Machines à glaçons industrielles refroidies par air ou par eau : laquelle est la meilleure ?

Introduction

Dans le secteur agroalimentaire, les machines à glace industrielles sont utilisées dans les supermarchés, les restaurants et les hôtels, les abattoirs et les usines de transformation de produits aquatiques et de viande, ainsi que dans les abattoirs de volailles, afin de garantir la qualité et l'intégrité des produits. La conservation des denrées périssables repose sur des équipements industriels qui produisent de la glace en respectant les normes de température spécifiques à chaque secteur. Lors de l'achat d'une machine à glace industrielle, les acquéreurs doivent principalement choisir entre un système de refroidissement par air et un système de refroidissement par eau.

Cet article vise à présenter les systèmes de machines à glace industrielles en comparant en détail les technologies de refroidissement par air et par eau, notamment en termes d'efficacité énergétique, d'impact environnemental, de besoins de maintenance et de possibilités d'exploitation pour diverses applications commerciales. L'analyse de ces caractéristiques permettra aux entreprises de prendre des décisions plus éclairées.

Comprendre les systèmes de refroidissement des machines à glaçons

Les machines à glace éliminent la chaleur de procédé en effectuant deux opérations distinctes d'élimination de la chaleur.

Machines à glaçons refroidies par air

L'air ambiant sert de source de refroidissement pour les machines à glaçons à air, permettant de refroidir les serpentins du condenseur pendant l'absorption de la chaleur par le fluide frigorigène lors de la fabrication de la glace. La chaleur est évacuée dans l'environnement par des ventilateurs qui brassent l'air sur les serpentins du condenseur. Le fonctionnement de ces machines repose sur le même principe que celui des climatiseurs, utilisant l'air plutôt que l'eau pour maintenir le froid. L'installation de ces équipements est plus simple et plus économique, car elles ne nécessitent ni alimentation en eau ni tours de refroidissement. Par fortes chaleurs, la capacité de refroidissement des systèmes à haut rendement diminue en raison de la température ambiante plus élevée. Les systèmes à air fonctionnent efficacement dans les régions bénéficiant d'une ventilation adéquate et de températures ambiantes moyennes (Koeller & Hoffman, 2008).

Machines à glaçons refroidies à l'eau

Le fonctionnement d'une machine à glaçons refroidie à l'eau repose sur l'utilisation de l'eau pour absorber la chaleur du fluide frigorigène circulant dans les serpentins du condenseur. L'eau évacue la chaleur produite de la machine grâce à des tours de refroidissement ou des échangeurs de chaleur. Dans les climats chauds, l'utilisation de l'eau est plus efficace car sa capacité thermique est supérieure à celle de l'air. Le système de refroidissement à eau offre une capacité de refroidissement constante quelle que soit la température, ce qui le rend idéal pour les zones à forte consommation. Cependant, les coûts d'exploitation de ces systèmes sont plus élevés car ils nécessitent un approvisionnement en eau régulier. De plus, leur consommation accrue pose des problèmes environnementaux liés à la disponibilité de l'eau, limitant ainsi leur utilisation dans les régions arides (Énergie, 2021).

Efficacité et performance

Le niveau de performance des machines à glaçons dépend de leur structure et des conditions d'exploitation environnantes (EasyIce, 2024).

Les ventilateurs des machines à glaçons à refroidissement par air évacuent la chaleur des serpentins du condenseur vers l'air ambiant. Le fonctionnement de ces appareils est directement lié à la température extérieure : plus l' environnement est chaud, plus leur capacité de refroidissement est réduite, ce qui augmente la consommation d'énergie. Grâce à la certification ENERGY STAR, les machines à glaçons à refroidissement par air consomment 20 % d'eau en moins et sont 10 % plus efficaces que les modèles de base. La version écoénergétique permet de réaliser des économies annuelles allant jusqu'à 75 $ et 700 kWh, soit un potentiel d'économies de 660 $ sur toute la durée de vie de l'appareil.

Les machines à glaçons à eau utilisent l'eau comme fluide caloporteur pour les serpentins du condenseur, la chaleur étant ensuite évacuée par des tours de refroidissement ou des échangeurs de chaleur. Grâce à leur isolation thermique, ces machines assurent un fonctionnement constant quelles que soient les conditions météorologiques. Les organisations exploitant des tours de refroidissement toute l'année devraient privilégier ces machines, car elles nécessitent un approvisionnement continu en eau tout en alimentant directement les serpentins du condenseur pour une performance optimale. Un entretien régulier est indispensable, car l'accumulation de tartre réduit leurs performances.

Impact environnemental

L'empreinte environnementale des machines à glaçons dépend de leur système de refroidissement car

L' efficacité hydrique est un atout majeur des machines à glaçons à refroidissement par air, car elles consomment beaucoup moins d'eau que les autres modèles pour produire de la glace. La consommation d'eau des machines à glaçons à refroidissement par air certifiées ENERGY STAR varie entre 15 et 25 gallons (environ 57 à 95 litres) pour produire 100 livres (environ 45 kg) de glace, selon divers facteurs (LADWP, 2024).

