Simulation d'une machine frigorifique à absorption fonctionnant avec des mélanges d'alcanes

RésuméNous proposons dans cet article des machines frigorifiques à absorption fonctionnant avec des mélanges binaires d'alcanes comme alternative pour remplacer les machines à compression de vapeur. Il s'agit d'une machine utilisant une énergie de bas niveau à une température motrice inférieure à 150 °C (rejet thermique ou énergie solaire) et opérant avec des fluides non nocifs pour l'environnement. Dix mélanges ont été considérés et comparés avec deux modes de refroidissement du condenseur et de l'absorbeur: l'air ambiant à 35 °C et l'eau à 25 °C. Dans le cas d'un refroidissement avec de l'air, le COP atteint une valeur de 0.37 pour le système n-butane/octane. Cette valeur reste inférieure de 27% à celle d'une installation au mélange ammoniac/eau sous les mêmes conditions. Pour un refroidissement avec de l'eau, les systèmes n-butane/octane et propane/octane donnent un COP de 0.63, valeur comparable à celui du système ammoniac/eau. En utilisant le n-butane comme fluide frigorigène, l'installation fonctionne sous une pression de condensation ne dépassant pas 5 bar, ce qui constitue un avantage par rapport aux machines fonctionnant avec le mélange ammoniac/eau.

We propose in this article an absorption chiller operating with binary alkane mixtures as an alternative to compression machines. It is an installation using low-level energy at a temperature below 150 °C (waste heat or solar energy) and operating with environmentally friendly fluids. Ten mixtures are considered and compared with two cooling mediums of the condenser and the absorber: the ambient air at 35 °C and the water at 25 °C. For an air-cooled chiller, the COP reaches 0.37 for the n-butane/octane system. This value remains 27% lower than that of an ammonia/water installation operating under the same conditions. For a water-cooling chiller, the n-butane/octane and propane/octane systems give a COP of about 0.63, which is comparable to that of the ammonia/water system. When n-butane is used as refrigerant, the machine works at a pressure under 5 bars, which is an advantage compared with machines working with ammonia/water mixtures.