Refroidisseur d'adsorption

Refroidisseur à adsorption, tout appareil conçu pour refroidir les espaces intérieurs par adsorption, un processus qui utilise des substances solides pour attirer à leur surface des molécules de gaz ou des solutions avec lesquelles ils sont en contact. Au lieu d'utiliser de grandes quantités d'électricité, le processus de refroidissement dans un refroidisseur à adsorption est entraîné par l'évaporation et la condensation de l'eau. Les refroidisseurs à adsorption offrent une alternative éconergétique à la réfrigération et à la climatisation conventionnelles, car l'énergie utilisée pour faire fonctionner le système de refroidissement provient de l'eau chauffée par la chaleur perdue, comme les gaz d'échappement ou la vapeur provenant de processus industriels ou la chaleur directement générée par des panneaux solaires ou d'autres appareils.

Les refroidisseurs à adsorption et les unités de refroidissement à compresseur plus conventionnelles utilisent un réfrigérant liquide avec un point d'ébullition très bas. Dans les deux appareils, lorsque le réfrigérant bout et s'évapore, il enlève un peu de chaleur, ce qui assure le refroidissement. (L'effet est analogue à un être humain qui se refroidit en transpirant.) Cependant, les deux appareils diffèrent dans la façon dont ils changent un réfrigérant d'un gaz en un liquide et répètent le cycle. Une unité de refroidissement de compresseur est plus énergivore; il utilise un compresseur électrique pour augmenter la pression sur le gaz. En revanche, un refroidisseur à adsorption, composé d'un évaporateur, de deux chambres d'adsorption et d'un condenseur, réchauffe le gaz en liquide sans utiliser de pièces mobiles. Les deux chambres d'adsorption sont remplies de gel de silice (l'adsorbant est souvent du bromure de lithium) et l'eau est le réfrigérant. Dans une chambre, ce gel agit comme un matériau porteur pour l'eau dans l'évaporateur. Le gel abaisse également l'humidité à l'intérieur de l'évaporateur, ce qui permet au réfrigérant d'eau de s'évaporer à basse température. (De plus, la pression atmosphérique à l'intérieur de certains évaporateurs peut être maintenue basse pour réduire sensiblement le point d'évaporation de l'eau, parfois jusqu'à 2 ° C [36 ° F].) Comme les molécules d'eau dans l'évaporateur subissent un changement de phase de d'un liquide à un gaz, la chaleur est évacuée du système, ce qui abaisse la température de l'eau restante, et l'eau est refroidie pour être utilisée dans les applications de refroidissement.

La vapeur d'eau et la chaleur sont éliminées du gel dans la première chambre d'adsorption par une vanne qui mène à un condenseur contenant de l'eau de refroidissement liquide. La vapeur d'eau d'une deuxième chambre d'adsorption (dont le but est de faire circuler l'eau réchauffée par la chaleur perdue à travers le gel) est également connectée au condenseur. L'eau chaude dans la deuxième chambre d'adsorption ajoute de la vapeur d'eau au condenseur, où elle se condense et libère son énergie dans l'eau de refroidissement. À l'intérieur du condenseur, l'eau de refroidissement reçoit la chaleur des deux chambres, et une grande partie de la vapeur d'eau devient de l'eau liquide, qui peut être expulsée ou autorisée à pénétrer dans la boucle d'eau glacée à l'intérieur de l'évaporateur via un détendeur.

La technologie derrière le refroidissement par adsorption remonte au milieu du 19e siècle, lorsque le scientifique français Ferdinand Carré a inventé un système similaire, appelé réfrigération par absorption, qui utilisait de l'eau et de l'ammoniac. D'autres conceptions ont suivi, dont une première brevetée en 1928 par le physicien américain d'origine allemande Albert Einstein et son ancien élève, le physicien américain d'origine hongroise Leo Szilard. L'acceptation par le public du refroidisseur Einstein-Szilard a été entravée par le coût énergétique élevé de l'appareil, le début de la Grande Dépression en 1929 et l'introduction du fréon (un élément clé des unités de refroidissement des compresseurs) en 1930.

L'adsorption et les refroidisseurs à absorption ont été de plus en plus promus comme des alternatives aux compresseurs à faible énergie, silencieuses et respectueuses de l'environnement. Ils n'émettent pas de gaz à effet de serre et n'utilisent pas de réfrigérants chlorofluorocarbonés ou hydrochlorofluorocarbonés, ils ne consomment pas non plus beaucoup d'électricité ni n'émettent beaucoup de chaleur dans l'atmosphère ou les cours d'eau. Les refroidisseurs à adsorption utilisent une très petite quantité d'électricité car seules leurs pompes nécessitent une alimentation électrique pour fonctionner. Par conséquent, ils sont une option populaire dans les endroits où l'électricité est coûteuse ou difficile à obtenir, où le bruit du compresseur peut être une distraction et où il y a une source de chaleur facilement disponible.