I.2 Représentation schématique et
principe de fonctionnement :
Citons quelques productions des machines industrielles à
absorption figures (I.1.a) et (I.1.b) :
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Figure I.1.a. Refroidisseur de liquide
à
absorption à simple étage.Série
ABS-PRC005- EN 465 KW
I.2.1. Principe de fonctionnement [20] :
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Figure I.1.b. Refroidisseur de liquide à
absorption à doubles étages Série ABSC 390 a
6000 KW.
Juin 2002.
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Le principe de fonctionnement de ces machines repose sur la
théorie et les propriétés des mélanges (ou couples)
binaires. Les mélanges utilisés dans ces machines comprennent un
« solvant » et un fluide frigorigène qui, en un certain point
du cycle est « absorbé » par le solvant (d'où le nom
donné à ce type de machines) et en un autre point, est
libéré du solvant.
Afin d'obtenir ce résultat, il est nécessaire
que le solvant présente à froid une très grande
affinité pour le fluide frigorigène ; lorsque la
température du mélange s'élève, cette
affinité diminue et il y a dégagement du fluide
frigorigène du solvant.
Les deux principaux couples binaires utilisés
industriellement sont les couples suivants :
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Couple
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Solvant
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Fluide Frigorigène
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Ammoniac-Eau
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Eau
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Ammoniac
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Eau-Bromure de lithium
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Bromure de lithium
|
Eau
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Figure I.2 : table des principaux couples
binaires en industrie. I.2.2. Machine à absorption avec NH3-H2O
:
Cette machine utilise la propriété que
présente l'eau à basse température d'absorber l'ammoniac
(1000 fois son volume à 0°C) et de libérer par chauffage la
presque totalité du gaz absorbé (à 100°C)
[13]. Ces vapeurs d'ammoniac une fois condensées
pourront donc nous assurer la production de froid désirée dans un
évaporateur.
I.2.2.1. Description :
Une telle machine comprend (figure I.3) :
- Un bouilleur (1) dans lequel sera chauffée la solution
ammoniacale.
- Un rectificateur-séparateur d'eau (2) libérant
l'ammoniac des gouttelettes d'eau entraînées.
> Un condenseur (3). > Un détendeur (4). > Un
évaporateur (5). > Un absorbeur (6). > Une pompe de circulation de
solution (7).
> Un échangeur thermique (8).
> Un robinet régleur de débit de solution
(9).
I.2.2.2. Fonctionnement :
La solution ammoniac-eau est chauffée dans le bouilleur
(1) par le serpentin de vapeur. La solubilité de l'ammoniac dans l'eau
diminue, l'ammoniac gazeux se dégage sous une pression très
voisine de sa tension de vapeur saturante à la température de la
solution en ébullition. La solution restante dans le bouilleur
s'appauvrit en ammoniac d'où le nom de solution pauvre qui lui est
donné.
entraînées mécaniqueme nt par le fluide
dans
dans le condenseur (3) .
L'ammoniac gazeux se
sépare des goutte lettes d'eau le
rectificat eur-séparateur (2) et va
se condenser
a- Schéma de principe
b- Schéma technologique
Figure I.3. Machine à
absorption
NH3-H2O.
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é par le robinet de réglage (9).
une température très voisine de
l a température ambiante
la dissolution de l'ammoniac
dans la solution
du système, la
chaleur provenant
de la disso
lution de
par une pauvre,
L'ammoniac liquide est admis
à travers le détendeur vaporise
sous la pressi on P5
correspondant à sa température
cette vaporisation sont acheminées vers l'abso
rbeur (6) où du bouilleur
et dont le débit est
régl
L'abs orbeur est maintenu à
circulation d 'eau, afin de favoriser au maximum
d'une part ; et d'autre p art éliminer
à l'extérie ur l'ammoniac dans l'eau.
(4) à l'év aporateur (
5) où, déten du, il s'y
d'évaporation T5. Les vapeurs
pro venant de elles renc ontrent la solution
pauvre venant
La solution ammoniacale pauvre, ainsi enrichie par absorption
d'ammoniac ; d'où l'appellation de solution riche ; est prise en charge
par une pompe (7) permettant de compenser la différence de pression
existant entre l'absorbeur et le bouilleur.
Nous avons donc une circulation de deux fluides :
- L'ammoniac pratiquement pur qui, entre la sortie du bouilleur
et l'entrée de l'absorbeur, subit les transformations habituelles d'un
fluide frigorigène.
- La solution ammoniacale, alternativement pauvre et riche, qui
circule entre le bouilleur et l'absorbeur.
L'échangeur thermique (8) a pour but d'améliorer
le rendement de la machine en refroidissant la solution pauvre avant son
admission dans l'absorbeur, et en réchauffant la solution riche avant
son retour au bouilleur, les deux solutions circulent à contre-courant
dans l'échangeur de chaleur.
Les détendeurs (4) et (9), ainsi que la pompe (7),
assurent la délimitation des circuits haute et basse pressions,
rôle que jouait le détendeur à lui seul dans les machines
à compression mécanique.
Donc le schéma nous montre que le seul organe
mécanique de l'installation est la pompe à solution (7).
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