodes d’utilisation intensive, pour ne pas faire marcher la machine à pleine puissance avec des cycles ON courts et des cycles OFF longs.

Climatisation

Pour plus de détails concernant le choix de la machine frigorifique (évaporateur, compresseur, condenseur,…) et sa régulation, cliquez ici !

Précautions à prendre au niveau de l’utilisation de l’enceinte

Il y aura ainsi moins d’air humide qui entrera à l’intérieur de l’enceinte. Au niveau économies d’énergie, on gagne ainsi sur trois plans :

au niveau de l’énergie nécessaire pour dégivrer,
au niveau de l’énergie nécessaire au refroidissement et au séchage de l’air humide qui entre dans l’enceinte,
au niveau de l’énergie nécessaire pour éliminer les quantités de chaleur accumulées dans les évaporateurs au moment des dégivrages, dont le nombre et la durée peuvent diminuer.

Vous pouvez examiner un exemple qui quantifie ces gains en cliquant ici !

Caractéristiques techniques générales

L’enceinte de conservation pour les plats cuisinés à l’avance doit comporter un enregistrement permanent de la température (0 à 3°C). Les graphiques de température doivent être conservés durant un mois. Les plats y sont placés sur des chariots, paniers ou clayettes.

Les enceintes de congélation supérieure à 10 m³, doivent également comporter un système d’enregistrement automatique de la température. Les enregistrements doivent être datés et conservés pendant 1 an (A.M. belge du 28 01 1993). Les produits de même nature y sont regroupés par zone.

Les portes des chambres négatives doivent être équipées d’un cordon chauffant pour éviter qu’elles ne soient bloquées par la glace.

Les fluides frigorigènes CFC (Chlorofluorocarbone) sont interdits pour des raisons écologiques. Les HCFC (hydro chlorofluorocarbone) sont à éviter pour les mêmes raisons. Ils sont d’ailleurs en voie d’interdiction (interdiction prévue pour 2015).

Pour des raisons de coûts, de disponibilité, de compatibilité avec les installations et de respect de la réglementation, les fluides les plus utilisés sont le R134a (qui remplace le R12) pour les chambres positives (de 0 à 4 °C ) et le R507 (qui remplacent le R502) ou le R404a pour les chambres négatives (-10°C-> ~ -25°C). Ces fluides sont des HFC (hydrofluorocarbone).

Climatisation

Pour plus de détails concernant le choix du fluide frigorigène, cliquez ici !

Lorsque l’humidité est préjudiciable (stockage de cartons, par exemple) on peut ajouter un circuit de traitement de l’air.

Pour limiter les pertes lors de l’ouverture des portes, on peut prévoir des languettes en plastic à l’entrée de la chambre froide.

Pour faciliter la maintenance, les compresseurs des différentes chambres froides sont regroupés dans un même local. Un local situé en façade facilite sa ventilation. D’après certaines sources, au-delà de 15 compresseurs, il est plus rentable de prévoir une centrale de froid.

Refroidissement du condenseur

Pour améliorer l’échange thermique au niveau du condenseur entre le fluide frigorigène et l’ambiance extérieure, on peut prévoir un ventilateur, ou mieux, on fait circuler de l’eau courante sur le condenseur. Le rendement du groupe est ainsi amélioré.

La puissance frigorifique pour une même quantité de frigories est de 10 à 15 % plus faible pour un groupe à eau.

Dans les coûts d’utilisation d’un groupe à eau, il faudra tenir compte de la consommation en eau.

La chaleur des condenseurs des installation frigorifiques peut être récupérée pour chauffer l’eau sanitaire.

L’échangeur du récupérateur est placé en série sur celui de la machine frigorifique.

D’après les fabricants, ce système peut être intéressant à partir d’une installation frigorifique dont la puissance installée des compresseur est de 3 500 W.

Climatisation

Pour plus de détails concernant la récupération de chaleur sur condenseur, cliquez ici !

Posted By : 25 Sep, 2007

Choisir la liaison [cuisine collective]

Une ou plusieurs liaisons

On peut choisir une liaison chaude ou froide de manière globale ou de manière partielle. En effet, certaines cuisines fonctionnent selon plusieurs concepts de liaison à la fois :
Exemples.

Liaison froide pour les viandes en sauce, liaison chaude pour les frites.
Liaison chaude en semaine, liaison froide pour le WE.
Liaison chaude en général mais liaison froide pour assurer quelques plats pour les consommateurs végétariens.
etc.

Critères de choix de la liaison

Plusieurs critères permettent de choisir entre les différents types de liaisons :

Le type de repas que l’on souhaite servir et les qualités gustatives,
la distance entre le lieu de production et le lieu de consommation,
le besoin de séparer le moment de production par rapport à celui de consommation,
l’hygiène,
le souhait d’offrir une large carte.

Le type de repas que l’on souhaite servir et les qualités gustatives

La liaison froide ne permet pas de tout préparer. Exemples : frites, grillades, etc.

En outre, certaines personnes refusent de passer à la liaison froide pour des raisons de goûts. Celles-ci prétendent que le goût des repas en liaison froide est plus fade et préfèrent offrir une cuisine traditionnelle en liaison chaude.

La distance entre le lieu de production et le lieu de consommation

Si la distance entre le lieu de production et de consommation est trop grande ou si la distribution est d’une complexité telle que les repas risquent d’arriver à destination froids (cas des hôpitaux par exemple) une liaison froide s’impose. En effet, en liaison chaude, les plats doivent être consommés dans les deux heures.

Le besoin de séparer le moment de production par rapport à celui de consommation

La liaison froide peut se choisir lorsqu’on souhaite différer le moment de production par rapport à celui de consommation. Cela se passe, par exemple, dans des institutions où l’on sert des repas le week-end mais que l’on souhaite limiter au maximum le personnel de cuisine durant ces périodes.

L’hygiène

La liaison froide est un mode de préparation très hygiénique. Les qualités nutritives sont conservées. C’est pourquoi elle est très souvent choisie dans les hôpitaux.

Le souhait d’offrir une large carte

La liaison froide permet plus facilement de satisfaire cette exigence.

Consommation de la liaison

La consommation varie de :

1,2 à 4,25 kWh/repas (moyenne de 2,5) en liaison chaude,
0,7 à 1,5 kWh/repas (moyenne de 1) en liaison froide positive.

Les puissances appelées sont en moyenne de :

420 W/repas en liaison chaude,
120 W/repas en liaison froide positive.

L’origine de la différence entre la liaison chaude et la liaison froide positive est multiple :

La liaison froide demande une descente, puis une remontée rapide en température. Ces étapes consomment une énergie supplémentaire par rapport à la liaison chaude. La remontée en température en liaison froide engendre une puissance de pointe très élevée du fait que l’on ne peut étaler la remontée.

Néanmoins, les surconsommations dues aux deux étapes supplémentaires de la liaison froide sont compensées.

En effet, d’une part, la liaison froide permet d’utiliser les appareils à leur charge nominale, ce qui les rend beaucoup plus efficaces au niveau énergétique. Une marmite qui permet de cuire 100 kg. de pomme-de-terre est utilisée à sa pleine charge même si l’on en a besoin que de 50 kg.; le reste sera consommé plus tard.

De plus, l’eau chaude d’un bain-marie, par exemple, peut être récupérée pour la cuisson suivante. D’autre part, en liaison froide, il n’y a, en principe, pas de maintien en température nécessaire. Les repas sont remontés en température juste avant le service.

Ainsi, la consommation plus importante de la liaison chaude par rapport à la liaison froide n’est pas directement due au mode de liaison mais principalement à une différence dans le types d’aliments préparés : les cuissons à haute température telles que fritures, grillades, etc. ne concernent que la liaison chaude.

Ce type de cuisson est très énergivore. En effet, le rendement des grills, des sauteuses et des friteuses, … est faible. Il y beaucoup de pertes : la chaleur n’est pas confinée à l’intérieur des appareils vu qu’ils sont ouverts. L’évaporation très énergivore est importante. Le transfert de chaleur n’est pas favorisé comme dans des appareils tels que fours à convection forcée ou four combiné air-vapeur.

La consommation ne représente donc pas un critère de choix de la liaison. C’est le type d’aliment que l’on veut préparer qui va conditionner la consommation et non la liaison choisie.

Enfin, au niveau du prix de revient de l’énergie, la liaison froide permet de décaler la préparation par rapport au service et permet donc de décaler la consommation de la préparation en dehors de la période où a lieu la pointe quart-horaire et diminue ainsi la facture électrique. Dans certains cas, on peut même décaler la préparation vers les heures creuses. On bénéficie alors d’un prix plus avantageux pour le kWh.

Audit	Pour comprendre la logique tarifaire du distributeur – Haute Tension.
Audit	Pour comprendre la différence entre heures creuses et heures pleines.

Posted By : 25 Sep, 2007

Choisir le dégivrage

Précautions à prendre au niveau du choix de l’enceinte et du groupe

Au niveau de la configuration de l’enceinte et pour éviter au mieux la formation de givre sur l’évaporateur, il est préférable que celui-ci soit situé loin de l’entrée par laquelle est amené l’air chaud et humide.

Exemple.

La chambre froide est installée chez un grossiste en fruits et légumes. L’évaporateur de la chambre froide se situe comme sur le dessin ci-après :

La porte est ouverte toute la journée pour permettre aux clients (des petites supérettes) de venir faire leurs achats, des bandes en plastique sont installées pour limiter les pertes frigorifiques.

La température d’évaporation étant de -8° un dégivrage est nécessaire. La proximité de la porte favorise les entrées d’air à température moyenne de 20°. Cet air chaud est aspiré par l’évaporateur et du givre apparaît très vite sur la batterie.
Un dégivrage est nécessaire toutes les deux heures alors que dans d’autres conditions seul 3 à 4 dégivrages par 24 heures seraient suffisants.

Pour éviter des consommations importantes d’électricité et une régulation qui apporterait toujours des soucis, il a été prévu d’arrêter la production frigorifique toutes les deux heures tout en laissant tourner les ventilateurs de l’évaporateur. On dégivre 10 minutes uniquement grâce à la température ambiante de l’air.

En ce qui concerne l’installation, pour faciliter et optimiser les opérations de dégivrage, on choisit, de préférence, une installation avec :

Une vanne magnétique sur le circuit frigorifique (juste avant l’évaporateur).
Cette vanne va permettre d’arrêter le cycle du fluide frigorigène lors d’un dégivrage : lors d’un dégivrage, l’alimentation électrique de la vanne magnétique est coupée. La vanne se ferme. La Basse Pression au compresseur descend et le compresseur s’arrête dès que le niveau réglé sur le pressostat Basse Pression est atteint.Quand il n’y a pas de vanne magnétique, le compresseur est directement arrêté électriquement (contacteur). Mais dans ce cas, une migration de réfrigérant peut se produire et encore continuer à s’évaporer, ce qui peut poser problème.
Des manchons souples placés à la sortie du ventilateur de l’évaporateur si la technique de dégivrage produit de la chaleur sur l’évaporateur. Lors d’un dégivrage, lorsque la ventilation est à l’arrêt, ce manchon retombe et se rabat sur la surface de pulsion du ventilateur. Une barrière physique est ainsi créée autour de la chaleur produite dans l’évaporateur pour dégivrer l’évaporateur.
Ces manchons souples en fibre polyester sont encore appelés « shut up ».

Précautions à prendre au niveau de l’utilisation de l’enceinte

Une organisation rationnelle des interventions dans les chambres froides peut être source d’économies d’énergie. On peut regrouper les interventions et laisser les portes ouvertes pendant un temps le plus court possible.
Il y aura ainsi moins d’air humide qui entrera à l’intérieur de l’enceinte. Au niveau économies d’énergie, on gagne ainsi sur trois plans :

au niveau de l’énergie nécessaire pour dégivrer,
au niveau de l’énergie nécessaire au refroidissement et au séchage de l’air humide qui entre dans l’enceinte,
au niveau de l’énergie nécessaire pour éliminer les quantités de chaleur accumulées dans les évaporateurs au moment des dégivrages, dont le nombre et la durée peuvent diminuer.

Exemple.

