Évaporation de l'eau sous vide et principe de réfrigération des refroidisseurs à absorption LiBr
Dans les systèmes de réfrigération à absorption LiBr, la production de froid repose principalement sur l'évaporation et l'absorption de chaleur de l'eau réfrigérante sous vide. Contrairement aux systèmes de réfrigération à compression de vapeur classiques,refroidisseur à absorption LiBrCes systèmes ne font pas appel à des compresseurs mécaniques pour comprimer le fluide frigorigène. Ils exploitent plutôt la propriété physique selon laquelle l'eau s'évapore à des températures plus basses lorsque la pression ambiante diminue. En tirant parti de ce phénomène, le système parvient à produire du froid grâce à la chaleur absorbée lors de l'évaporation.
Sous pression atmosphérique normale, l'eau bout généralement à 100 °C. Cependant, son point d'ébullition n'est pas constant et varie en fonction de la pression ambiante. Lorsque la pression du système diminue, la résistance que les molécules d'eau doivent surmonter pour se transformer en vapeur diminue également. Par conséquent, l'eau peut s'évaporer, voire bouillir, à des températures nettement inférieures. Sous vide poussé, la température d'évaporation de l'eau peut chuter de façon spectaculaire. Par exemple, lorsque la pression est réduite à environ 1 kPa, l'eau peut s'évaporer à une température proche de 5 °C. Cette caractéristique constitue le fondement physique de la technologie de réfrigération par absorption.
À l'intérieur de l'évaporateur d'un refroidisseur à absorption LiBr, le système est maintenu sous vide poussé grâce à des dispositifs de maintien ou de purge du vide. La pression à l'intérieur de l'évaporateur est donc bien inférieure à la pression atmosphérique. Dans cet environnement, l'eau, qui sert de fluide frigorigène, est pulvérisée uniformément sur la surface du faisceau tubulaire de l'évaporateur. Au contact de la surface des tubes, une partie de l'eau s'évapore rapidement en raison de la faible pression qui règne à l'intérieur de l'évaporateur.
Lors de l'évaporation, l'eau doit absorber une grande quantité d'énergie pour passer de l'état liquide à l'état gazeux. Cette énergie est appelée chaleur latente de vaporisation. Du fait de sa chaleur latente de vaporisation très élevée, même une faible évaporation permet d'absorber une quantité importante de chaleur. Cette absorption de chaleur est le mécanisme clé du processus de réfrigération.
La chaleur absorbée lors de l'évaporation provient principalement de l'eau glacée circulant dans les tubes de l'évaporateur. Cette eau glacée transporte la chaleur des systèmes de climatisation ou des procédés industriels vers l'évaporateur. À mesure que l'eau réfrigérante extérieure aux tubes s'évapore, elle absorbe continuellement la chaleur de l'eau glacée à l'intérieur des tubes, ce qui entraîne une baisse de température de cette dernière. L'eau glacée refroidie est ensuite recirculée vers les terminaux de climatisation ou les équipements industriels, où elle assure le refroidissement de l'air ou des applications de process. De cette manière, le système fournit la puissance frigorifique requise au système extérieur.
La vapeur d'eau produite dans l'évaporateur s'écoule ensuite dans l'absorbeur, où elle est rapidement absorbée par la solution concentrée de LiBr. Le LiBr possède une forte affinité pour la vapeur d'eau, ce qui signifie que sa solution peut l'absorber efficacement. Une fois la vapeur absorbée, la pression à l'intérieur de l'évaporateur reste basse, permettant ainsi la poursuite du processus d'évaporation. Si la vapeur produite dans l'évaporateur n'était pas évacuée ou absorbée à temps, la pression interne augmenterait progressivement, réduisant le taux d'évaporation de l'eau réfrigérante et affectant finalement les performances de refroidissement du refroidisseur. Par conséquent, l'absorption continue de la vapeur d'eau par la solution joue un rôle essentiel dans le maintien de la basse pression nécessaire à l'évaporation.
Grâce à la combinaison des processus d'évaporation, d'absorption de chaleur, d'absorption de vapeur et de maintien du vide,refroidisseur à absorption LiBrCe système est capable de maintenir un cycle de réfrigération continu. Il exploite la propriété de l'eau de s'évaporer à basse température sous vide tout en absorbant une grande quantité de chaleur. En extrayant continuellement la chaleur de l'eau glacée, le système produit l'effet de refroidissement souhaité. Grâce à son fonctionnement fluide et à sa capacité à utiliser des sources de chaleur telles que la vapeur, l'eau chaude ou la chaleur résiduelle industrielle, les refroidisseurs à absorption LiBr sont largement utilisés dans les grands systèmes de climatisation centralisée et diverses applications de refroidissement industriel.
Date de publication : 3 avril 2026
