Comment se calcule le coefficient d'isolation thermique d'un camion frigorifique ?

Le maintien de températures stables est la mission essentielle du transport dans la chaîne du froid. Il garantit l'intégrité des produits, préserve la qualité et la durée de conservation. C'est pourquoi le système de réfrigération des camions frigorifiques est particulièrement crucial, car il repose non seulement sur l'unité de réfrigération, mais aussi sur les matériaux d'isolation. Par conséquent, l'utilisation d'une isolation avec un coefficient de résistance thermique optimal (valeur K) est vitale, car elle détermine à la fois les coûts d'exploitation et la sécurité des cargaisons. Composite Box propose des solutions de carrosserie pour camions frigorifiques avec le meilleur coefficient de résistance thermique.

L'importance de la valeur K pour les véhicules frigorifiques

La valeur K (également connue sous le nom de coefficient de conductivité thermique) mesure la quantité de chaleur transférée à travers une unité de surface de la carrosserie du véhicule par unité de temps lorsqu'il y a une différence de température de 1°C entre l'intérieur et l'extérieur. Son unité est le W/m²-K.

L'importance de cette valeur se manifeste sous trois aspects :

• Stabilité de la température : Une valeur K plus faible indique une plus grande résistance à l'intrusion de la chaleur extérieure, ce qui se traduit par des températures internes plus stables et une meilleure isolation. Cette caractéristique est particulièrement importante pour le transport de vaccins, d'aliments périssables et d'autres marchandises sensibles à la température.
• Réduction de la consommation d'énergie : Un compartiment de fret réfrigéré avec une faible valeur K minimise considérablement l'entrée de chaleur, réduisant ainsi la consommation d'énergie de l'unité de réfrigération et l'utilisation d'électricité et de carburant diesel. Cela permet de réduire les dépenses énergétiques et de soutenir le développement durable.
• Durée de vie et fiabilité des équipements : La réduction de la charge sur l'unité diminue le stress opérationnel et l'usure, ce qui prolonge la durée de vie de l'équipement de réfrigération et réduit les taux de défaillance.

Quelle est la valeur K d'un camion frigorifique ?

Le compartiment de chargement isolé d'un camion frigorifique fonctionne comme une boîte isolée à six côtés. La valeur K reflète directement ses performances en matière d'isolation thermique, ce qui lui confère une importance cruciale. Naturellement, le toit, le plancher, les panneaux latéraux, les panneaux de porte, le cadre et les joints contribuent tous à la capacité d'isolation globale.

Une erreur courante consiste à se concentrer uniquement sur la puissance de l'unité de réfrigération. Cependant, si la valeur K du compartiment est trop élevée (ce qui indique une mauvaise isolation), même l'équipement de réfrigération le plus puissant ne pourra pas obtenir des résultats optimaux en matière de refroidissement. Cela n'empêchera pas les problèmes de survenir.

Comment le coefficient d'isolation thermique K est-il calculé pour les camions frigorifiques et comment est-il obtenu ?

Il existe deux méthodes principales pour obtenir la valeur K : le calcul théorique et la mesure expérimentale.

Méthode de calcul théorique : Il est principalement utilisé pour les estimations préliminaires lors des phases de conception et de sélection des matériaux. Sa formule de base est la suivante :

K = 1 / (1/α_(intérieur) + Σ(δ/λ) + 1/α_(extérieur))

Où δ est l'épaisseur de chaque couche de matériau, λ est la conductivité thermique du matériau (déterminée par le matériau lui-même), et α_(intérieur) et α_(extérieur) sont les coefficients de transfert de chaleur des surfaces intérieures et extérieures. En additionnant la résistance thermique de chaque couche, la valeur K totale peut être estimée. Toutefois, cette méthode ne permet pas de tenir compte des effets des ponts thermiques et des défauts de fabrication.

Méthode de mesure expérimentale (méthode standard) : Il s'agit de la méthode faisant autorité pour vérifier la performance réelle de l'isolation thermique d'un véhicule, généralement réalisée dans des centres d'essai nationaux et appelée "essai de fuite de chaleur". Le véhicule est placé dans un environnement à température constante, le chauffage ou le refroidissement étant appliqué à l'intérieur de l'habitacle pour établir une différence de température stable entre l'intérieur et l'extérieur (par exemple, intérieur 30°C, extérieur -20°C, différence de température 50°C). La puissance précise (P) nécessaire pour maintenir cette différence de température est ensuite mesurée.