Soit une chambre froide négative de dimensions intérieures : L = 4 m, l = 4 m, h = 3 m.
L’air à l’extérieur de la chambre a les caractéristiques suivantes : t° = 28°C, HR = 80 %.
L’air intérieur a les caractéristiques suivantes : t° = -18°C, HR = 50 %.
La chambre est « sollicitée » pendant 12h/jours.

Il y a 10 interventions par heure, pendant chacune d’elle la porte est laissée ouverte pendant 30 secondes.
Avec cette utilisation, l’énergie électrique nécessaire pour le dégivrage est de 15,6 kWh/jour.

Avec une meilleure organisation, le personnel n’ouvre plus la porte que 5 fois par heure et ne la laisse plus ouverte que 6 secondes par intervention.
L’énergie électrique nécessaire pour le dégivrage n’est plus que de 3,9 kWh/jour soit une économie de 11,7 kWh/jour.
Avec un prix moyen de 0,115 € du kWh, cela représente une économie de 11,7 [kWh] x 0,115 [€] 260 [jours], soit 350 € par an pour une seule chambre froide.

Il faut ajouter à cette économie, l’énergie gagnée sur le refroidissement et le séchage de l’air entrant dans la chambre froide, ainsi que sur le givrage de la vapeur qu’il contient.
En effet, dans le premier cas, le renouvellement d’air de la chambre est de 61 volumes par 24 h; l’énergie frigorifique nécessaire pour traiter cet air est de 109,6 kWh pour le refroidissement et le séchage dont 46,9 kWh pour le givrage.
Dans le second cas, le renouvellement n’est plus que de 6,2 volumes par 24h et l’énergie nécessaire n’est plus que de 11 kWh (refroidissement et séchage), dont 4,7 kWh pour le givrage.

Avec un COP global moyen de 2,5 et un coût moyen de 0,115 € du kWh électrique, cela représente une économie supplémentaire de ((109,6-11) [kWh] / 2,5) x 0,115 [€] x 260 [jours], soit 1179,25 € par an.

Dans cet exemple, on n’a pas diminué le nombre de dégivrages dans le cas où il y a moins de vapeur qui rentre dans la chambre. Cela représente, en fait, une économie supplémentaire car il faut moins d’énergie pour refroidir les masses métalliques des évaporateurs, chauffées lors des dégivrages.

Remarque : vu la remarque

ci-dessous, cet exemple sert plus à montrer qu’il y a de grosse possibilité d’économies par une utilisation rationnelle de la chambre froide qu’à donner des chiffres exacts. En effet, la masse de l’évaporateur ainsi que le nombre de dégivrage ont été encodés de manière arbitraire.

Calculs

Si vous voulez estimer vous même les possibilités d’économiser de l’énergie grâce à une utilisation rationnelle de votre chambre froide, cliquez ici !

Mais ATTENTION : ce tableau doit être utilisé avec beaucoup de précautions !

En effet, les résultats dépendent de paramètres introduits par l’utilisateur. Or ces paramètres ne sont pas toujours connus et dépendent eux-même du résultat des calculs.

Par exemple :

La masse des évaporateurs est une donnée arbitrairement introduite par l’utilisateur. Or elle dépend d’une série de paramètres qui ne sont pas dans le tableau (et notamment la puissance frigorifique totale). Il est donc a priori très difficile d’introduire une valeur correcte pour la masse des évaporateurs.
Le nombre de dégivrage est aussi une donnée arbitrairement introduite par l’utilisateur.
Or, il dépend de la masse de givre piégée sur les ailettes des évaporateurs, de l’écartement de ces ailettes, de la surface d’échange des évaporateurs (c’est-à-dire de leurs dimensions) qui conditionne l’épaisseur moyenne de givre collé sur les ailettes.

Il faut aussi se rappeler que le rendement d’un évaporateur baisse au fur et à mesure que du givre vient se placer dans les interstices entre les ailettes.
Cela veut dire que si on diminue artificiellement le nombre de dégivrages, on diminue évidemment l’énergie nécessaire pour les dégivrages parce qu’il faut moins souvent chauffer les masses métalliques, mais on diminue aussi le rendement des évaporateurs (et donc de la machine entière) avec le grand danger d’avoir des évaporateurs bourrés de glace, ce qui provoquera finalement l’arrêt de la machine.

En fait, cela revient à dire que le calcul des machines frigorifiques doit être un calcul intégré où les éléments du bilan frigorifique ne peuvent pas toujours être envisagés séparément, comme c’est le cas ici avec ce tableau…; il s’agit d’un calcul itératif !

Choix de la technique de dégivrage

Le réchauffage de la batterie pour assurer la fusion du givre peut se faire de diverses façons :

par résistance chauffante,
par introduction de vapeurs refoulées par le compresseur,
par aspersion d’eau sur la surface externe, givrée, de la batterie,
par circulation d’air.

Les deux premières méthodes citées ci-dessus sont les plus courantes :

Par résistance chauffante

Des résistances chauffantes sont imbriquées dans les tubes en cuivre qui composent la batterie de l’évaporateur. Leur position et leur puissance sont étudiées par le fabricant de manière à répartir uniformément la chaleur produite à l’ensemble de la batterie.

Avantages, inconvénients et choix

C’est une méthode simple, très répandue pour les unités de puissance moyenne.
Elle n’est pas dénuée de divers inconvénients : la consommation se fait en électricité directe, et donc à un prix élevé en journée, surtout si la période de dégivrage a lieu durant la pointe quart-horaire du mois.

Précautions

Dans les équipements frigorifiques des grandes cuisines, la place disponible fait souvent défaut et la tendance des architectes est de sélectionner du matériel très compact. D’autre part, les budgets sont de plus en plus étroits, ce qui ne facilite pas la sélection de matériel de qualité.
Cependant pour assurer un bon fonctionnement du dégivrage à long terme, certaines précautions sont à prendre :

Les résistances n’ont pas une durée de vie éternelle. Elles doivent être remplacées en cas de défaillance. Lors de l’installation de l’évaporateur, il ne faudra donc pas oublier de tenir compte de leur longueur (généralement la longueur de l’évaporateur) et laisser l’espace nécessaire pour permettre de les extraire de leur » doigt de gant « .
Toutes les résistances sont fixées à l’aide de fixation ad hoc dans la batterie. Il importe de fixer également les nouvelles qui seraient introduites après un remplacement.En effet, si les résistances ne sont pas bien fixées, les dilatations produites lors du chauffage et du refroidissement peuvent faire bouger les résistances et les faire sortir de leur position avec comme conséquence de ne plus chauffer uniformément la batterie sans compter les inconvénients matériels que cela suppose.

Par introduction de vapeurs refoulées par le compresseur

Cette technique, encore appelée dégivrage par « vapeurs chaudes » ou par « gaz chauds », consiste à inverser le cycle et à faire fonctionner l’évaporateur, le temps du dégivrage, en condenseur.

Avantages, inconvénients et choix

L’inversion de cycle est très économique, notamment car les vapeurs chaudes sont directement introduites dans les tubes avec des températures très élevées. Les temps de dégivrage sont donc très courts : parfois quelques secondes suffisent.
Néanmoins, cette méthode complique le réseau des conduites frigorifiques : des éléments supplémentaires tels que la vanne à 4 voies (qui sert à l’inversion de cycle), vannes magnétiques pour couper les circuits, etc. viennent s’ajouter à l’installation.
Ainsi, elle est surtout utilisée dans les installations industrielles.
Dans les équipements frigorifiques des grandes cuisines, il n’y a que les machines à glaçons, quand il en existe, qui sont parfois munies d’un système d’inversion de cycle pour démouler les glaçons.

Par aspersion d’eau sur la surface externe, givrée, de la batterie

Avantages, inconvénients et choix

Cette technique est parfois utilisée pour des enceintes froides à des températures voisines de 0°C et pour des enceintes réclamant une humidité élevée (chambres de conservation de fruits). La consommation d’eau, fluide de plus en plus coûteux, est un inconvénient.

Par circulation d’air de la chambre

De l’air provenant soit de l’intérieur de la chambre même, soit de l’extérieur, est envoyé sur l’échangeur. Dans le premier cas, le dégivrage est très lent. Dans le second, il faut isoler l’évaporateur de la chambre, ce qui n’est pas pratique.

Avantages, inconvénients et choix

L’inertie des produits stockés doit être suffisante à maintenir l’ambiance dans une fourchette de température acceptable. C’est donc une technique qui n’est pas à utiliser pour des chambres froides qui sont quasi vides juste avant le réapprovisionnement.
La première de ces méthodes a l’avantage de récupérer totalement l’énergie frigorifique stockée dans la glace. De plus seule une horloge est nécessaire pour interrompre la production frigorifique. Elle ne tombe donc jamais en panne.
En général, cette méthode est utilisée avec une température de chambre supérieure à 0°C et lorsque les enceintes ne sont pas trop sollicitées par des ouvertures de portes. Mais la pratique montre que certains régulateurs « intelligents » utilisent également ce système lorsque la température est fortement négative, grâce au fait qu’en dessous de -5°C la structure de la glace est très différente (beaucoup plus poudreuse et donc moins collante : une sublimation est alors possible).
Remarque : cette technique est celle utilisée par un fabricant qui propose une régulation intelligente des dégivrages.

Choix de la régulation du dégivrage

Le dégivrage est une source de consommation d’énergie :

Par l’apport de chaleur nécessaire à la fusion du givre (effet utile).
Suite à l’échauffement, suivi du refroidissement, de la masse métallique de la batterie (effet nuisible).
Par le réchauffement partiel, suivi de la remise en température de la chambre froide, une partie de la chaleur que nécessite le dégivrage ayant été perdu dans cette enceinte (effet nuisible).

Il existe donc une fréquence optimale de dégivrage pour minimiser l’énergie dépensée par cette opération :

Trop fréquente, ils sont effectués alors qu’une faible quantité de givre s’est déposée sur la surface froide, l’effet utile est insuffisant devant les effets nuisibles qui l’accompagnent.
Trop peu fréquente, la masse excessive de givre présente sur la batterie diminue l’efficacité énergétique de la machine frigorifique.

Choix du type de régulation

Pour les petites enceintes, une régulation par horloge peut suffire. Mais mal utilisée, cette régulation peut conduire à des aberrations énergétiques : qu’il y ait présence ou non de glace, le dégivrage est enclenché à l’heure programmée, la durée du dégivrage est fixe, quelle que soit la présence effective de glace.
Ainsi, en fonction des conditions d’exploitation des enceintes froides (peu ou beaucoup d’ouvertures de portes), les agents d’exploitation devront modifier la fréquence des dégivrages par le réglage des horloges, et une sonde de fin de dégivrage doit permettre à l’installation de redémarrer plus rapidement que la période fixée.
Cependant ils ne doivent, en aucun cas, intervenir sur la séquence interne des opérations de dégivrage. Certaines d’entre elles, si elles sont mal conduites, peuvent créer des écarts de pression intolérables entre l’intérieur et l’extérieur des chambres froides.
Pour les plus grandes enceintes, il est indispensable, au niveau énergétique, que la séquence des dégivrages réels se rapproche au mieux de la séquence utile. On utilise pour cela une régulation électronique intelligente de dégivrage. De tels systèmes permettent des économies substantielles.
Il en existe au moins deux sur le marché :

Le premier système de régulation électronique intelligent permet d’espacer la séquence de dégivrages initialement programmés s’il n’a pas détecté de phase de fusion suffisamment longue durant les 10 dernières opérations de dégivrage programmés.
Le second système de régulation électronique intelligent détecte la présence de glace à partir de deux sondes de température (l’une mesure la température ambiante de la chambre, l’autre est placée dans les ailettes de l’évaporateur). L’explication de ce principe ne nous a pas été détaillée.Chez ce fabricant, le critère d’arrêt du dégivrage classique est une température d’évaporateur de 10°C. Cela semble élevé mais c’est, semble-t-il, une sécurité par rapport à l’absence totale de glace.En plus de cette détection de givre, ce système choisit un dégivrage par circulation d’air de la chambre chaque fois que la température intérieure le permet. Ce qui est très intéressant au niveau énergétique puisque non seulement il ne faut pas produire de la chaleur pour le dégivrage, mais qu’en plus, toute l’énergie latente contenue dans la glace sera restituée à l’ambiance.Un dégivrage classique par résistance chauffante n’aura lieu que lorsqu’il n’est pas possible d’attendre la fusion de la glace par l’air ambiant.

