Introduction
Dans le secteur agroalimentaire, les machines à glace industrielles sont utilisées dans les supermarchés, les restaurants et les hôtels, ainsi que dans les industries de transformation des produits aquatiques et de la viande, et dans l'abattage de volailles, pour garantir la qualité et l'intégrité des produits. La conservation des denrées périssables dépend de la capacité des appareils industriels à fournir de la glace conformément aux différentes normes de température propres à ce secteur. Lors de l'achat d'une machine à glace industrielle, le choix entre un système de refroidissement par air et par eau est primordial.
L'objectif de cet article est de mieux comprendre les systèmes de machines à glace industrielles en comparant en détail les technologies refroidies par air et par eau, en termes d'efficacité énergétique et de responsabilité environnementale, ainsi que de besoins de maintenance et de possibilités d'exploitation pour diverses applications commerciales. L'analyse de ces caractéristiques permet aux entreprises de prendre des décisions plus éclairées.

Comprendre les systèmes de refroidissement des machines à glace
Les machines à glace éliminent la chaleur du processus en effectuant deux opérations distinctes d’élimination de la chaleur.
Machines à glace refroidies par air
L'air ambiant sert de source de refroidissement pour les machines à glace refroidies par air, refroidissant les serpentins du condenseur pendant l'absorption du réfrigérant de la chaleur produite par la fabrication de la glace. La chaleur s'échappe dans l'environnement par des ventilateurs qui font circuler l'air sur les serpentins du condenseur. Le fonctionnement de ces machines suit le même principe que celui des climatiseurs : l'air est utilisé pour maintenir la réfrigération plutôt que l'eau. Les techniques d'installation de ces équipements sont plus simples et plus économiques, car elles ne nécessitent ni alimentation en eau ni tours de refroidissement. Par temps chaud, la capacité de refroidissement des systèmes à haut rendement diminue en raison de la température de l'air. Les systèmes refroidis par air sont efficaces lorsqu'ils sont utilisés dans des régions bénéficiant d'une ventilation adéquate et d'une température ambiante moyenne (Koeller & Hoffman, 2008).


Machines à glace refroidies par eau
Le fonctionnement d'une machine à glace refroidie par eau dépend de l'eau pour capter la chaleur du fluide frigorigène circulant dans les serpentins du condenseur. L'eau évacue la chaleur générée de la machine à glace grâce à des tours de refroidissement ou des échangeurs thermiques. L'utilisation de l'eau améliore l'efficacité du fonctionnement dans les climats chauds, car sa capacité thermique est supérieure à celle de l'air. Le système refroidi par eau offre une capacité de refroidissement constante sur toutes les plages de température, ce qui le rend idéal pour les zones à forte utilisation. Les coûts d'exploitation des systèmes refroidis par eau augmentent en raison de la nécessité d'un approvisionnement en eau constant. Les machines refroidies par eau posent des problèmes environnementaux en matière de disponibilité de l'eau en raison de leur consommation accrue, ce qui réduit leur applicabilité dans les zones sèches (Énergie, 2021).


