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Auteur(s)
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Maxime DUMINIL : Ancien professeur à l’Institut français du Froid industriel et du génie climatique au CNAM - Ancien professeur à l’École centrale de Paris - Vice-président de l’Association française du froid (AFF)
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Lire l’articleINTRODUCTION
Dans cet article seront traités les systèmes termofrigorifiques à éjection et à absorption déjà introduits dans un premier article sur la classification de tous les systèmes thermofrigorifiques [BE 9 734]. Le calcul d’un système à absorption fait l’objet d’un article séparé [BE 9 736].
L’unité employé pour la pression est le bar absolu. Nous rappellons que 1 bar = 105 Pa.
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- Version courante de oct. 2020 par Francis MEUNIER, Pierre NEVEU
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Systèmes thermofrigorifiques à éjection2. Systèmes thermo-frigorifiques à absorption
Le système frigorifique à éjection, bien que fondamentalement différent du système à compression, utilise néanmoins, lui aussi, une méthode mécanique pour extraire la vapeur formée dans l’évaporateur frigorifique. Dans le système à compression, l’extraction de la vapeur résulte de l’aspiration mécanique du compresseur qui maintient la pression dans l’évaporateur à un niveau suffisamment bas. Dans le système à éjection, l’extraction de la vapeur est aussi le fait de l’aspiration mécanique de la vapeur par l’abaissement de pression qui résulte de la mise en vitesse de cette vapeur dans la partie convergente de l’éjecteur.
Il en va tout autrement dans les systèmes à sorption. L’effet d’aspiration de la vapeur de frigorigène résulte de la mise en présence de cette vapeur et d’une substance qui présente une grande affinité pour les molécules qui la constituent. Dès ce contact frigorigène-substance absorbante, les molécules de frigorigène se fixent sur la substance absorbante par sorption physique ou physico-chimique. Elles disparaissent alors de la phase gazeuse, ce qui provoque l’aspiration de nouvelles vapeurs provenant de l’évaporateur. Lorsque le sorbant est liquide, on a affaire à un système à absorption dont le fonctionnement peut être continu ou discontinu.
Le phénomène de production de froid par évaporation d’eau et fixation de la vapeur formée par l’acide sulfurique concentrée (absorption) a d’abord été étudié, en 1810, par l’Écossais John Leslie (1766-1832). C’est le Français Edmond Carré (1823-1894) qui appliqua en 1866 ce procédé en créant un appareil frigorifique intermittent à absorption utilisé pour refroidir l’eau des carafes. Cet appareil fut très utilisé dans les cafés du Second Empire. Son frère, Ferdinand Carré, (1824-1900) est le véritable père du cycle frigorifique à absorption continue et le promoteur du couple performant frigorigène : ammoniac/absorbant : eau.
Ce couple est toujours utilisé dans des machines à absorption actuelles, notamment pour la production de froid à des températures inférieures à 0 C. Pour la production de froid aux températures supérieures à 0 C, notamment pour les besoins de la climatisation, on a mis au point aux États-Unis, dès 1938, une nouvelle...
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