Quel que soit le système de régulation intelligente, la souplesse de ces appareils par rapport aux thermostats mécaniques permet d’affiner les réglages et de proposer des fonctions complémentaires :

alarmes,
possibilité de faire fonctionner le congélateur avec une consigne abaissée de 5°C la nuit (pour bénéficier du courant de nuit),
possibilité de délester durant la pointe 1/4 horaire,
…

D’après le fabricant du second système système ci-dessus, l’investissement (+/- 1 625 €) est amorti en moins d’un an.

Exemple.

Une chaîne de supermarchés belge a adopté ce système pour l’ensemble de ses chambres froides depuis 2 ans. Un des responsables techniques nous a confirmé que l’investissement a largement été amorti sur cette période en regard des économies d’énergie apportées (plus de 20 % de la consommation de la chambre). Une généralisation de ce système à l’ensemble des points de vente est programmée.

De plus, ces systèmes peuvent tout à fait s’adapter sur des installations existantes.
Lors de la pose d’un système de régulation de dégivrage, il est important de l’adapter au mieux à la chambre froide et à son utilisation. Il appartient au frigoriste de bien poser au client les questions pour comprendre son mode de travail et de câbler la régulation la plus appropriée.

Autres précautions…

Pour optimiser le dégivrage, le frigoriste ne doit pas oublier de prévoir deux temporisations dans les étapes de dégivrage :

Après l’opération de dégivrage proprement-dite, il faut prévoir une temporisation avant l’ouverture de la vanne magnétique (permettant à la production frigorifique de reprendre). Cette précaution permet d’assurer l’égouttage.
Ensuite, il faut prévoir une deuxième temporisation avant la remise en fonctionnement des ventilateurs de l’évaporateur. Cette temporisation permet à la batterie d’atteindre une température moyenne inférieure ou égale à celle de l’enceinte. À défaut, la remise en route prématurée des ventilateurs peut envoyer de la chaleur dans la chambre froide et/ou des gouttelettes d’eau encore présentes.

Il veillera aussi à prévoir un système de sécurité qui arrête le dégivrage dès qu’une température ambiante excessive est atteinte. Cette sécurité doit, par exemple, être accompagnée d’une alarme qui prévient le personnel du problème.
Cette précaution est d’autant plus importante que les produits stockés sont coûteux.

Exemple.

Il est déjà arrivé qu’un contacteur qui commandait les résistances électriques de dégivrage d’une enceinte stockant des crustacés, du caviar, etc. reste bloqué et que du chauffage soit diffusé toute la nuit dans la chambre avant que le personnel ne s’en aperçoive le lendemain matin.

Évacuation des condensas

Il faut prévoir un raccordement de décharge pour l’évacuation des condensas ou des eaux de dégivrage.
Dans les chambres froides négatives, pour éviter le gel, les tuyaux qui évacuent les condensas doivent être calorifugés, voir chauffés. L’évacuation par le haut à l’aide d’une pompe de relevage offre l’avantage d’éviter les passages de tuyaux à l’intérieur de l’enceinte (en général, l’évaporateur est suspendu au plafond). De façon générale, il faut chercher à sortir les condensas par le chemin le plus court de la chambre froide vers l’extérieur de manière à éviter tout souci.
L’exploitation devra toujours veiller à la bonne évacuation des eaux de dégivrage, et donc maintenir toujours libre de givre non fondu le bac de collecte de ces eaux. Elle doit également veiller au bon état de la conduite d’évacuation et de son système de chauffage (pour les chambres à températures négatives).
L’écoulement des condensas est primordial pour assurer de parfait dégivrage. Un bac de condensas qui ne se vide pas va provoquer très rapidement la prise en glace de la batterie par simple conduction entre l’eau et les ailettes.

La cellule de refroidissement ou de congélation rapide

Les temps maximum autorisés pour refroidir ou surgeler dans une cellule est relativement court (respectivement 2 h ou 4 h 30); le dégivrage se fait en fin de cycle.

Posted By : 25 Sep, 2007

Choisir les appareils de cuisson

Règle générale

D’une façon générale, pour minimiser les consommations d’énergie, on doit choisir des appareils bien dimensionnés ayant un rendement élevé.

En ce qui concerne l’optimisation de la pointe quart horaire, on a intérêt à choisir des appareils électriques qui prévoient une puissance spécifique de maintien en température. Il existe, par exemple, des marmites ou des fours qui disposent d’une résistance importante pour la montée en température et une deuxième plus faible pour le maintien en température. Ces appareils coûtent plus cher mais peuvent engendrer une puissance de pointe moindre.

Ce principe n’existe pas sur des appareils tels que les friteuses, grills, sauteuses ou fourneaux car pour de tels équipements, on a besoin de toute la puissance pour remonter en température afin de ne pas risquer d’obtenir une mauvaise cuisson.

Ce système n’est intéressant que s’il existe déjà une grande discipline de la part des cuisiniers pour ne pas enclencher tous les appareils en même temps.

Le rendement des appareils

Le rendement d’un appareil de cuisson représente le rapport entre l’énergie absorbée par la charge (les aliments) et l’énergie totale absorbée. En effet, de l’énergie totale nécessaire à la cuisson des aliments, seule une part parvient finalement sur la table. L’autre part se retrouve dans l’eau utile à la cuisson ou s’échappe par les parois des appareils.

Le rendement d’un appareil dépend avant tout du type de cuisson. Ainsi, dans la gamme des appareils permettant d’arriver au résultat souhaité au niveau du goût, on a intérêt, au niveau énergétique, à utiliser, celui ayant le meilleur rendement. Exemple : il vaut mieux cuire les brocolis au cuiseur à la vapeur (rendement jusque 90 %) plutôt qu’à la marmite (rendement moyen de 50 %).

Pour un même type d’appareil, le rendement dépend principalement des facteurs suivants :

la qualité d’isolation pour les enceintes fermées,
l’efficacité des dispositifs de réglage,
l’inertie de l’élément chauffant.

Une paroi non isolée dégage une puissance calorifique d’environ 1 000 W/m² en moyenne. Tandis qu’une paroi bien isolée dégage environ 100 W/m² en moyenne.

Exemple.

Une marmite de 150 litres a une surface de déperdition de 1,6 m². Si l’on reprend les chiffres moyens ci-dessus, la puissance perdue est donc de 1 600 W pour une paroi mal isolée et de 160 W pour une paroi bien isolée. Pour une durée de cuisson de 1 heure, l’énergie perdue sera de 1,6 kWh dans le premier cas et de 0,16 kWh. dans le second. Au prix moyen de 0,115 € du kWh la différence dans le coût d’utilisation est de 0,165 €, pour une seule utilisation.

Une bonne régulation des appareils permet de gagner 10 % au niveau de la consommation.

Le rendement d’un appareil est à demander au fabricant. En effet, celui-ci ne se retrouve pas dans la documentation des fabricants qui préfèrent citer des pourcentages d’économie sans préciser l’objet de la comparaison.

Le dimensionnement

Le choix et le dimensionnement des appareils dépendent de nombreux critères :

le type de cuisine offerte au consommateur,
le type de liaison,
le nombre de couverts,
le nombre de repas par jour,
la variété des plats offerts aux consommateurs,
la gamme des produits de base,
etc.

Il ne s’agit pas ici de montrer comment dimensionner chaque appareil, mais bien de donner quelques indications !

Il est très difficile d’arriver à ce résultat à partir d’abaques de dimensionnement et il vaut mieux choisir et dimensionner les appareils à partir de la situation réelle de la cuisine.Équiper rationnellement une cuisine, c’est chercher à faire coïncider la capacité de production réelle des équipements aux besoins de la cuisine. En effet, si un équipement est sous-dimensionné, il ne permettra pas d’offrir le service voulu aux consommateurs. À l’inverse, s’il est sur-dimensionné, le rendement de l’appareil sera mauvais. Il représentera une perte financière à l’achat et à la consommation. Enfin, tout équipement qui n’est pas utilisé représente une perte sèche.

Le choix et le dimensionnement des appareils se fait, si possible, en collaboration étroite avec le chef-coq. Il représente la personne adéquate pour disposer d’une vue d’ensemble de tous les critères dont dépend le choix des appareils et le contexte de production.

Exemple.

Dans une cuisine considérée, on a répertorié les données suivantes pour dimensionner les marmites de manière optimale.

La (les) marmite(s) va(vont) servir à préparer :

du potage,
des légumes,
de la purée, de la compote ou du pudding,
des sauces.

Pour le potage, la quantité est de 0,3 litre par potage, il faut compter 65 % de potage par rapport au nombre de repas et le taux de remplissage est de 100 %.

Pour les légumes, il faut prévoir une contenance de 1/4 litre par repas et le taux de remplissage est de 80 %.

Pour la purée, la compote et le pudding, il faut compter 0,15 litre par repas, 50 % d’unités par rapport au nombre de repas et un taux de remplissage de 80 %.

Pour la sauce, il faut compter 0,1 litre par repas et le taux de remplissage est de 80 %.

Ces données vont servir de base pour dimensionner les marmites en fonction de la situation réelle.

On sera peut-être amené à choisir plusieurs petits appareils plutôt qu’un seul gros appareil.

Remarques.
Pour beaucoup d’appareils (exemple : sauteuse, friteuse, etc.), la capacité productive d’un équipement n’est pas égale à sa capacité théorique. La capacité productive s’exprime en produits par unité de temps. Exemple : nombre de grillades à l’heure, nombre de cafés à la minute, etc.

Elle tient compte de l’ensemble des temps nécessaires à l’ensemble d’un cycle de fonctionnement. Pour un équipement de cuisson d’une certaine contenance, on distingue le temps de chargement, de montée en température, de cuisson proprement-dite, de déchargement et de nettoyage.

Par manque d’information sur la manière dont va être utilisé un équipement, un fabricant se contente de donner la capacité théorique d’un équipement qui ne tient compte que des temps actifs (cuisson). La capacité théorique ne tient donc pas compte des différents temps morts nécessaires à la production.

Au risque de surestimer la capacité réelle d’un équipement, il faut donc la calculer à partir de la capacité théorique et du contexte de production.

Choix des plaques de cuisson

On choisit de préférence des foyers infrarouges avec détecteur de casserole ou des plaques à induction. Celles-ci ont un meilleur rendement (induction : 90 %), infrarouges (75 %) qu’une plaque électrique en fonte (60 %).

Le meilleur rendement d’une plaque à induction va permettre de gagner jusqu’à 35 % d’énergie par rapport à une plaque en fonte électrique mais elle va aussi engendrer une économie en supprimant les problèmes de plaques en fonctionnement continu puisque la plaque à induction ne fonctionne qu’en présence d’une casserole. L’économie peut alors être beaucoup plus importante.

Mesures comparatives de la consommation d’énergie pour l’échauffement de 1,5 l d’eau de 20 à 95 °C et pour différentes plaques de cuisson
Induction	162 Wh	100 %
Foyer halogène sous vitrocéramique	220 Wh	136 %
Foyer radiant sous vitrocéramique	233 Wh	144 %
Plaque fonte	252 Wh	155 %
Réchaud à gaz naturel, feu ouvert	295 Wh	182 %

Mesures comparatives de la durée de l’échauffement de 1,5 l d’eau de 20 à 95°C, pour une puissance de 2 kW
Induction	336 sec	100 %
Foyer halogène sous vitrocéramique	399 sec	119 %
Foyer radiant sous vitrocéramique	428 sec	127 %
Plaque fonte	454 sec	135 %
Réchaud à gaz naturel, feu ouvert	532 sec	158 %

Le prix d’une plaque à induction est élevé, rendant son temps de retour proche des 15 ans par rapport à une plaque classique en fonte bien utilisée. Néanmoins, ce temps de retour peut n’être que de 2 ans si la plaque classique est allumée en continu et ce, dès le matin.

De plus, la diminution du dégagement de chaleur va améliorer le confort et diminuer la ventilation si celle-ci est réglée en fonction des besoins.

Si l’on opte pour des plaques au gaz, on les choisit avec un « économiseur sur feu vif », appelé « Top Flam ». Il s’agit d’un détecteur de récipient situé à côté du brûleur, qui permet l’allumage ou l’extinction automatique du brûleur principal par simple contact avec le récipient. Outre les gains énergétiques, ce dispositif a aussi un effet induit favorable sur le confort (pas de dégagement inutile de chaleur), et offre une sécurité accrue (suppression des risques de brûlure quand le feu vif reste découvert).