La valeur K finale est calculée à l'aide de la formule suivante :

K = P / (S × ΔT)

P : Puissance de chauffage/refroidissement (Watts, W)

S : Surface totale de la cabine (mètres carrés, m²)

ΔT : différence de température entre l'intérieur et l'extérieur de la cabine (Celsius, °C ou Kelvin, K)

Exemple : Si la puissance mesurée P = 2000W, la surface S = 70m², et la différence de température ΔT = 50°C, alors K = 2000 / (70 × 50) ≈ 0,57 W/m²-K. Lors de l'achat d'un véhicule, les utilisateurs doivent demander un rapport de test de fuite thermique délivré par une institution faisant autorité. Cette valeur K mesurée constitue le véritable test des performances du véhicule.

Éléments d'isolation centrale des carrosseries de camions frigorifiques

Les performances d'isolation thermique d'une soute sont principalement déterminées par trois facteurs essentiels :

• Matériau d'isolation : La mousse de polyuréthane est actuellement le choix le plus courant. Sa conductivité thermique (λ) est directement liée à l'efficacité de l'isolation - des valeurs λ plus faibles indiquent une meilleure isolation. La mousse de PU de haute qualité atteint des valeurs λ inférieures à 0,022 W/m-K. En outre, dans le cadre des contraintes de volume et de poids, l'augmentation de l'épaisseur de la couche d'isolation améliore la rétention thermique.
• Processus de fabrication des panneaux : Le procédé d'"injection intégrale de mousse" est plus performant que l'"injection segmentée". L'injection intégrale de mousse permet à la mousse d'être formée en une seule étape dans le moule, créant ainsi une couche d'isolation unifiée et sans couture. Cela permet d'éliminer les ponts thermiques et d'obtenir une valeur K plus faible et plus uniforme.
• Conception et étanchéité de la rupture thermique : L'armature métallique du compartiment à bagages crée des "ponts thermiques" qui facilitent le transfert rapide de la chaleur. Les conceptions avancées de "rupture thermique" interrompent efficacement cette conduction de la chaleur. En outre, les détails d'étanchéité au niveau des joints de porte, des joints rivetés, des trous d'évacuation et d'autres points critiques sont primordiaux - tout écart dégradera la valeur K réelle.

Carrosseries de camions frigorifiques : Sélection et application

Critères de sélection clés :

• Priorité absolue : Insistez sur l'obtention et la vérification des rapports d'essai de la valeur K émis par des agences d'inspection tierces - il s'agit de la base la plus critique.
• Comparer les paramètres : Parmi les modèles comparables, donner la priorité aux produits ayant des valeurs K inférieures, comme indiqué dans les rapports.
• Inspecter les détails : Sur place, vérifiez que les joints des panneaux sont lisses, que les joints des portes sont étanches et souples, et que le cadre est doté d'une rupture de pont thermique.

Application et entretien :

• Au cours des opérations quotidiennes, si le groupe frigorifique se met en marche et s'arrête anormalement souvent ou si la consommation de combustible augmente de manière significative, il convient de vérifier si cela n'est pas dû à une réduction des performances d'isolation (augmentation réelle de la valeur K).
• Inspecter et nettoyer régulièrement les joints de porte pour s'assurer qu'ils ne sont pas endommagés, qu'ils ne contiennent pas de débris et qu'ils conservent une bonne étanchéité.
• Évitez les chocs ou les éraflures sur le compartiment à bagages afin de ne pas compromettre l'intégrité structurelle de la couche d'isolation.

Conclusion

Le coefficient d'isolation thermique (valeur K) d'un camion frigorifique est loin d'être une simple statistique sur le froid : il est le gardien de la qualité et de l'efficacité du transport dans la chaîne du froid. Si les compartiments de fret à faible valeur K, obtenus par des calculs scientifiques et des tests rigoureux, peuvent nécessiter un investissement initial légèrement plus élevé, leur rendement dépasse largement cet investissement au cours de leur cycle de vie opérationnel prolongé. Cela se traduit par des économies d'énergie, une meilleure protection des cargaisons et une réduction des coûts de maintenance. Toute entreprise de transformation ou de logistique sait que le choix d'une caisse de camion frigorifique à faible valeur K ajoute un potentiel de profit significatif et une garantie de sécurité à ses opérations.