Comment ça marche
Ammonia absorption refrigeration system
Principe de la réfrigération par absorption d’ammoniac
La réfrigération est un procédé thermodynamique qui consiste à extraire la chaleur d’un milieu afin d’en abaisser la température. Dans les installations industrielles modernes, cette fonction est le plus souvent assurée par des systèmes à compression mécanique, fortement dépendants de l’électricité. Il existe cependant une technologie alternative, plus ancienne mais aujourd’hui remise au goût du jour : la réfrigération par absorption d’ammoniac. Cette technologie repose principalement sur l’utilisation de la chaleur comme source d’énergie et sur les propriétés de l’ammoniac, un fluide frigorigène naturel particulièrement performant.
Dans un système de réfrigération par absorption, le compresseur mécanique est remplacé par un cycle thermochimique fonctionnant avec deux fluides principaux : l’ammoniac, qui assure la production de froid, et l’eau, qui agit comme fluide absorbant.
L’eau possède une forte capacité à absorber la vapeur d’ammoniac à basse pression, ce qui permet de remplacer la compression mécanique par un phénomène d’absorption. L’énergie habituellement nécessaire pour comprimer le fluide frigorigène est ainsi fournie sous forme de chaleur, permettant de transformer directement l’énergie thermique en énergie frigorifique.
Fonctionnement du cycle à absorption
Le cycle de réfrigération par absorption d’ammoniac repose sur l’interaction entre un fluide frigorigène, l’ammoniac, et un fluide absorbant, l’eau. L’ammoniac s’évapore à basse pression en absorbant la chaleur du milieu à refroidir, ce qui permet la production de froid à des températures pouvant être très basses, descendant à -70°C. La vapeur d’ammoniac est ensuite absorbée par une solution eau–ammoniac, un processus qui libère de la chaleur devant être évacuée pour assurer un fonctionnement stable.
La solution enrichie en ammoniac est ensuite chauffée afin de séparer l’ammoniac de l’eau. Cette étape, alimentée par une source de chaleur (souvent celle que l'on cherche à réutiliser), permet de régénérer le fluide frigorigène sans recours à une compression mécanique. L’ammoniac est ensuite condensé, puis détendu avant de recommencer un nouveau cycle de réfrigération. Grâce à ce principe, la réfrigération par absorption permet de transformer efficacement l’énergie thermique en énergie frigorifique avec une très faible consommation électrique.
Avantages de la réfrigération par absorption d’ammoniac
La réfrigération par absorption d’ammoniac présente de nombreux avantages. L’ammoniac est un fluide frigorigène naturel qui ne détériore pas la couche d’ozone et ne contribue pas à l’effet de serre. Son point d’ébullition très bas permet d’atteindre des températures de réfrigération particulièrement faibles, jusqu'à -70°C. L’absence de compresseur mécanique réduit les frottements, le bruit et l’usure, ce qui améliore la fiabilité et la durée de vie des installations.
De plus, l’odeur caractéristique de l’ammoniac constitue un atout en matière de sécurité, car toute fuite est immédiatement détectable.
L’efficacité d’un système de réfrigération par absorption est exprimée par le coefficient de performance, qui correspond au rapport entre la puissance frigorifique produite et la puissance thermique fournie au désorbeur. Ce coefficient dépend principalement de la température de la source chaude, de la température du système de refroidissement et de la température d’évaporation. Ce ratio est souvent élevé grâce aux forts écarts de températures du système entre les parties chaudes et froides.
La consommation électrique, limitée essentiellement au fonctionnement de la pompe de solution, représente une part très faible de l’énergie totale et n’influence que marginalement le rendement global du système.