L’apparition de détecteurs d’ustensiles sur les fourneaux dont l’élément chauffant montre une faible inertie : foyer halogène ou radiant sous plaque vitrocéramique pour l’électricité et feu ouvert pour le gaz, permet dans certains cas d’abaisser la consommation d’énergie de 30 à 50 %.

Choix des fours

Un four à convection forcée est préférable à un four à convection naturelle.

Dans les fours à convection forcée, l’action d’une turbine favorise l’homogénéité de la température et la rapidité de transmission de la chaleur. Cette technique améliore sensiblement le rendement (45 % pour un four statique et 80 % pour un four à convection forcée). L’économie d’énergie est en plus renforcée par une montée en température rapide. Globalement, on parle d’une économie d’énergie de 45 %.

L’économie d’énergie est encore plus grande avec un four combiné air/vapeur. Le transfert calorifique s’effectue par l’intermédiaire de vapeur à pression atmosphérique ou très basse pression. Le rendement est meilleur qu’avec un transfert à air chaud pulsé de l’ordre de 40 % et engendre une plus faible déshydratation des denrées. Néanmoins, la vapeur ne peut pas être utilisée pour toutes les préparations.

La tendance actuelle est d’acheter ces fours comme appareils polyvalents faisant office de four, marmite, sauteuse, voire plaque à snacker ou même friteuse. Une seule électronique gère le tout, avec des programmes faciles à régler (on affiche, par exemple, simplement le nom du produit et parfois sa masse).

Leur gain de consommation est complexe, car il faut comparer à plusieurs autres types de matériels, et pondérer par rapport à leurs fréquences respectives d’utilisation. En moyenne, le bilan est assez bon : des appareils individualisés performants obtiennent les mêmes consommations, et font parfois mieux mais l’appareil polyvalent gagne souvent par son automatisation poussée, et par ses multiples programmes permettant de choisir exactement le plus adapté.

En liaison froide, le choix d’un four combiné air/vapeur est particulièrement intéressant au niveau des consommations énergétiques. En effet, pour profiter de l’avantage du meilleur rendement du four combiné par rapport à celui de la plupart des autres appareils, il doit être utilisé à sa charge nominale. L’économie peut encore être augmentée de 10 à 15 % si le four est utilisé sans interruption entre les cuissons. Ce genre d’organisation est très facile en liaison froide. De plus, dans ce cas, l’utilisation du four combiné peut être synchronisée avec celle de la cellule de refroidissement rapide, rendant inutile l’utilisation du four de maintien en température.

En liaison chaude, cette organisation n’est pas très adaptée. Dans certains cas, le gain énergétique peut même être négatif.

Ces appareils polyvalents ont des limites : on ne peut tout faire simultanément.

Si aucun délestage général de la cuisine n’est prévu, on choisit de préférence un four combiné équipé d’un régulateur électronique qui hache la demande d’énergie et qui assure donc la fonction du délesteur de charge au niveau du four uniquement.

Le cuiseur à vapeur

La cuisson au cuiseur à la vapeur est l’une des plus intéressantes au niveau énergétique. Le rendement de cet appareil atteint les 90 %. Pour autant qu’elle permette d’atteindre les qualités recherchées au niveau résultat de cuisson, on a donc intérêt à la choisir le plus souvent possible.

La basse consommation de la cuisson avec ces appareils est due au confinement (pas d’évaporation de l’aliment), à la durée : cuisson plus rapide au-dessus de 100°C (grâce à la pression, on augmente la température de cuisson de 15°C, ce qui demande plus d’énergie, mais on réduit le temps de moitié), à la taille réduite du matériel (moins de masse inerte et moins d’échange avec l’air ambiant), à la température (qui n’est pas si élevée que cela, comparée à un bain de friture ou à un grill), au bon transfert de chaleur (turbulence de la vapeur et chaleur de recondensation au contact des aliments) et aux moindres quantités d’eau à chauffer (comparer au court bouillon).

Remarque : on peut obtenir des résultats assez comparables (quoiqu’un peu moins bons) avec une cuisson en marmite, bien dimensionnée, avec couvercle et très bien réglée (avec automatisme) ou en cuisson sous vide.

Choix des marmites

Il existe des marmites à chauffage direct ou indirect (ou au bain-marie). Une marmite à chauffage indirect dispose d’une double enveloppe.
Il existe 4 grands types de marmites à chauffage indirect :

la double enveloppe est alimentée manuellement avec de l’eau,
la double enveloppe contient de l’huile en circuit fermé,
la double enveloppe est alimentée avec de la vapeur basse pression en circuit fermé,
la double enveloppe est alimentée avec de la vapeur haute pression en circuit fermé.

Les deux dernières sont aussi considérées comme des marmites directes avec la vapeur comme « combustible ».

Le système indirect avec vapeur haute pression a un rendement plus élevé que le système indirect avec vapeur basse pression qui lui-même a un meilleur rendement que le système à alimentation en eau. En effet, avec la vapeur comme alimentation, il y a un meilleur transfert de chaleur. La vapeur est bien répartie dans la double enveloppe et pas uniquement dans le bas comme l’eau. Mais ces appareils reviennent plus chers. En effet, les matériaux et les soudures doivent pouvoir résister à la pression.

Un mélangeur (qui peut être utilisé pour certains aliments) permet d’améliorer le transfert de chaleur. Le mélangeur dans une marmite à chauffage indirect présente un autre avantage : il permet de refroidir rapidement et dans les délais requis une préparation en utilisant soit de l’eau de distribution, soit de l’eau réfrigérée.

En liaison froide, on a intérêt à choisir des marmites permettant de programmer tout un cycle de production : remplissage, cuisson, mélange, refroidissement. Le programme pourra ainsi être enclenché la nuit et on bénéficie ainsi du tarif heures creuses.

Les commandes informatiques permettent non seulement de commander différents processus de fabrication, mais permet aussi d’afficher la température mesurée dans la marmite.

Et en plus….

Les appareils électriques sont choisis, de préférence, avec une connexion prévue pour raccorder un délesteur de charge. Cette connexion permet de s’assurer que l’appareil est prévu pour être délesté et que le délestage se fera sur le bon organe.

Si l’appareil ne possède pas de connexion de délestage, cette connexion peut toujours être réalisée a posteriori mais elle doit alors être décidée et réalisée par une personne ayant une bonne connaissance du cycle de fonctionnement des appareils de manière à ne pas perturber leur fonctionnement.

A propos des appareils au gaz

Il y a eu beaucoup d’améliorations concernant le rendement des appareils au gaz ces dernières années. Outre un bon calorifugeage, ce rendement est obtenu par le brûleur séquentiel, par l’optimisation du transfert de chaleur et par l’allumeur électronique.

Avec un brûleur séquentiel, la diminution de l’apport de chaleur est obtenue par une série d’arrêts et de remises en marche du brûleur plutôt que par une diminution du débit de gaz qui a pour effet de raccourcir la flamme.

Avec un brûleur séquentiel, l’allumage s’effectue toujours à plein débit. Il permet d’augmenter le rendement de l’appareil de 20 points. On choisit donc les appareils (marmites, sauteuses, plaques de cuisson, etc.) avec ce type de brûleur.

Le meilleur transfert de chaleur fait gagner quelques points de rendement (parfois près de 10 points). Il s’obtient par le choix du matérial pour l’échangeur (cuivre bon conducteur) et par le choix de la géométrie des parois d’échange thermique : trajet des gaz chauds plus long, plus turbulent (ailettes, tétons).

L’allumeur électronique est plus facile à manipuler que le piezzo. On arrêtera donc plus volontiers l’appareil.

Grâce à ces techniques, il existe une friteuse au gaz à haut rendement (88 %) fabriquée en Hollande. Ce rendement est à comparer aux 45 % d’une friteuse au gaz classique.

Marquage CE et utilisation rationnelle de l’énergie

Depuis le 1er janvier 1997, les appareils de cuisson professionnels au gaz doivent porter le marquage CE. Pour obtenir ce marquage, ces appareils doivent répondre aux « exigences essentielles » des différentes directives européennes les concernant.

Outre, les aspects « sécurité », cette directive prend en compte les aspects « utilisation rationnelle de l’énergie ». En effet, le point 3.5 des exigences essentielles dit : « Tout appareil doit être construit de telle sorte qu’une utilisation rationnelle de l’énergie soit assurée, répondant à l’état des connaissances et des techniques et en tenant compte des aspects de sécurité ».

Il est essentiel que l’indication BE (abréviation de Belgique) soit reprise sur la plaquette signalétique et sur l’emballage comme pays de destination où l’appareil à gaz peut être commercialisé et installé. En effet, du fait de la pluralité des conditions de distribution des gaz et d’installation des appareils à travers les différents pays d’Europe, la mention des catégories, nécessaire pour identifier les aptitudes de l’appareil, n’est pleinement explicite qu’en liaison avec le pays de destination; cette indication a donc été considérée comme une condition essentielle pour l’utilisation en toute sécurité des appareils à gaz.

Pour les appareils de cuisson professionnels, seules les catégories I2E+, I3+ et II2E+3+ sont admises en Belgique. Pour les appareils de catégorie II2E+3+, l’état de préréglage de l’appareil doit être clairement indiqué sur l’appareil.

Posted By : 25 Sep, 2007

Choisir le système de ventilation [Cuisine collective]

Transfert ou système indépendant : l’hygiène

Pour la ventilation de la zone de cuisson et de la salle à manger, le système indépendant est beaucoup plus favorable au niveau hygiénique que le système avec transfert. En effet, avec le deuxième système, l’air vicié produit par les consommateurs dans le restaurant se retrouve comme « air neuf » dans la zone de cuisson.

À ce propos, l’arrêté royal du 7 février 1997 relatif à l’hygiène des denrées alimentaires dit : « tout flux d’air pulsé d’une zone contaminée vers une zone propre doit être évité ». Cet arrêté a été remplacé par l’arrêté du 13 juillet 2014, mais les recommandations restent d’application.

Le système avec transfert n’est donc pas interdit mais on lui préfère le système indépendant.

Néanmoins, lorsqu’un tel système est existant, on peut concevoir de filtrer l’air lors de son passage entre le restaurant et le local de cuisson. Ce filtrage peut se faire de deux manières :

Il existe des grilles de transfert avec filtres.
Cependant les grilles existantes doivent, dans ce cas, être remplacées par des grilles munies de filtres beaucoup plus grands, car les pertes de charges seront beaucoup plus importantes. De plus, le changement des filtres à temps risque de ne pas être réalisé. Ce système demande donc beaucoup de précautions.
Mieux vaut placer un groupe entre le restaurant et la zone de cuisson.
Le groupe en question est constitué de filtres et d’un ventilateur dans un caisson. Il possède une grille d’extraction et de pulsion. Un témoin signale lorsque le filtre doit être changé. Ce signal se base sur une mesure de pression.

Transfert ou système indépendant : le confort

En général, un système indépendant garantit un meilleur confort (températures) qu’un système avec transfert vu qu’il est plus facile d’adapter la ventilation au besoin d’un seul local que de plusieurs. Mais dans certains cas, le système avec transfert peut bien s’adapter aux besoins de plusieurs locaux simultanément.

Exemple.

Système indépendant dans une cuisine et dans un restaurant.

Système avec transfert entre une cuisine et un restaurant .

A condition que l’air pulsé soit contrôlé, le confort est meilleur avec un système indépendant. En effet, l’air pulsé est adapté aux besoins dans chacun des locaux. Tandis qu’avec un système avec transfert, l’air de transfert correspond aux conditions de confort pour le restaurant mais va ensuite encore subir les apports gratuits de la cuisine.

Contre-exemple.

Système indépendant dans une cuisine et dans un local de préparations froides.

Système avec transfert entre une cuisine et un local de préparations froides.

Ici, un système avec transfert peut apporter autant de confort qu’un système indépendant. En effet, l’air de transfert peut encore subir les apports gratuits de la cuisine sans atteindre des températures excessives.