Efficacité et performance
Le niveau de performance des machines à glace dépend de leur structure et des conditions opérationnelles environnantes (EasyIce, 2024).
Les ventilateurs des machines à glaçons refroidies par air transfèrent l'énergie thermique des serpentins du condenseur vers l'air ambiant. Le rendement de ces appareils est directement lié à la température extérieure, car des conditions environnementales plus chaudes réduisent la capacité de refroidissement, augmentant ainsi la consommation d'énergie. Le développement des machines à glaçons refroidies par air certifiées ENERGY STAR permet à ces appareils d'économiser 20 % d'eau et 10 % d'efficacité par rapport aux modèles de base. La version écoénergétique des machines à glaçons permet d'économiser jusqu'à 75 $ et 700 kWh par an, soit un potentiel d'économies de 660 $ sur toute la durée de vie.
Les machines à glace refroidies par eau utilisent l'eau comme fluide d'absorption de chaleur pour les serpentins du condenseur, puis la rejettent dans les tours de refroidissement ou les échangeurs de chaleur. Ces machines assurent un fonctionnement stable quelles que soient les conditions climatiques grâce à leur isolation contre les variations de température ambiante. Les entreprises qui exploitent des tours de refroidissement toute l'année devraient choisir ces machines, car elles nécessitent un accès permanent à l'eau tout en alimentant directement les serpentins du condenseur pour des performances optimales. Ces appareils nécessitent un entretien régulier, car l'accumulation de tartre réduit leurs performances.
Impact environnemental
L'empreinte environnementale des machines à glace dépend de leur système de refroidissement car
L' efficacité hydrique est un atout majeur des machines à glaçons refroidies par air, car elles nécessitent beaucoup moins d'eau pour produire des glaçons que les autres modèles. La consommation d'eau des machines à glaçons refroidies par air certifiées ENERGY STAR varie de 15 à 25 gallons pour produire 100 livres de glaçons, selon divers facteurs (LADWP, 2024).
Bien que fonctionnant avec moins d'énergie, les machines refroidies par eau nécessitent une quantité d'eau accrue, ce qui pose des problèmes environnementaux. Les tours de refroidissement pour la gestion de l'eau sont un équipement essentiel pour éviter les pertes d'eau importantes lors du fonctionnement de ces machines (practicegreenhealth, 2013).
Entretien et durabilité
Les deux systèmes ont des besoins de maintenance distincts qui doivent être pris en compte :
Les machines refroidies par air nécessitent un nettoyage régulier du filtre à air et du condenseur pour fonctionner à un niveau d'efficacité maximal. Les climatiseurs installés dans des environnements agressifs ou huileux nécessitent un entretien régulier en raison de leurs conditions d'installation (LADWP, 2024).
Les exigences de maintenance des machines refroidies par eau impliquent des contrôles constants de la qualité de l'eau afin d'éviter les dépôts de tartre et la corrosion qui pourraient endommager le système. La machine nécessite des méthodes de filtration de l'eau appropriées ainsi que des solutions de traitement pour maintenir ses capacités opérationnelles et atteindre une durée de vie maximale (Energy, 2021).
Considérations relatives aux coûts
Contrairement à l’autre, les prix initiaux et les frais de fonctionnement fonctionnent différemment dans ces deux systèmes (Ironmountain, 2024) :
En règle générale, les machines à glaçons refroidies par air sont plus abordables que leurs homologues refroidies par eau, et ce, à tous les niveaux de rentabilité. Les unités de refroidissement par air présentent des coûts initiaux et d'installation inférieurs, ainsi que des frais d'exploitation minimes. On trouve des unités à air moins chères que d'autres produits sur le marché. La machine à glaçons peut être utilisée dans différents endroits, ce qui en fait un choix privilégié. L'achat d'une machine certifiée Energy Star permet de minimiser les coûts d'exploitation, mais un positionnement judicieux de la machine est essentiel pour réaliser des économies d'énergie maximales.
L' installation de machines à glace refroidies par eau nécessite des équipements supplémentaires pour fonctionner, ce qui entraîne des coûts d'achat plus élevés. Certaines zones géographiques interdisent l'utilisation de machines à glace refroidies par eau, ce qui diminue l'intérêt des fabricants. La consommation excessive d'eau pendant l'exploitation rend les systèmes de refroidissement par eau plus coûteux que les zones d'exploitation standard.
Considérations réglementaires et de durabilité
Le choix d'une machine à glace est guidé à la fois par la réglementation et par les objectifs de durabilité (docs.lib.purdue.edu) (aceee.org (practicegreenhealth.org).
L' utilisation de machines refroidies par air s'avère bénéfique, car les régions privilégient ces systèmes qui réduisent la consommation d'eau dans le cadre de programmes de conservation de l'eau. Les programmes de certification ENERGY STAR® et autres programmes de certification privilégient les équipements refroidis par air en raison de leur efficacité énergétique supérieure (Fisher, Cowen, Karas et Spoor, 2012).
Les zones qui privilégient la conservation de l'eau ont établi des règles strictes interdisant l'utilisation de machines refroidies par eau, et leur installation peut nécessiter une autorisation des autorités. Il est impératif de consulter les directives locales et l'étude d'impact environnemental avant de procéder à l'installation.
Conclusion
Le choix entre des machines à glace industrielles refroidies par air et par eau repose sur trois facteurs clés : les conditions environnementales, les ressources en eau et le temps nécessaire à la maintenance. Les machines refroidies par air sont faciles à entretenir et permettent d'économiser l'eau, tandis que les machines refroidies par eau permettent des économies d'énergie dans les zones climatiques appropriées. Les entreprises doivent évaluer leurs besoins opérationnels et le contexte local pour choisir la solution la plus économique et performante. Faites confiance à ICESTA, fournisseur leader de machines à glace industrielles , pour des solutions de production de glace sur mesure qui répondent à vos exigences opérationnelles et environnementales.
Références
EasyIce. (2024). Différence entre les machines à glaçons refroidies par air et par eau. Consulté sur www.easyice.com : https://www.easyice.com/difference-between-air-cooled-and-water-cooled-ice-machines/
Énergie. (2021). Achat de machines à glace refroidies par eau écoénergétiques. Consulté sur www.energy.gov : https://www.energy.gov/femp/purchasing-energy-efficient-water-cooled-ice-machines
Fisher, D., Cowen, D., Karas, A. et Spoor, C. (2012). Machines à glace commerciales : potentiel d'efficacité énergétique et de réponse à la demande. Actes de l'étude d'été 2012 de l'ACEEE sur l'efficacité énergétique des bâtiments.
Ironmountain. (2024). Machine à glace refroidie par air ou par eau : laquelle est la plus adaptée à votre entreprise ? Extrait de ironmountainrefrigeration.com : https://ironmountainrefrigeration.com/2024/12/18/air-cooled-vs-water-cooled-ice-machine/
Koeller, J. et Hoffman, H. (2008). Évaluation des meilleures pratiques de gestion potentielles – Machines à glace commerciales. Consulté sur calwep.org : https://calwep.org/wp-content/uploads/2021/03/Commercial-Ice-Makers-PBMP-2008.pdf
LADWP. (2024). Économisez de l'eau grâce aux machines à glace refroidies par air. Consulté sur www.ladwp.com : https://www.ladwp.com/publications/newsletters/articles/save-water-air-cooled-ice-machines
practicegreenhealth. (2013). Suggestions de considérations environnementales pour les machines à glaçons et les fontaines à eau. Consulté sur practicegreenhealth.org/ : https://practicegreenhealth.org/sites/default/files/2019-03/suggested_environmental_considerations_for_ice_machines_and_water_coolersv4.pdf