frigorifique (machine) (suite)
Machines frigorifiques à absorption
Les machines de ce type, dont la première fut réalisée en 1860 par Ferdinand Carré (1824-1900), utilisent l’affinité chimique de certains corps. Dans un bouilleur chauffé, le fluide frigorigène est chassé par vaporisation ; il va se liquéfier dans un condenseur ; sa pression est abaissée par un détendeur ; il se vaporise dans un évaporateur, qui produit le froid recherché ; il est réabsorbé dans la solution appauvrie de l’absorbeur (en dégageant de la chaleur). Une pompe refoule la solution reconcentrée de l’absorbeur dans le bouilleur, et un détendeur alimente l’absorbeur en solution diluée venant du bouilleur. Plusieurs mélanges sont utilisés dans les machines à absorption ; pour les températures inférieures à 0 °C, le frigorigène est le plus souvent l’ammoniac, et l’absorbant est l’eau ; pour les températures supérieures à 0 °C (conditionnement d’air), le frigorigène est l’eau, et l’absorbant le bromure de lithium. La première catégorie de machines a une puissance frigorifique en général limitée à quelques dizaines de milliers de frigories/heure ; les secondes offrent des puissances pouvant dépasser 4 millions de frigories/heure. Le rendement de la machine à absorption est inférieur à celui de la machine à compression ; le coût d’installation et l’encombrement sont plus grands ; en revanche, le fonctionnement est silencieux, le seul élément mécanique étant la pompe, avantage apprécié en conditionnement d’air. La machine à absorption peut trouver économiquement sa place dans les cas où l’on dispose d’une source chaude gratuite ou à très bon marché. On peut envisager son emploi en combinaison avec un compresseur centrifuge entraîné par une turbine à vapeur, dont la vapeur d’échappement est utilisée pour chauffer le bouilleur de la machine à absorption.
Les réfrigérateurs ménagers, qui utilisent le plus souvent le cycle à compression (compresseurs hermétiques à piston ou rotatifs à palettes), sont quelquefois à absorption ; l’appareil à absorption le plus répandu, à ammoniac, n’a aucun organe en mouvement : la solution « riche » est transférée au bouilleur non par une pompe, mais par un émulseur (bulles dégagées au contact de la partie la plus chaude du bouilleur) ; dans le circuit a été introduite préalablement une certaine quantité d’hydrogène dans laquelle l’ammoniac se diffuse.
Refroidissement thermo-électrique
Ce procédé est fondé sur le phénomène découvert en 1834 par le physicien Jean Charles Peltier (1785-1845) : si, dans un circuit formé de deux éléments convenablement choisis, on envoie un courant électrique continu, il y a élévation de température à l’une des jonctions et abaissement de température à l’autre. Le dégagement de chaleur par effet Joule se superpose et tend évidemment à combattre cet abaissement de température. Les « modules thermo-électriques » les plus efficaces actuellement sont constitués de semi-conducteurs, et plus particulièrement de tellurure de bismuth convenablement « dopé ». Pour obtenir des abaissements de température plus importants, on monte « en cascade » une série de modules. Le rendement du processus est faible, et les applications en sont encore très limitées : cryostats de laboratoire, réfrigérateurs ménagers, cas spéciaux de conditionnement d’air (sous-marins).
R. T.
➙ Cryologie.
G. Vassogne, les Machines frigorifiques (Dunod, 1951). / R. Billardon, Technologie des machines frigorifiques industrielles (Baillière, 1954). / Handbuch der Kalterechnik (Berlin, 1959-1966 ; 6 vol.). / Ashrae, Guide and Data Book (New York, 1967-1970 ; 4 vol.).