Bien que consommant moins d'énergie, les machines refroidies à l'eau requièrent une quantité d'eau accrue, ce qui soulève des préoccupations environnementales. Les tours de refroidissement constituent un équipement essentiel pour la gestion de l'eau et permettent de limiter les pertes d'eau lors du fonctionnement de ces machines (practicegreenhealth, 2013).

Maintenance et durabilité

Les deux systèmes ont des besoins de maintenance distincts qu'il convient de prendre en compte :

Les machines refroidies par air nécessitent un nettoyage régulier du filtre à air et du serpentin du condenseur pour fonctionner à leur rendement maximal. Les unités de climatisation installées dans des environnements abrasifs ou huileux requièrent un entretien régulier en raison de leurs conditions d'installation (LADWP, 2024).

L’entretien des machines refroidies à l’eau nécessite des contrôles réguliers de la qualité de l’eau afin de prévenir la formation de tartre et la corrosion, qui pourraient endommager le système. La machine requiert des méthodes de filtration et des solutions de traitement de l’eau appropriées pour maintenir ses performances et optimiser sa durée de vie (Énergie, 2021).

Considérations relatives aux coûts

Contrairement à l'autre système, les prix initiaux et les frais de fonctionnement fonctionnent différemment dans ces deux systèmes (Ironmountain, 2024) :

De manière générale, les machines à glaçons à air sont plus économiques que leurs homologues à eau, et ce, à tous les égards. Les modèles à air présentent des coûts d'installation et d'utilisation réduits, ainsi que des frais de fonctionnement minimes. On trouve sur le marché des machines à glaçons à air moins chères que d'autres produits. Leur polyvalence en fait un choix privilégié. L'achat d'un modèle certifié Energy Star contribue à minimiser les coûts d'exploitation, mais un emplacement adéquat est essentiel pour optimiser les économies d'énergie.

L' installation de machines à glaçons à eau nécessite des équipements supplémentaires pour leur fonctionnement, ce qui engendre des coûts d'achat plus élevés. Dans certaines régions, leur utilisation est interdite, ce qui freine l'intérêt des fabricants. La consommation d'eau excessive en fonctionnement rend les systèmes de refroidissement à eau plus onéreux que dans les zones d'utilisation standard.

Considérations réglementaires et de durabilité

Le choix d'une machine à glaçons est guidé à la fois par la réglementation et les objectifs de durabilité (docs.lib.purdue.edu) (aceee.org (practicegreenhealth.org).

L’utilisation de machines à refroidissement par air s’avère avantageuse car les régions privilégient ces systèmes qui réduisent la consommation d’ eau dans le cadre des programmes de préservation de cette ressource. Les programmes de certification ENERGY STAR® et autres préconisent le choix d’équipements à refroidissement par air en raison de leur efficacité énergétique supérieure (Fisher, Cowen, Karas et Spoor, 2012).

Dans les zones où la préservation de l'eau est une priorité, l'utilisation de machines refroidies à l'eau est strictement interdite et leur installation peut nécessiter une autorisation des autorités compétentes. Il est impératif de consulter les directives locales et de réaliser une étude d'impact environnemental avant de procéder à l'installation.

Conclusion

Le choix entre les machines à glace industrielles à refroidissement par air et celles à refroidissement par eau repose sur trois éléments clés : les conditions environnementales, les ressources en eau et le temps nécessaire à la maintenance. Les machines à refroidissement par air sont faciles à entretenir et permettent de préserver l’eau, tandis que les machines à refroidissement par eau offrent des économies d’énergie dans les zones climatiques appropriées. Les entreprises doivent évaluer leurs besoins opérationnels et les spécificités locales afin de choisir la solution la plus performante et économique. Faites confiance à ICESTA, fournisseur leader de machines à glace industrielles , pour des solutions sur mesure répondant à vos exigences opérationnelles et environnementales.

Références

EasyIce. (2024). Différence entre les machines à glaçons à air et à 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 glaçons à 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 glaçons commerciales : le potentiel d’efficacité énergétique et de réponse à la demande. Actes de l’étude d’été ACEEE 2012 sur l’efficacité énergétique dans les bâtiments.

Ironmountain. (2024). Machine à glaçons à air ou à eau : laquelle est la mieux adaptée à votre entreprise ? Consulté sur 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 glaçons commerciales. Consulté sur calwep.org : https://calwep.org/wp-content/uploads/2021/03/Commercial-Ice-Makers-PBMP-2008.pdf

LADWP. (2024). Économisez l'eau grâce aux machines à glaçons à refroidissement par air. Consulté sur www.ladwp.com : https://www.ladwp.com/publications/newsletters/articles/save-water-air-cooled-ice-machines

practicegreenhealth. (2013). Considérations environnementales suggérées 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