Machines à absorption liquide - Systèmes ammoniac-eau. Théorie

Le mélange binaire ammoniac-eau (NH₃-H₂O) est destiné à des machines à absorption liquide qui sont des convertisseurs thermiques trithermes [BE 9 734] dont les principales applications sont, d’une part, le froid industriel, à partir de vapeur surchauffée, d’eau chaude ou de gaz d’échappement et, d’autre part, les pompes à chaleur domestiques utilisant le gaz naturel (ou du GPL) comme source d’énergie.

Ce mélange binaire se différencie du mélange eau-bromure de lithium H₂O-LiBr [BE 9 735] notamment par le niveau de pression et par le fait que la vapeur est un mélange, ce qui a des conséquences importantes pour la conception des machines à absorption et la technologie utilisée. Comme dans le cas H₂O-LiBr, le fluide frigorigène n’a aucun impact sur l’effet de serre ni sur la couche d’ozone.

Par rapport aux systèmes H₂O-LiBr, les machines à un étage NH₃-H₂O permettent d’accéder à des températures d’évaporation bien au-dessous de 0 °C, ce qui les rend très attractives, que ce soit pour le froid industriel ou le fonctionnement en pompe à chaleur appliquée au chauffage de l’habitat. Par contre, elles conduisent à des coefficients de performance (COP) moins élevés.

Le cycle GAX (Generator, Absorber, heat eXchanger) profite de la forte amplitude de température de la solution pour effectuer une récupération de chaleur sur l’absorbeur en valorisant une partie de la chaleur latente d’absorption, ce qui permet d’augmenter le COP. Ce cycle fonctionne dans de bonnes conditions lorsque l’amplitude thermique entre la désorption et l’absorption est importante et que celle entre la condensation et l’évaporation n’est pas très élevée.

Les applications de ces différents cycles dans des machines à absorption liquide sont présentées dans l’article [BE 9 738] dédié à leur technologie.

Comme il est d’usage dans la profession, les titres et les pourcentages indiqués dans cet article sont, sauf précision contraire, massiques et relatifs à l’ammoniac.