Transfert ou système indépendant : consommations

Lorsque l’occupation de deux locaux est simultanée, il est évident que le système avec transfert est plus intéressant au niveau des consommations énergétiques que le système indépendant.

Mais en général les différentes occupations d’une cuisine ne sont pas simultanées (exemple : préparation, cuisson, restauration, nettoyage de la vaisselle, etc.); les consommations doivent dès lors être calculées pour chaque système pour connaître le moins énergivore.

Chacun des 3 systèmes que l’on retrouve dans une cuisine (avec transfert, indépendant ou avec transfert et amené et extraction d’air complémentaire) peut être amélioré avec des ventilateurs d’extraction et de pulsion à 2 vitesses (ou plus ou à vitesse variable) interconnectés et commandés en fonction de l’occupation.

1. Dans un système avec transfert

Dans un système avec transfert, on pulse et on extrait, dès que la cuisine ou la salle à manger est occupée, le maximum des débits calculés pour les deux pièces.

Exemple : ventilation d’une cuisine et d’une salle à manger.

Les débits calculés sont de :

10 000 m³/h en extraction dans la cuisine,
7 000 m³/h en pulsion dans la salle à manger.

Illustration ventilation d'une cuisine et d'une salle à manger.

La pulsion de 9 000 m³/h (=0,9 x 10 000 m³/h) assure la dépression par rapport au reste du bâtiment de manière à éviter la propagation des polluants.

Avec des ventilateurs à une seule vitesse :
Le débit d’air neuf = 9 000 m³/h si le restaurant et/ou la cuisine est(sont) occupé(s).

Avec des ventilateurs à deux vitesses :
Le débit d’air neuf = 9 000 m³/h si l’occupation du restaurant et/ou de la cuisine est(sont) « complète(s) ».
Si on ne se retrouve pas dans l’un des cas ci-dessus, le débit d’air neuf = 4 500 m³/h si les occupations du restaurant et de la cuisine sont partielles.

2. Le système indépendant

Avec un système indépendant, pendant les heures d’occupation des deux pièces on pulse dans chaque pièce, le débit correspondant à chacune des pièces. Pendant les heures où une seule pièce est occupée, on n’y pulse que le débit y correspondant.

Exemple : ventilation d’une cuisine et d’une salle à manger

Les débits calculés sont de :

10 000 m³/h en extraction dans la cuisine,
7 000 m³/h en pulsion dans la salle à manger.

Illustration ventilation d'une cuisine et d'une salle à manger.

Avec des ventilateurs à une seule vitesse
Le débit d’air neuf :
= 16 000 m³/h si le restaurant et la cuisine sont occupés,
= 9 000 m³/h si seule la cuisine est occupée,
= 7 000 m³/h si seul le restaurant est occupé.

Avec des ventilateurs à deux vitesses
Les débits ci-dessus sont à diviser par deux pour la (les) pièce(s) qui n’est (ne sont) occupée(s) qu’à moitié.

3. Dans un système avec transfert et amené ou extraction d’air complémentaire

Ce système est identique au système avec transfert, mais il permet de travailler avec le plus petit débit calculé pour les deux pièces. Le supplément est apporté ou extrait uniquement dans la pièce qui l’exige.

Exemple : ventilation d’une cuisine et d’une salle à manger

Les débits calculés sont de :

10 000 m³/h en extraction dans la cuisine,
7 000 m³/h en pulsion dans la salle à manger.

Illustration ventilation d'une cuisine et d'une salle à manger.

Avec des ventilateurs à une seule vitesse
Le débit d’air neuf :
= 9 000 m³/h lorsque la cuisine (au moins) est occupée.
= 7 000 m³/h lorsque seul le restaurant est occupé.

Avec des ventilateurs à deux vitesses
Le débit d’air neuf :
= 9 000 m³/h lorsque l’occupation de la cuisine est « complète »,
= 7 000 m³/h lorsque l’occupation du restaurant est complète et que la cuisine est occupée partiellement ou inoccupée,
= 4 500 m³/h lorsque l’occupation de la cuisine est « partielle » et que le restaurant est occupée partiellement ou inoccupée,
= 3 500 m³/h lorsque l’occupation du restaurant est « partielle » et que la cuisine est inoccupée.

Comparaison énergétique des différents systèmes

Exemple.

LOCAL

HORAIRES D’OCCUPATION

Légende :

occupation partielle

occupation complète

10 h 30 à 11 h 30

11 h 30 à 12 h 30

12 h 30 à 13 h

13 h à 13 h 30

13 h à 14 h

Cuisine

Restaurant

SYSTEMES

DEBITS DE PULSION A RECHAUFFER (m³/h)

TOTAL DES DEBITS D’AIR NEUF (m³)

Système avec transfert sans réglage de débit

9 000

31 500

Système avec transfert avec réglage de débit

4 500

9 000

4 500

24 750

Système indépendant sans réglage de débit

9 000

9 000 + 7 000

7 000

37 500

Système indépendant avec réglage de débit

4 500

9 000

9 000 + 7 000

7 000 + 4 500

3 500

29 000

Système avec transfert et apport/ extraction d’air complémentaire sans réglage de débit

9 000

7 000

30 500

Système avec transfert et apport/ extraction d’air complémentaire avec réglage de débit

4 500

9 000

7 000

3 500

23 250

Remarques et conclusions.

Au niveau des coûts de consommation pour réchauffer l’air pulsé, un système avec transfert est d’autant plus favorable que le temps d’occupation commune de la cuisine et de la salle à manger augmente et que le débit à extraire dans la cuisine et à introduire dans la salle à manger sont proches. Un système indépendant l’est d’autant plus que le temps d’occupation commune est faible et que le débit à extraire dans la cuisine et celui à introduire dans la salle à manger sont différents.
Un système avec réglage des débits est plus intéressant qu’un système sans réglage et ce d’autant plus que ce réglage est fin.
Au niveau des dépenses énergétiques, le système avec transfert et amenée et extraction d’air complémentaire combine les avantages des deux autres systèmes.

Simple ou double flux

L’extraction, sauf exception (local des ordures largement ouvert sur l’extérieur, …), est mécanique.

Le choix entre une pulsion naturelle ou mécanique se fait selon les mêmes critères que pour la ventilation générale.

Ventilation

Si vous voulez en savoir plus sur le choix du système de ventilation, cliquez ici (exemple des bureaux).

Pour de petites cuisines (Exemple : cuisine d’école dont les débits à extraire ne dépassent pas 5 000 m³/h), bien que cela ne soit pas optimal au niveau du confort (l’air introduit n’est pas préchauffé), l’air est parfois introduit naturellement.

Dans certains cas, même si la cuisine est très peu importante, la pulsion doit se faire mécaniquement pour des raisons pratiques (pas de possibilité de placer une grille en façade, par exemple).

Posted By : 25 Sep, 2007

Check-list d’un cahier des charges [Concevoir – cuisine collective]

Les différents points ci-dessous garantissent des équipements énergétiquement efficaces. Nous ne prétendons cependant pas être exhaustifs.

Les appareils de cuisson

Exigences	Pour en savoir plus…
Les appareils sont calorifugés et régulés.	Concevoir
Les plaques électriques sont à infrarouge ou à foyer halogène avec détecteur d’ustensiles ou à induction.	Concevoir
Les plaques au gaz sont munies d’un « Top Flam » (détecteur de récipient).	Concevoir
Les appareils au gaz sont équipés d’un brûleur séquentiel.	Concevoir
Les fours sont, de préférence, à convection forcée.	Concevoir
Les appareils au gaz portent le marquage CE (obligatoire). Ce marquage garantit, entre autre, que les appareils sont construits de telle sorte qu’une utilisation rationnelle de l’énergie, répondant à l’état actuel des connaissances et des techniques et en tenant compte des aspects de sécurité », est assurée.	Concevoir
Les appareils sont dimensionnés pour pouvoir être utilisés le plus souvent possible à leur charge nominale.	Concevoir
Les appareils sont équipés d’une connexion de délestage.	Concevoir

Les chambres froides

Exigences	Pour en savoir plus…
Les chambres froides sont implantées de telle sorte que les portes soient tenues à l’écart des zones chaudes et humides (local de cuisson, laverie, …). De même, elles sont éloignées des sources chaudes (fours,…).	Concevoir
Leur volume est calculé en fonction des besoins réels.	Concevoir
Le bilan frigorifique est calculé en fonction de l’utilisation réelle.	Concevoir
Les condenseurs sont placés dans un endroit largement ventilé ou utilisés pour récupérer la chaleur pour le préchauffage de l’eau.	Concevoir
Dans les chambres à température d’évaporation négative, l’évaporateur ne doit pas se trouver à proximité de la porte. On limite ainsi le givre sur l’évaporateur.	Concevoir
Les parois (y compris la dalle) sont isolées.	Concevoir
La chambre doit être étanche, ce qui nécessite, pour les grandes chambres, une soupape de décompression.	Concevoir
Les portes, sont, de préférence, équipées d’un dispositif limitant les entrées d’air (lamelles plastic, porte vitrée permettant de repérer la denrée cherchée, etc.)	Concevoir
Les chambres à température d’évaporation négative sont équipées d’un dégivrage automatique. Pour les petites enceintes, un dégivrage par résistance chauffante avec régulation par horloge peut suffire, pour autant que la programmation soit adaptée à l’utilisation de la chambre. Pour les plus grandes enceintes, on choisit un système de dégivrage intelligent qui utilise autant que possible le dégivrage par circulation d’air. Si la technique de dégivrage produit de la chaleur sur l’évaporateur, un manchon souple placé à la sortie du ventilateur de l’évaporateur isole ce dernier de l’enceinte pendant le dégivrage.	Concevoir
Les tuyauteries sont isolées.	Concevoir

Climatisation

Si vous voulez en savoir plus sur les équipements de l’installation frigorifique proprement dite.

La laverie vaisselle

Exigences	Pour en savoir plus…
Le matériel
Le lave-vaisselle est isolé et muni de languettes plastic pour le lave-vaisselle à déplacement.	Concevoir
L’eau chaude de rinçage est réutilisée pour le lavage (et le prélavage).	Concevoir
Il est prévu pour être, de préférence, rempli à l’eau chaude au remplissage (à étudier au cas par cas).	Concevoir
Il est prévu pour être rempli à l’eau chaude au rinçage, ou mieux équipé d’un récupérateur de chaleur, ou encore mieux d’une pompe à chaleur.	Concevoir
En cas de lavage pendant le service, il est équipé d’un détecteur de vaisselle.	Concevoir
Il est dimensionné en fonction de la situation réelle.	Concevoir
L’organisation
Le lavage de la vaisselle se fait de manière différée en dehors des heures de pointe ou durant les heures creuses.	Concevoir

La ventilation

Exigences	Pour en savoir plus…
Pour respecter l’hygiène, les locaux sont équipés d’un système indépendant de ventilation.	Concevoir
Les hottes sont, de préférence, à induction (à étudier au cas par cas).	Concevoir
Tous les appareils « polluants » se trouvent sous une hotte. Les hottes « débordent » des appareils. La différence de hauteur entre le sol fini et le bas de la hotte n’est pas trop élevé (ex. 2 m).	Concevoir
Les débits sont calculé sur base des appareils installés et de leur puissance.	Concevoir
L’installation permet la variation des débits en fonction de l’utilisation : les ventilateurs sont à plusieurs vitesses ou à vitesses variables.	Concevoir

Ventilation

Pour la check-list de la partie « ventilation » du site (exemple des bureaux).

Le délesteur de charge

Exigences	Pour en savoir plus…
Il permet des temps de coupure courts et un « dialogue » avec les équipements.	Concevoir

Posted By : 25 Sep, 2007

Exemple de la conception de la ventilation d’une cuisine d’école

Données

Il s’agit de la cuisine d’une école de 120 élèves.

Plan

L’implantation de la cuisine est centrale (il y a peu de murs en contact avec l’extérieur). Il n’y a pas de baies vitrées et pas d’apport solaire.

