Optimisation d'une machine frigorifique à absorption-diffusion nh3-h2o-h2

III.2. Etablissement du bilan énergétique du cycle NH3-H2O-H2 :

La modélisation est basée sur les lois de conservation de chaleur et masse au niveau de chaque élément

de l'installation auxquelles on ajoute les équations d'équilibre de mélange ammoniac-eau et l'hydrogène.

III.2.1. Bilan énergétique dans le bouilleur :

m& 9 + m& 3 = m& 11 + m& ₂ (III.29)

î₉ m& 9 + î₃ m& 3 = î 11 m& 11 + î₂ m& ₂ (III.30)

?_b = m& 3 h ₃ + m& 9 h 9 - ( m& 11 h ₁₁ + m& 2 h₂) (III.31)

m& 3 = m& 10(fC -1) (III.32)

III.2.2. Bilan énergétique dans la colonne de rectification :

m& 9 = m& 10 + m& ₁₁ (III.33)

î₉ m& 9 = î 10 m& ₁₀ + î 11 m& ₁₁ (III.34)

?_R = m & 10 h ₁₀ + m & 11 h 11 - m & 9 h 9 (III.35)

r =m11 & &

(débit reflut ( Kg / Kg))

(III.36)

m10

m 10 = m2 (III.37)

(1 +f_C )

III.2.3. Bilan énergétique dans le condenseur :

m& 10 = m& ₁₂ (III.38)

î10 = î 12 (III.39)

? = ni1010 -- ni12 12

C h h (III.40)

III.2.4. Bilan énergétique dans l'évaporateur :

m& 7 = m& ₆ +m& ₁₂ (III.41)

î₇ m& 7 = î₆ m & 6 + î ₁₂ m & 12 (III.42)

?₀ = m& 6 h ₆ + m& 12 h ₁₂ -m& ₇ h₇ (III.43)

(?₀représente la quantité de froid produite par l'installation).

III.2.5. Bilan énergétique dans l'échangeur gaz-gaz (S1) :

m& 7 = m& 8 , î₇ =î₈ (III.44)

m& 5 =m& ₆ , î₅ = î₆ (III.45)

?S 1 = m& 7 h 7 - m & 8 h 8 (III.46)

III.2.6. Bilan énergétique dans l'absorbeur :

m& 1 + m& 5 = m& 4 +m& 8 (III.47)

î ₁ m & 1 +î₅ m& 5 = î₄ m& 4 +î 8 m & 8 (III.48)

?ab = m& 4 h ₄ + m& 8 h 8 - ( m& 1 h ₁ +m& ₅ h₅) (III.49)

m& 1 = m& 10 f_C (III.50)

III.2.7. Bilan énergétique dans l'échangeur liquide-liquide (S2) :

m & 2 = m & ₁, î 2 = î 1 (III.51)

m & 3 = m & 4 , î 3 = î 4 (III.52)

? S 2 = m& 1 h 1 - m& 2 h₂ (III.53)

Pour vérifier le bilan thermique de l'installation on calcule l'erreur, celle ci doit être inférieure à (5 %) :

erreur =

( ? ? ? ? ? + - + + ) ( ab C b R 0 ) 5 % < ( ? ? + ) ab C

(III.54)

III.2.8. Le coefficient de performance de l'installation :

COP	Effet frigorifique produit

La chaleur totale fournie

Pour la machine frigorifique à absorption-diffusion NH3-H2O-H2

(III.55)

COP ?0

=

?_b