Dans une enceinte réfrigérée, le thermostat mesure un point. Ce que l'utilisateur subit est une distribution de température qui varie d'une clayette à l'autre, et pour la sécurité alimentaire c'est le point le plus chaud qui compte.
Problèmes de distribution d'air
Zones mortes. Les coins de clayettes, les balconnets de porte et la zone autour du bac à légumes sont peu brassés. Ces régions sont nettement au-dessus de la moyenne.
Obstruction par les produits. La distribution mesurée dans une enceinte vide ne tient plus lorsqu'elle est pleine. Les produits bouchent les passages d'air, et leur propre masse thermique ralentit le système. Il faut calculer à la fois un scénario à vide et un chargement typique.
Ouvertures de porte. À chaque ouverture, l'air froid déborde vers le bas et l'air chaud et humide du local prend sa place. C'est à la fois un choc thermique et la principale source de givrage.
Les systèmes statiques et ventilés diffèrent
Dans les enceintes statiques (non no-frost), la circulation n'est mue que par la flottabilité ; l'écoulement est très lent et fortement stratifié. C'est un problème de convection naturelle, donc exigeant en maillage et en convergence.
Dans les systèmes ventilés, la distribution est fixée par le dessin des gaines et des bouches ; le problème se rapproche d'un problème de distribution classique, même si aux faibles vitesses en jeu la flottabilité compte encore. Voir la note sur la convection mixte.
Humidité et givrage
L'humidité qui condense sur la surface de l'évaporateur se transforme en givre ; la couche de givre réduit le transfert thermique et resserre le passage d'air. Un cycle de dégivrage est donc nécessaire, mais chaque dégivrage apporte de la chaleur dans l'enceinte.
Sans résoudre le transport d'humidité, on ne peut pas voir où le givrage va commencer. Voir la note sur la condensation.
Isolation et ponts thermiques
Une part importante de la déperdition de l'enceinte vient du joint de porte et des profilés de caisse. Voir la note sur les ponts thermiques.
Références
- Churchill, S. W. & Chu, H. H. S. (1975). Correlating equations for laminar and turbulent free convection from a vertical plate. International Journal of Heat and Mass Transfer, 18(11), 1323–1329. DOI: 10.1016/0017-9310(75)90243-4
- Shah, R. K. & Sekulić, D. P. (2003). Fundamentals of Heat Exchanger Design. John Wiley & Sons. DOI: 10.1002/9780470172605