Liste des équipements qui dégagent de la chaleur

Appareils	Puissance (kW)
Cuisson
1 : friteuse à zone froide (30 kg – 10l)	7,5
2 : fourneau : 4 plaques + four (sous plaque)	11,5 + 5
3 : marmite bain-marie (60 litres)	15
4 : sauteuse basculante (50 dm²)	15
5 : four à convection forcée	10
Froid
6 : armoire froide (1 400 l)	0,5
7 : congélateur (300 l)	0,5
Laverie
8 : machine à laver (900 assiettes/heure)	8

Détermination des lieux d’extraction

Une extraction doit être prévue dans les locaux humides ou « sales », soit : le local de cuisson, la laverie, le local des déchets, la légumerie et les sanitaires. Dans tous les autres locaux, l’air peut être pulsé.

Calcul des débits

Avec hotte à extraction simple

Le calcul est fait à partir de la méthode qui tient compte de la puissance des appareils.

Appareils	Puissance des appareils (kW)	Débit à extraire par kW [l/s]	Débit à extraire par appareil [m³/h]
Friteuse à zone froide (30 kg – 10 l) (1)	7,5	39	1 053
Fourneau 4 plaques + four (sous plaque) (2)	11,5 + 5	45 + 35	1 863 + 630
Marmite bain-marie (60 litres) (6)	15	11,2	605
Sauteuse basculante (50 dm²) (5)	15	45	2 430
Four à convection forcée (6 niveau 1/1) (3)	10	14	504
Total :			7 085

On considère une valeur moyenne dans la fourchette qui est normalement prise pour le coefficient de simultanéité dans une cuisine collective, soit 0,65.

Le débit total à extraire est donc de 7 085 x 0,65 = 4 605 [m³/h].

on vérifie ensuite que les vitesses frontales moyennes entre la hotte et le plan de cuisson respectent une valeur minimale :

Pour le premier bloc comportant la friteuse, le fourneau, le four sous plaque, la sauteuse et la marmite, le débit est de 4 270 m³/h. La surface frontale entre la hotte et le piano est d’un peu plus de 3,6 m (longueur du piano) x 1,2 m (différence de hauteur entre le piano et le bord de la hotte), soit 4,3 m².La vitesse moyenne est de 4 270/4,3 = 0,3 m/s, ce qui correspond à la vitesse moyenne minimale. Cette vitesse est donc suffisante.

Pour le deuxième bloc comprenant le four à convection forcée, le débit est 327 m³/h, la surface frontale est relativement importante car les flancs latéraux sont ouverts. On devra, soit augmenter le débit, soit songer à une hotte avec air induit qui va améliorer l’efficacité de la hotte.

Hotte « à effet d’induction »

Le calcul est fait à partir de la méthode qui tient compte de la puissance des appareils.

Appareils	Puissance des appareils (kW)	Débit à extraire par kW [l/s]	Débit par appareil [m³/h]
Friteuse à zone froide (30 kg – 10 l) (1)	7,5	28	756
Fourneau 4 plaques + four (sous plaque) (2)	11,5 + 5	32 + 25	1325 + 450
Marmite bain-marie (60 litres) (6)	15	8	432
Sauteuse basculante (50 dm²) (5)	15	32	1728
Four à convection forcée (6 niveaux 1/1) (3)	10	10	360
Total :			5 051

avec un coefficient de simultanéité de 0,65, le débit total à extraire est de 3 283 [m³/h].

Vu la plus grande efficacité de la hotte avec air induit, il n’est pas nécessaire de vérifier la valeur minimale de la vitesse frontale.

Restaurant

Il n’est pas autorisé de fumer dans le restaurant de l’école. Les débits d’air neufs sont évalués à 25 m³/h/occupant, soit 3 000 m³/h.

La laverie

La laverie est équipée d’un lave-vaisselle à capot.

Les débits à extraire sont de1 000 m³/h. Ce qui correspond à un renouvellement de 37 volumes /h et à un débit de 111 m³/h/m².

Le local des préparations froides

On prévoit le renouvellement horaire le plus élevé (6 volumes/h) dans la fourchette préconisée pour ce local pour tenir compte que le local de préparation froide est ouvert sur le local de cuisson. À cela, on rajoute 180 m³/h pour tenir compte du dégagement calorifique de l’armoire froide. Les débits d’air neufs sont donc de 270 + 180 = 450 [m³/h].

Les réserves

On prévoit un renouvellement horaire de 3 volume/h. À cela, on rajoute 180 m³/h pour tenir compte du dégagement calorifique du congélateur. Les débits d’air neufs sont donc de 135 + 180 = 315 [m³/h].

Les sanitaires

Évaluer

Les débits à extraire sont de 100 m³/h pour une douche et de 30 m³/h pour le W-C (fonctionnement continu); soit un total de 130 [m³/h]. Si vous voulez en savoir plus sur les débits à extraire.

La légumerie

Des légumes qui respirent sont entreposés dans la légumerie.

On prévoit un renouvellement de 5 par heure. On extrait donc 135 [m³/h].

Le local des déchets

On prévoit un renouvellement de 15 par heure, soit une extraction de 125 [m³/h].

Choix du système, équilibre des débits, choix des hottes, vérification des vitesses de transfert

Choix du système

Il s’agit d’une petite cuisine (120 couverts, temps d’utilisation quotidien faible, nombre de jours par an limités). De plus, comme la majorité des écoles, le budget est assez serré. On a donc opté pour un système général avec transfert. Les coûts d’investissement sont ainsi limités.

Équilibre des débits et choix du type de hotte

Extraction : 4 600 + 1 000 + 125 + 135 + 130 = 5 990 m³/h.
Pulsion : 3 000 + 315 + 450 = 3 765 m³/h.

Les débits de pulsion valent 63 % des débits d’extraction. On pourrait pulser de l’air complémentaire dans le hall.

Mais le système avec transfert et la différence de débit entre l’extraction et la pulsion ainsi que le souci énergétique conduit au choix d’une hotte « à effet d’induction » dans le local de cuisson. Grâce à la meilleure efficacité de ces hottes, les débits extraits peuvent être diminués de 40 % dans ce local. L’air de pulsion à réchauffer est ainsi fortement réduit.

On a dès lors les débits totaux suivants :

Extraction : 3 280 + 1 000 + 125 + 135 + 130 = 4 670 m³/h.
Pulsion : 3 000 + 315 + 450 = 3 765 m³/h.

Les débits de pulsion dans l’ensemble cuisine-restaurant valent 80 % des débits d’extraction. Si l’on ne veut pas trop d’infiltrations incontrolées, il va falloir pulser un peu d’air dans le hall de manière à réduire la dépression par rapport au reste du bâtiment à 10 % (soit un débit total pulsé de 4 200 m³/h).

Ainsi, en tenant compte qu’environ 100 m³/h vont s’infiltrer de l’extérieur par le local des déchets (voir plus bas), on va pulser environ 350 m³/h dans le couloir.

La différence entre l’ensemble des débits extraits (4 670 m³/h) et l’ensemble des débits introduits (3 765 + 100 + 350 = 4 215 m³/h), soient 455 m³/h vont s’infiltrer par le reste du bâtiment vers le restaurant, ce qui va assurer la non propagation des odeurs de cuisine vers le reste du bâtiment.

Remarques.
Le local des déchets est largement ouvert sur l’extérieur, une partie de l’air extrait va être compensé par l’extérieur.

Une retombée entre le local de cuisson et le local des préparations froides est prévue pour empêcher l’air chaud de revenir vers les préparations froides.

On dispose de deux extracteurs et d’un groupe de pulsion (L’air d’induction provient de la pièce, il ne faut donc pas de groupe de pulsion supplémentaire).

Un extracteur pour le local de cuisson et la laverie fonctionne pendant les heures d’utilisation de la cuisine ou du restaurant.
Un autre groupe d’extraction pour la légumerie, les sanitaires et le local des déchets fonctionne en permanence. Le renouvellement d’air en extraction est faible vis-à-vis de la surface totale et il sera donc compensé par les infiltrations lorsque la cuisine ne fonctionne pas.
Le groupe de pulsion du restaurant, des préparations froides, des réserves et du couloir fonctionne pendant les heures d’utilisation de la cuisine et du restaurant.

Vitesse de l’air de transfert

Entre le restaurant et la laverie :
La baie fait 1,2 m x 1,5 m = 1,8 m²
Le débit est de 800 m³/h
La vitesse est donc de 800 / 3 600 / 1,8 = 0,12 m/s

Entre le restaurant et la laverie :
La baie fait (porte à ventelles) : 0,5 x (2 m x 1 m) = 1 m²
Le débit est de 2 655 m³/h
La vitesse est donc de 2 655 / 3 600 / 1 = 0,74 m/s.

Évaluer

Si l’on ne veut pas de sensation de courant d’air à cet endroit, il va falloir élargir la baie de manière à ne pas dépasser une vitesse de 0,5 m/s. Si vous voulez en savoir plus sur les vitesses d’air à ne pas dépasser.

Posted By : 25 Sep, 2007

Choisir le système d’organisation de la laverie

Les coûts énergétiques

Au niveau des coûts énergétiques, lorsque le lave-vaisselle est électrique, un lavage différé total est préférable. Il permet de décaler la consommation du lave-vaisselle en dehors de la période où a lieu la pointe quart-horaire et diminue ainsi la facture électrique. Dans certains cas, on peut même décaler le lavage de la vaisselle vers les heures creuses. On bénéficie alors d’un prix plus avantageux pour le kWh.

	Pour comprendre la logique tarifaire du distributeur – Haute Tension, cliquez-ici !
	Pour comprendre la différence entre heures creuses et heures pleines, cliquez-ici !

Outre le fait que le coût de l’énergie sera maximal, le choix d’un lavage instantané engendre des consommations en eau et en électricité plus élevées car la machine ne fonctionne pas à sa charge nominale. Cet inconvénient peut-être évité par un détecteur de vaisselle.

Dans le cas d’un lavage différé partiel ou d’un lavage instantané, on veillera a placer un délesteur de charge. Celui-ci permet de diminuer la pointe quart-horaire.

Exemple.

Dans un home pour enfants, la pointe globale, celle de la cuisine hors laverie, celle de la laverie et celle du bâtiment hors cuisine ont été mesurées séparément. On constate, sur le schéma ci-dessous, que la laverie augmente la pointe de 30 kW. Le décalage du moment de la vaisselle en-dehors des heures de pointe du bâtiment peut donc diminuer la pointe quart-horaire de cette même valeur.

L’horaire des travailleurs

Le lavage différé total est plus souple au niveau des horaires du personnel : le personnel qui s’occupe de la vaisselle ne doit pas le faire en même temps que le service, cette organisation permet donc d’utiliser le même personnel pour les deux tâches et donne donc la possibilité de n’employer que du personnel à temps plein.

Le lavage différé partiel tout comme le lavage instantané nécessitent du personnel spécifique pour la vaisselle. Ces organisations nécessite bien souvent d’engager du personnel à temps partiel.

La place disponible pour la vaisselle sale et le stock de vaisselle

Dans le cas d’un lavage instantané, la place disponible pour le stockage de la vaisselle sale et le stock de vaisselle sont réduits au minimum.

Le lavage différé partiel et le lavage lavage différé total nécessite respectivement plus ou beaucoup plus de place et de vaisselle.

L’investissement consenti pour le lave-vaisselle

Un lavage instantané nécessite un léger sur-dimensionnement du lave-vaisselle et donc un coût d’investissement plus élevé.

Un lavage différé partiel ou un lavage différé total permet de choisir un lave-vaisselle de dimension optimale.
Le choix d’un lave-vaisselle sous-dimensionné ne sera cependant pas économique à long terme si ce choix nécessite plus de personnel.

Dans le cas d’un lave-vaisselle existant sous-dimensionné, le choix d’un lavage différé partiel ou d’un lavage différé total constitue une solution.

L’organisation du débarrassage

Si le débarrassage se fait complètement en fin de service, on est obligé de choisir un lavage différé total. Cela n’est possible que lorsque l’horaire des repas est réduit et qu’il n’y a qu’un seul service par repas.

Si le débarrassage se fait au fur et à mesure du service, ce qui est plus fréquent, le lavage peut se faire de manière instantanée ou différée.

Le type de restauration

Si l’on est en présence d’une restauration « type cafétéria », on choisit un lavage différé séquentiel. Cette organisation est spécifique à ce genre de restauration. Il permet à un même personnel de travailler sans temps morts.

Dans les autres cas, le choix se fait entre les trois autres types d’organisation.

Le résultat voulu sur la propreté

Si la vaisselle doit être impeccable, c’est le lavage instantané qui donne les meilleurs résultats.

Cependant, dans le cas d’un lavage différé partiel, différé total ou différé séquentiel, pour tenir compte des aliments qui ont eu le temps de sécher le dimensionnement des machine à avancement automatiques tient compte d’un coefficient de salissure (fonction du système d’organisation de la laverie), avec une machine à panier statique, le prélavage manuel sera un peu plus dur.

La situation des locaux

Dans le cas où le service se fait dans des restaurants pavillonnaires ou situés à différents niveaux alors qu’il n’y a qu’une seule laverie, le lavage sera différé total ou différé partiel.

La vaisselle des postes périphériques est triée, rangée, puis transportée pendant ou à la fin du service pour être lavée en différé.

Cette organisation engendre beaucoup de manutention et dès lors des frais de personnel plus élevé. Des zones tampons doivent être prévues près de toutes les zones de service et la surface totale réservée à la laverie est donc importante.
Des moyens mécanisés de transport de la vaisselle sale et propre permettent de faciliter la manutention.

Posted By : 25 Sep, 2007

Choisir le lave-vaisselle

Type de lave-vaisselle

La machine à panier statique à capot est utilisée dans les petits établissements (jusque 200 repas – repas complets). Dans les plus grands établissements, on choisira une machine à déplacement automatique de la vaisselle.

Le choix entre une machine à paniers mobiles ou à convoyeur se fait en fonction du système de lavage et du nombre de couverts à nettoyer en un certain temps.

Avec une machine à convoyeur, la vaisselle est introduite pièce par pièce dans la machine au fur et à mesure de son arrivée. Elle est donc utilisée avec un système de lavage instantané, ce qui est peu intéressant au niveau du prix des consommations électriques.

De plus, à cause du convoyeur, il nécessite beaucoup de place dans la laverie. Un local exigu pourra plus facilement accueillir un lave-vaisselle à paniers avec lequel il est possible de faire des configurations en angle (90 ou 180 degrés) alors qu’une machine à convoyeur ne peut être que rectiligne.

Par contre avec un lave-vaisselle à paniers mobiles, à cause de la place perdue par les paniers (évaluée à 20 %), le nombre de couverts nettoyés dans un laps de temps déterminé est plus faible que celui nettoyé par une machine à convoyeur.

Dans certaines organisations, la combinaison des deux types de lave-vaisselle est réalisée.

Dimensionnement

Un dimensionnement correct du lave-vaisselle permet une utilisation à sa pleine charge; ce qui est optimal au niveau de la consommation en eau et en électricité.

La méthode de dimensionnement simplifiée est utilisée lors de l’avant-projet. La méthode précise de dimensionnement pour les machines à paniers aussi bien que celle pour les machines à convoyeurs, sont utilisées lors du projet.

Quel que soit le type de lave-vaisselle envisagé (à panier ou à convoyeur), les principaux paramètres de dimensionnement sont le temps imparti au lavage, l’inventaire des pièces à laver et le temps de contact dans la zone de lavage. le temps imparti au lavage.

Le choix d’un lavage instantané nécessite un sur-dimensionnement de la machine. Ce sur-dimensionnement est donné par le coefficient d’utilisation. Lorsque le lavage est différé, ce coefficient peut être pris égal à 1.

Si la vitesse d’avancée du convoyeur calculée par le dimensionnement est supérieure à 2,50 m/min, il faudra dédoubler le nombre de machine à laver.

À partir de 1 000 repas, on prévoit en général deux machines à laver.

Si des machines spécifiques sont utilisées (laveuse de plateaux ou machine à laver les verres), la capacité du lave-vaisselle polyvalent devra être moindre. Le dimensionnement simplifié aussi bien que les méthodes plus précises devront en tenir compte au niveau de la composition d’un couvert-type.

Choix des équipements améliorant l’efficacité énergétique des lave-vaisselle

Toute l’énergie consommée par un lave-vaisselle est, finalement, transformée en chaleur. À l’entrée, environ 90 % de l’énergie est utilisée pour chauffer l’eau de lavage et 10 % pour actionner les moteurs. A la sortie, environ 70 % de la chaleur est perdue sous forme de buées et de dégagements de chaleur dans l’environnement (au détriment du confort des travailleurs). Les 30 % restant vont à l’égout.

Exemple.

Puissances injectées et perdues sur un lave-vaisselle sans mesures particulières d’économies d’énergie. (Source : société Stierlen).

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Les lave-vaisselle actuels utilise le principe de la cascade :

Dans les lave-vaisselle à bacs multiples, l’eau est amenée par cascade de la zone la plus propre vers la zone la plus sale : rinçage -> pré-rinçage -> lavage -> prélavage. De l’eau claire n’est introduite dans le lave-vaisselle que lors de son remplissage initial et lors du rinçage. Un volume équivalent à l’eau utilisée lors du rinçage est évacué à l’égout au départ de la première zone de la machine (prélavage ou lavage). Ceci permet de limiter la consommation d’énergie, d’eau et des produits lessiviels.

Dans les lave-vaisselle « mono-bac » ou « à panier statique », le principe est le même, l’apport d’eau fraîche (claire) se fait également lors du rinçage, eau qui régénère l’eau de lavage.

Plusieurs autres techniques permettent de diminuer la consommation d’énergie des lave-vaisselles et d’augmenter le confort par la même occasion :

l’isolation du lave-vaisselle,
le récupérateur de chaleur,
la pompe à chaleur,
la comparaison entre les effets d’un récupérateur de chaleur et d’une pompe à chaleur,
le détecteur de vaisselle.

L’isolation du lave-vaisselle

Les pertes de chaleur par rayonnement d’un lave-vaisselle représentent quelques pour-cent (environ 5 %) des pertes de chaleur totales. Une bonne isolation permet de diminuer ces pertes.

Outre la diminution des consommations d’énergie et l’augmentation du confort des travailleurs, l’isolation de la machine va engendrer un abaissement du niveau sonore de la machine. Les bruits émis sont réduits d’environ 80 %.

L’isolation des lave-vaisselle n’est pas systématique. Elle est, selon les fabricants, en option ou standard.

Le récupérateur de chaleur

Un récupérateur de chaleur intégré dans un carter se trouve sur la machine.

L’air humide est aspiré au niveau du bac de rinçage pour qu’aucune vapeur ne s’échappe de la machine.
La chaleur contenue dans l’air d’évacuation humide est extraite et sert à réchauffer l’eau de rinçage à environ 45°C.
L’air refroidi et déshumidifié s’en va dans la conduite d’évacuation.

Exemple.

Machine à 4 zones de lavage équipée d’un récupérateur de chaleur.

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Où :

A : prélavage
B : lavage
C : rinçage
D : séchage

Vu qu’avec un récupérateur de chaleur, l’eau de rinçage est réchauffée de la température du réseau à environ 45°C, il est évident que l’alimentation de rinçage se fait à l’eau froide.
Lorsque le lave-vaisselle est équipée récupérateur, la puissance du surchauffeur est adaptée en conséquence : il lui suffira de faire passer l’eau de rinçage de 45°C à environ 85°C.

La puissance totale installée ainsi que les consommations sont diminuées d’environ 20 %.

À titre de comparaison, les puissances installées et les consommations électriques sont équivalentes à celles du même lave-vaisselle alimenté au rinçage à l’eau chaude. Mais dans ce dernier cas, il faut ajouter l’énergie nécessaire pour chauffer au préalable cette eau de rinçage avec un autre combustible (fuel, mazout).

D’autre part,avec un récupérateur, les buées sortant de la machine sont refroidies jusqu’à environ 35°C et déchargées d’une bonne partie de leur humidité. On diminue ainsi les risques de condensation dans le système de ventilation qui va évacuer ces buées.

On ne trouve des récupérateurs de chaleur que sur les lave-vaisselle à déplacement automatique.

Les gains énergétiques sont à mettre en rapport avec le surcoût à l’achat.

Calculs

Si vous voulez accéder à un programme vous permettant, entre autres, de calculer ce que peut vous faire gagner un récupérateur sur un lave-vaiselle adapté à votre établissement, cliquez ici !

Attention, avec les graisses le récupérateur s’encrasse. Celui-ci doit régulièrement être nettoyé.

La pompe à chaleur

Lorsqu’une pompe à chaleur avec récupération sur les buées est installée sur un lave-vaisselle, celle-ci récupère la chaleur des buées au niveau de l’extraction pour la restituer à l’eau de rinçage.

L’eau de rinçage est ainsi chauffée de la température du réseau de distribution à environ 75°C. L’alimentation de rinçage se fait donc, bien entendu, à l’eau froide.

Lorsque le lave-vaisselle est équipé d’une pompe à chaleur, la puissance du surchauffeur est adaptée en conséquence : il lui suffira de faire passer l’eau de rinçage de 75°C à environ 85°C.

La puissance totale installée ainsi que les consommations sont diminuées d’environ 45 %.

D’autre part,avec une pompe à chaleur, les buées sortant de la machine sont refroidies et déchargées d’une bonne partie de leur humidité. On diminue ainsi les risques de condensation dans le système de ventilation qui va évacuer ces buées.

On ne trouve des pompes à chaleur que sur les lave-vaisselle à déplacement automatique.

Les gains énergétiques sont à mettre en rapport avec le surcoût à l’achat.

Calculs

Si vous voulez accéder à un programme vous permettant, entre autres, de calculer ce que peut vous faire gagner un récupérateur sur un lave-vaisselle adapté à votre établissement, cliquez ici !

On peut également trouver des lave-vaisselle avec pompes à chaleur encore plus performantes qui récupèrent la chaleur sur les buées d’extraction mais aussi sur l’air ambiant.

Dans ce cas, non seulement l’eau de rinçage est chauffée de la température du réseau à 75°C, mais en plus, l’eau de lavage est maintenue à la bonne température. Une résistance de maintien en température n’est plus nécessaire. Le lave-vaisselle doit, dans ce cas, être alimenté au remplissage à l’eau chaude.

Les puissances installées et les consommations électriques sont diminuées de 55 %.

Ce système présente un deuxième avantage non négligeable : l’air ambiant de la cuisine est refroidi, ce qui va améliorer le confort des occupants.

Attention : si l’humidité absolue de l’air du local diminue par condensation dans l’évaporateur de la pompe à chaleur, l’humidité relative du local va augmenter, ce qui ne contribuera pas à l’amélioration du confort à ce niveau.

On en conclut que de l’air sec devra de toute façon être apporté au local pour diminuer son taux d’humidité, mais en quantité nettement plus faible. Autrement dit, la présence d’une pompe à chaleur sur le lave-vaisselle qui extrait l’humidité de l’ambiance permettra un débit d’extraction d’air dans la laverie nettement plus faible.

Exemple.

Source : « Steun voor demonstratieprojecten energietechnologieen » – Ministerie van de Vlaamse Gemeenschap – departement Économie, Werkgelegenheid, Binnenlandse Aangelegenheden en Landbouw – administratie Économie – afdelong Natuurlijke Rijkdommen en Énergie)

Un lave-vaisselle avec pompe à chaleur intégrée a été installé dans la laverie de deux hôpitaux. L’un de 350 lits, l’autre de 320 lits.

Description

Ce lave-vaisselle comporte une zone de pré-lavage, de lavage, de rinçage et de séchage.

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Son fonctionnement est identique à celui d’une autre machine à laver.

Cependant, ici, la pompe air/eau utilise la chaleur de l’air ambiant du local (26°C) et la chaleur récupérée de la zone de séchage (57°C) pour maintenir l’eau introduite dans le bac de lavage à 63°C. Cette eau est utilisée pour le pré-lavage et le lavage.
La pompe sert également à préchauffer l’eau de rinçage jusqu’à 70°C. Cette eau est ensuite réchauffée jusqu’à 85°C dans un boiler électrique.

Après rinçage, l’eau est recueillie et va servir au lavage.

L’air de la zone de séchage qui passe dans l’évaporateur est refroidi de 57°C à 19°C et est rejeté à l’extérieur.
L’air ambiant qui passe dans un filtre puis dans l’évaporateur de la pompe à chaleur est refroidi de 26°C à 18°C et sert à rafraîchir le local.

Rendement

Le COP de la pompe à chaleur varie donc entre 2,7 et 3,4.

Avantages

Des mesures ont été réalisées sur les lave-vaisselles des deux hôpitaux.

La consommation électrique du lave-vaisselle équivaut à 45 % de ce qu’elle aurait été sans pompe à chaleur.
La consommation électrique du lave-vaisselle du premier hôpital s’élève à 180 kWh/jour, celle du second à 195 kWh/jour.
Les consommations sans pompe à chaleur auraient donc été de 400 kWh/jour ( = 180 x (100/45)) dans le premier hôpital et de 433 kWh/jour ( = 195 x (100/45)) dans le second.

Économies et temps de retour

La machine sans pompe à chaleur et équipée d’une résistance électrique coûte 55 000 €. La machine à laver avec pompe à chaleur coûte 75 000 €. L’énergie économisée permet-elle de rembourser le sur-investissement ? D’autant que les coûts annuels d’entretien de la pompe à chaleur s’élèvent à 750 €.
Le gain énergétique réalisé grâce à la pompe à chaleur est de 55 %.

L’économie d’énergie annuelle par rapport à une situation de référence avec un lave-vaisselle sans pompe à chaleur est de 80 300 kWh [365 x 0,55 x 400] dans le premier hôpital et de 86 992 kWh [365 x 0,55 x 433] dans le second.

On peut alors calculer le temps de retour de l’investissement, c’est-à-dire le rapport entre le surcoût d’investissement et l’économie annuelle. Avec un prix moyen du kWh de 6,5 c€, ce temps de retour varie de 4,5 ans [20 000 / [(0,065 x 80 300) – 750]] à 4,1 ans [20 000 / [(0,065 x 86 992) – 750]].

Un autre regard consiste à faire le bilan sur les 15 années de vie du lave-vaisselle : le bilan (simplifié car les valeurs ne sont pas actualisées) donnerait une économie totale de :

(0,065 x 80 300 – 750) x 15 – 20 000 = 47 042,5 € économisés…!

Comparaison entre les effets d’un récupérateur de chaleur et d’une pompe à chaleur

Exemple.

Effets d’un récupérateur de chaleur ou d’une pompe à chaleur sur une machine à convoyeur – Source Stierlen.

Lavevaissellecomparaison.gif (12807 octets)

Le détecteur de vaisselle

Lorsque le lavage est instantané, on choisira un lave-vaisselle avec détecteur de vaisselle. Apparemment, tous les nouveaux lave-vaisselle serait actuellement équipés de ce dispositif.

En effet, lorsque le lavage est instantané, les casiers de vaisselles sont introduits dans la machine à déplacement automatique au fur et à mesure qu’ils reviennent en cuisine. Du fait des espacements entre les casiers qui défilent sur le tapis roulant, une quantité importante d’énergie, d’eau et de détergent est gaspillée.

Les lave-vaisselles avec détecteur de vaisselle sont équipés d’un système comprenant une cellule photoélectrique qui identifie les casiers et d’un système de contrôle qui dirige les opérations du lave-vaisselle.

A l’entrée du tunnel, une cellule photosensible identifie les casiers qui sont chargés dans le lave-vaisselle. Lorsqu’un espacement entre les dits casiers apparaît, le système interrompt les opérations du lave-vaisselle et le maintient en stand-by.

Le système de contrôle maintient le lave-vaisselle hors fonction si la chaîne des casiers est interrompue.

Dès que le système détecte le casier suivant, au début du tunnel, le processus de lavage est repris.

Lorsque la durée de stand-by dépasse un certain temps, le système de contrôle remet la machine en route de manière à ce que le résultat de lavage reste bon.

Avec d’autres systèmes, il y a une temporisation entre l’arrêt et la détection correspondant au temps de passage.

Un bouton de dérogation permet également des interventions par le personnel.

Exemple.

Dans un hôtel en Finlande, on a fait placer ce type de système de contrôle sur un lave-vaisselle d’une capacité de 150 casiers/heure. En moyenne, les besoins de cet hôtel est de 500 casiers par jour. Le but recherché était de diminuer les temps de fonctionnement à vide de telle manière qu’ils ne dépassent pas 10 % du temps total de fonctionnement.

Les campagnes de mesures réalisées ont révélé une consommation électrique avant le placement du détecteur de 0,74 kWh par casier et après placement de 0,38 kWh par casier, soit une réduction de 49 %.

On doit ajouter à cela les économies en eau et en détergent.

D’autres avantages viennent se greffer sur ces premiers résultats :

diminution du niveau de bruit (du fait de la réduction du temps de fonctionnement),
diminution du coût de la maintenance.

Aspects économiques.

L’investissement pour le système de contrôle a été d’environ 8075 €. L’économie sur la consommation d’électricité est de 5 400 kWh/mois, à 6,5 c€/kWh, soit 351 €/mois. L’économie totale, détergent et eau inclus, est de 580,25 €/mois.

Le temps de retour simple de l’investissement est donc de 22 mois sur les seules consommations électriques et de 14 mois en considérant les économies totales.

Lave-vaisselle électrique, au gaz ou à la vapeur

Des lave-vaisselle au gaz et à la vapeur ont vu le jour sur le marché.

Un lave-vaisselle nécessite différentes puissances de chauffage internes :

Une puissance pour l’eau de lavage. Celle-ci va soit maintenir l’eau du bac de lavage à température lors du lavage si le lave-vaisselle est alimenté à l’eau chaude au remplissage, soit monter l’eau de remplissage de la température du réseau de distribution à la température de lavage (environ 60°C) si le lave-vaisselle est alimenté à l’eau froide au remplissage.
Une puissance pour l’eau de rinçage. Celle-ci va amener l’eau de rinçage de la température du réseau de distribution à 85 °C si le lave-vaisselle est alimenté à l’eau froide au rinçage, d’environ 45 °C à 85 °C si le lave-vaisselle est alimenté à l’eau chaude au remplissage ou à l’eau froide et équipé d’un récupérateur de chaleur ou enfin, de 75°C à 85°C si le lave-vaisselle est alimenté à l’eau froide au rinçage mais équipé d’une pompe à chaleur.
Une puissance de séchage pour les lave-vaisselle disposant d’une telle zone.

Ces puissances internes peuvent provenir de résistances électriques. Elles peuvent également provenir d’un circuit de vapeur.

L’alimentation vapeur consiste en le raccordement des organes de chauffe à une installation produisant de la vapeur. La vapeur circule dans des tubulures placées dans les différents bacs, l’échange de chaleur se faisant par contact de l’eau des bacs ou du surchauffeur avec les tubulures contenant la vapeur.

Le lave-vaisselle à la vapeur n’est intéressant que lorsque le prix de revient du kWh est plus intéressant que celui du kWh électrique. Ce qui n’est en général le cas que lorsqu’on dispose déjà d’une distribution de vapeur en bon état. Ce qui est fréquent dans les hôpitaux. La vapeur provient soit d’une chaudière au gaz ou au mazout, soit d’un réseau de distribution.

Les différentes puissances ci-dessus peuvent également provenir d’une chaudière au gaz propre au lave-vaisselle. Le fonctionnement est similaire à un chauffe-eau domestique. La chaudière chauffe de l’eau qui circule en circuit fermé. L’eau chaude alimente des échangeurs de chaleur (réservoir de lavage, eau de rinçage et tunnel de séchage). Ce choix est intéressant lorsque le sur-investissement du lave-vaisselle à gaz et de son installation est compensé par la différence de prix entre le kW gaz et le kWh électrique.

Les prix du kWh_fuel et du kWh_gaz sont indépendants de la période d’utilisation.

Le prix du kWh_électrique dépend fortement de la période d’utilisation mais également de la tarification de l’établissement. Le prix moyen du kWh électrique varie en fonction de la période d’utilisation. Pour d’autres tarifications, on peut calculer le prix moyen du kWh à partir de la valeur des différents termes intervenant dans la facturation.

Rénovation énergétique	Pour comprendre votre tarification, cliquez ici !
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Calculs	Si vous voulez accéder à un programme vous permettant, entre autres, de calculer la quantité d’énergie nécessaire à la vaisselle dans votre propre situation, cliquez ici !

Le choix d’un lave-vaisselle au gaz peut également être faire lorsque la puissance électrique disponible n’est pas suffisante pour un lave-vaisselle électrique.

Lave-vaisselle spécifique

Le lave-ustensiles

La plonge des ustensiles de cuisine constitue sans doute le travail le plus pénible et le plus ennuyeux dans une cuisine.

La tendance actuelle va donc vers la suppression du poste de plongeur batterie après s’être équipé d’un lave-ustensiles.

Selon les fabricants, son temps de retour d’investissement est estimé à 12 à 18 mois.

La laveuse de plateau et la machine à laver les verres

Une machine à laver les verres n’est pas nécessaire si l’aspect des verres ne doit pas nécessairement être impeccable ou si le lave-vaisselle polyvalent est équipé d’un système mécanique, optique ou magnétique d’enclenchement automatique des jets d’eau déminéralisée au passage de paniers de verres (ou couverts) lors du rinçage final.

Les lave-vaisselle spécifiques présentent cependant une certaine souplesse au niveau des changements d’organisation. Ainsi, certains établissements choisissent un lave-vaisselle à part pour laver les verres en prévision du cas où ils passeraient un jour à la vaisselle jetable.

Category Archives: Cuisine collective

La liste des températures à garantir

Machine à paniers fixes ou mobiles -Dimensionnement précis

Le débit horaire de la machine – Méthode du nombre d’assiettes étalons

Le temps de contact dans la zone de lavage

Machine à convoyeur – Dimensionnement précis

La vitesse d’avancement du convoyeur

Le temps de contact dans la zone de lavage

Méthode simplifiée de dimensionnement

Choix constructif

Choix du coefficient de transmission thermique des parois

Importance relative de l’isolation des parois

Choix de la valeur du coefficient de transmission thermique des parois

Les condensations superficielles

Les gains annuels suite à une meilleure isolation

Faut-il isoler la dalle du sol ?

La chambre froide négative avec pièce habitée en-dessous

La chambre froide négative sur terre-plein

La chambre froide positive

Aspects constructifs d’un plancher isolé

La chape isolée

Le décaissé dans la dalle

L’étanchéité des parois

Pourquoi la chambre doit-elle être étanche à l’air et à la diffusion de vapeur ?

Comment rendre la chambre étanche

Mesures supplémentaires à prendre avec une bonne étanchéité

La porte et « ses accessoires »

La capacité thermique de la chambre

La volonté de maintenir les marchandises à bonne température

La fréquence des mises en régime de la chambre froide

Objectif et principe

Règles de bonne pratique

Le système indépendant

Le système avec transfert

Le système avec transfert

La disponibilité

La vapeur

Le gaz

L’électricité

Les coûts d’utilisation et les coûts d’investissement

Les coûts d’investissement des appareils

Les coûts d’installation

Les coûts énergétiques

Les coûts d’entretien

Le besoin de garder une cuisine fonctionnelle même en cas de panne électrique

Les goûts et habitudes du chef-coq

Déterminer des secteurs par fonction

Réaliser des circuits courts

Respecter le principe de la marche en avant

Calcul des débits – Généralités

Le local de cuisson

Spécificités dans les cuisines avec appareils au gaz

La laverie

Les locaux annexes

Quand doit-on choisir une cellule de refroidissement rapide ?

Choix du procédé de production du froid

Précautions d’utilisation

Capacité et puissance frigorifique des cellules

Un ventilateur plusieurs vitesses – Les économies d’énergies

Un moteur à vitesse variable + régulateur PI – Les économies d’énergies

Choix de la gestion

Choix entre un moteur à une (pas de gestion) ou plusieurs vitesses et un moteur à vitesses variables + régulateur PI

Le confort

La rentabilité

Le type de cuisines

Mais encore : remarque

Choix de la commande d’un moteur à plusieurs vitesses

Type d’enceinte de conservation

Volume et puissance

L’évaporateur

Régulation

Précautions à prendre au niveau de l’utilisation de l’enceinte

Caractéristiques techniques générales

Refroidissement du condenseur

Une ou plusieurs liaisons

Critères de choix de la liaison

Le type de repas que l’on souhaite servir et les qualités gustatives

La distance entre le lieu de production et le lieu de consommation

Le besoin de séparer le moment de production par rapport à celui de consommation

L’hygiène